【正文】 根據(jù)需要設定時計時來設定。 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 29 頁 共 36頁 結(jié)束語 在本設計中實現(xiàn)了機械手的自動操作功能，在工業(yè)自動化行業(yè)中得到普遍的應用。在范老師的提供下，也做了機械手的運行試驗，雖然中間也出現(xiàn)了一些問題，但得到了及時的調(diào)整，相信這次的學習將會對我以后的工作道路上有很大的幫助。真心感謝老師對我的學習和論文方面的幫助，在大學的最后一段時光里，留下了深深的烙印，以至于我能夠順利的完成了學業(yè) 。在過去的四年中，學到了很多，失去了也很多，知識是學無止境的，對于這四年的學習，理論的知識已經(jīng)非常充實，展望未來，我 們將會踏上社會，帶著我們所學的知識去迎接更大的挑戰(zhàn)。剛開始接觸時，對于 PLC的整體運行還不是特別的了解，對于 PLC的實際操作也不太懂，經(jīng)過這幾個月的實際學習，已經(jīng)基本掌握了 PLC的硬件和軟件。腳本程序清單見附件 A[21]。 對于實時數(shù)據(jù)庫中的變量，在開始之前需要對其定義，最主要先分析系統(tǒng)，再能夠確定變量值。 運行策略作為系統(tǒng)的一個重要的框架，它能夠使系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)按照所設定的時間順序執(zhí)行程序，使得機械手能夠進行有效地操作，對一些構(gòu)件進行基本的定義和策略的構(gòu)造，它能夠控制一些工作窗口的開關(guān)狀態(tài)，這樣就可以實現(xiàn)對一些外部設備的測量和控制 [20]。設備在運本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 25 頁 共 36頁 行的時候，設備窗口可以用來控制整個流程的運動。它通常在 Windows 平臺上進行運用，對數(shù)據(jù)進行采集，以人類可以接受的形式，比如動畫，燈的報警，對流程的控制多種的形式來反應工程的狀態(tài)。 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 17 頁 共 36頁 4 系統(tǒng)設計 硬件設計 輸入 /輸出口分配表 在設計機械手自動操作的系統(tǒng)過程中， PLC 是控制的核心，首先對 PLC 硬件進行設計，分配表如下表 41所示： 表 41 輸入輸出分配表 輸入 輸出 X0 啟動按鈕 SB1 Y0 擺動氣缸左擺（ YA1 得電） X1 擺動氣缸左擺極限 SQ1 Y1 擺動氣缸右擺（ YA2 得電） X2 擺動氣缸右擺極限 SQ2 Y2 水平氣缸伸出（ YA3 得電） X3 水平氣缸伸出極限 SQ3 Y3 水平氣缸縮回（ YA4 得電） X4 水平氣缸縮回極限 SQ4 Y4 垂直氣缸下降（ YA5 得電） X5 垂直氣缸伸出極限 SQ5 Y5 垂直氣缸上升（ YA6 得電） X6 垂直氣缸縮回極限 SQ6 Y6 氣爪夾緊（ YA7 得電） X7 手動控制按鈕 SB2 Y7 氣爪放松（ YA8 得電） X10 自動控制按鈕 SB3 X11 停止按鈕 SB4 X12 擺動氣缸左擺按鈕 SB5 X13 擺動氣缸 右擺按鈕 SB6 X14 水平氣缸伸出按鈕 SB7 X15 水平氣缸縮回按鈕 SB8 X16 垂直氣缸下降按鈕 SB9 X17 垂直氣缸上升按鈕 SB10 X20 氣爪夾緊按鈕 SB11 X21 氣爪放松按鈕 SB12 X22 檢測開關(guān) SQ7 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 18 頁 共 36頁 硬件接線圖 按照輸入輸出分配表，畫出 I/O硬件接線圖，如圖 412 所示： 圖 412 硬件接線圖 4,2 系統(tǒng)程序設計 順序 功能圖 在本次設計中，我們同時可以加入手動控制系統(tǒng)，在設計中可以實 現(xiàn)手動和自動控制切換系統(tǒng)。 FX 系列 PLC 具有很強的通信能力，兼容性也是非常好，基本能夠滿足大多數(shù)對于系統(tǒng)要求比較高的人。在這一點上， PLC 的設計者們也是充分考慮到使用者的意圖，對于使用 PLC 的習慣性。與此同時， PLC 可以連接傳統(tǒng)的編程器， PLC 的網(wǎng)絡與通信功能得到了迅速發(fā)展，為工廠的自動化奠定了良好的基礎。 PLC 的一些硬件結(jié)構(gòu)不斷地走向成熟的地步，對于它的應用也越來越廣泛。其基本結(jié)構(gòu)簡圖如下圖 34 所示： 圖 34 PLC硬件結(jié)構(gòu) 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 14 頁 共 36頁 PLC 的軟件部分是廠家提供，用于存放 PLC 的系統(tǒng)運行不可少程序，一般放在EPROM 中。小型 PLC 和大型 PLC 也在這個時候生產(chǎn)出來可以適用于不同的環(huán)境中 [12]。尤其是它的抗干擾能力也是取得了重大的突破。到了 70 年代未的時候，處理器技術(shù)引入到 PLC 中 ,使得 PLC 增加了許多實際的功能。 (3) 對于靈敏度不高的金屬材料零件，可以使用磁性的接近式傳感器。 傳感器選型 傳感器的工作原理 在所有開關(guān)中，有一種是對自然界所有物體進行感知，然后對感知的信號進行顯示，通常被人們稱為接近開關(guān)。 其中氣動系統(tǒng)控制系統(tǒng)圖如下圖 26所示： 圖 26 氣動控制系統(tǒng)圖 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 11 頁 共 36頁 3 傳感器與可編程控制器（ PLC）概述 傳感器的簡介 傳感器主要是檢測被測物體的 物理信息的一種特殊非接觸式裝置，而且能夠?qū)z測到的信息按一 定的規(guī)律變換成電信號和所需的形式進行輸出。 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 10 頁 共 36頁 (2) 當電磁閥 2 得電，氣壓進入控制回路后，經(jīng)過電磁閥 13，氣流會經(jīng)過單向節(jié)流閥 2，最后進入水平氣缸右側(cè)內(nèi)推動氣缸運動，使得水平氣缸縮回。這種氣爪的抓取力和對中性比較好，同時也可用于內(nèi)外抓取工件進行 移動。氣爪抓取工件時要迅速、靈活、準確 ,其夾緊力不宜過大或者過小，則應該根據(jù)所夾取工件的外形、大小、尺寸來計算。 (3) 擺動氣缸 擺動 氣缸是指在空間中一定范圍內(nèi)進行一定角度的運動，它的運動的幅度是有一定的局限性。氣動控制元件是將壓力能轉(zhuǎn)化為機械能的一種裝置，如：氣缸和氣動馬達。要使得單向閥保持通暢，需要氣體 有一定的壓力來抵消彈簧的壓力。 機械手整體控制要求 機械手運動控制要求一般為手動模式和自動控制模式。 驅(qū)動元件是用來驅(qū)動氣爪來抓取工件也可以吸取工件，以達到預定的功能。其中 執(zhí)行元件由手部、手臂和身軀構(gòu)成。 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 5 頁 共 36頁 2 機械手整體結(jié)構(gòu)設計 機械手概述 在機械行業(yè)中，由于生產(chǎn)環(huán)節(jié)比較多，要想各環(huán)節(jié)協(xié)調(diào)運行需要大量的人力、物力、空間資源等，這樣的生產(chǎn)方法成本高、效率低、復雜程度高。所以，針對國外的設計可以進行參考和總結(jié)，幫助我們完成對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的設計。國家對于機械手企業(yè)提高了優(yōu)惠的政策 支持，并且扶持這些企業(yè)提高技術(shù)水平，加大工業(yè)生產(chǎn)的進度。機械手的靈活多變性可以有效地適用于小批量的自動化生產(chǎn)和柔性的制造生產(chǎn)線上。實現(xiàn)對機械手的上下、左右、旋轉(zhuǎn)等控制，要完全實現(xiàn)這些，還需要其它輔助元器件，比如氣缸、傳感器、電磁閥、底座和支架等。隨著計算機和電子技術(shù)的飛速發(fā)展，機械手也不斷的更新?lián)Q代，朝著精密化、智能化、復雜化的方向發(fā)展。本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 1 頁 共 36頁 1 緒論 課題提出背景 如今，機械自動化已經(jīng)成為了新時代的主題。如今的機械手加入了傳感器反饋系統(tǒng)，當機械手發(fā)生故障時，它可以自我檢測，并且自動修復。為了能夠更加直觀的對機械手的動作進行展示，在本次設計中加入了組態(tài)軟件對機械手進行監(jiān)控。 在我國，機械手技術(shù)是從 80 年代開始起步，在七五科技攻關(guān)的熱潮中，生產(chǎn)出了部分的機械人的零件，慢慢的認識到機械手的實用性。 課題研究主要內(nèi)容 該課題主要 設計一 個基于 PLC 的機械手自動操作系統(tǒng)，這套系統(tǒng)主要用于對機械手的過程控制。 機械手技術(shù)對工業(yè)發(fā)展有很大的好處，首先，它可以按照生產(chǎn)進行加工，依照一定的程序和規(guī)定的時間內(nèi)完成工件的加工和傳送；其次，它可以減輕工人的壓力，而且它能單獨的對機械進行裝配，因此可以改善工人勞動環(huán)境，有效地提高生產(chǎn)效率，本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 4 頁 共 36頁 減輕工人勞動強度，節(jié)約了成本。為了解決上述難題，本設計主要研究基于 PLC 控制機械手的自動運行。手部裝在手臂的上端可以夾緊。可以隨時 改變被 夾持工件 件的位置 。其中手動控制模式是適用于調(diào)試和安裝的時候使用或者在出現(xiàn)機器發(fā)生故障的時候使用。如果氣體反向進入單向閥中，不論壓力多大，都不能使得反向閥流通，除非閥口被壓力破壞。 (1) 普通氣缸 普通氣缸是由缸筒機構(gòu)、活塞桿、活塞裝置、前后缸蓋、密封圈和緊固零件等零件組成。目前擺動氣缸在工業(yè)中被廣泛的應用，經(jīng)常被應用受到限制或者轉(zhuǎn)動角度較小的 360度的回轉(zhuǎn)工作部件上，其動作原理也是將壓力能轉(zhuǎn)換成機械能，擺動氣缸有一定的擺角。同時考慮開口尺寸，以適應被抓工件的尺寸的不同，大大提升機械手的應用廣度。 如圖 （ b）所示為擺動氣爪，它的擺角大概有 40176。 (3) 當電磁閥 3 得電，氣壓進入控制回路后，經(jīng)過電磁閥 14，氣流會經(jīng)過單向節(jié)流閥 4，最后進入回轉(zhuǎn)氣缸左側(cè)內(nèi)推動氣缸運動，使得回轉(zhuǎn)氣缸向左擺動。 如今，傳感器技術(shù)是當代電子信息技術(shù)領域的主要組成部分。在一定的位移之內(nèi)，接近開關(guān)能夠?qū)γ舾行栽M行檢測，達到判斷電路通斷的一種方式。 (4) 對于遠距離的測量時，應選用光電型傳感器或超聲波型傳感器。 70年代未處 理器出現(xiàn)之后引入到PLC 技術(shù)后增加了許多功能。 PLC 在工業(yè)生產(chǎn)領域的地位也是不可動搖的，它奠定了現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的基礎。 PLC 采用大規(guī)模集成電路、承受電壓高、無故障正常工作時間長，可達幾十萬小時。用戶可以自己編寫一定的程序