【正文】 2手腕右移限位開關(guān)ST11X13小臂上擺限位開關(guān)ST3X14小臂下擺限位開關(guān)ST10X15大臂上擺限位開關(guān)ST9X16大臂下擺限位開關(guān)ST4X17小臂伸出限位開關(guān)ST8X18小臂收縮限位開關(guān)ST6X19料架轉(zhuǎn)位限位開關(guān)ST7X1A（2）輸出（O）：信號定義元件I/O號總電源接通KMY0手指松開電磁鐵YV1aY1手指夾緊電磁鐵YV1bY2手腕左移電磁鐵YV2aY3手腕右移電磁鐵YV2bY4小臂上擺電磁鐵YV3aY5小臂下擺電磁鐵YV3bY6大臂上擺電磁鐵YV4aY7大臂下擺電磁鐵YV4bY8小臂伸出電磁鐵YV5aY9小臂收縮電磁鐵YV5bYA料架轉(zhuǎn)位電磁鐵YV6YB總電源接通指示燈HL0Y30手指松開指示燈HL1Y31手指夾緊指示燈HL2Y32手腕左移指示燈HL3Y33手腕右移指示燈HL4Y34小臂上擺指示燈HL5Y35小臂下擺指示燈HL6Y36大臂上擺指示燈HL7Y37大臂下擺指示燈HL8Y38小臂伸出指示燈HL9Y39小臂收縮指示燈HL10Y3A料架轉(zhuǎn)位指示燈HL11Y3B自動指示燈HL12Y3C手動指示燈HL13Y3D信號定義元件I/O號手指松開中間繼電器KA5R5手指夾緊中間繼電器KA1R1手腕左移中間繼電器KA2R2手腕右移中間繼電器KA11R11小臂上擺中間繼電器KA3R3小臂下擺中間繼電器KA10R10大臂上擺中間繼電器KA9R9大臂下擺中間繼電器KA4R4小臂伸出中間繼電器KA8R8小臂收縮中間繼電器KA6R6料架轉(zhuǎn)位中間繼電器KA7R7中間繼電器KA12R12中間繼電器KA13R13中間繼電器KA14R14中間繼電器KA15R15手指松開時間繼電器KT5TMY5手指夾緊時間繼電器KT1TMY1手腕左移時間繼電器KT2TMY2手腕右移時間繼電器KT11TMY11小臂上擺時間繼電器KT3TMY3小臂下擺時間繼電器KT10TM10大臂上擺時間繼電器KT9TMY9大臂下擺時間繼電器KT4TMY4小臂伸出時間繼電器KT8TMY8小臂收縮時間繼電器KT6TMY6料架轉(zhuǎn)位時間繼電器KT7TMY7表51 接線端子分配表（3）PLC控制機械手的時序圖：圖53 機械手動作時序圖機械手的電氣控制原理圖、PLC接線圖、PLC梯形圖（西門子s7200系列）如下所示：（4）PLC控制機械手的梯形圖 小結(jié)為期三個多月的畢業(yè)設(shè)計即將結(jié)束，回顧整個過程，我深有感受。KA8常開觸點閉合又使KA12通電并自鎖，維持KT8和KA8通電；KA12常開觸點閉合，則KA13通電，相繼使KT1—KT7和KA1—KA5均斷電，并為KT9通電作好準備。再返回到原始位置（待卸料位置），手指夾緊油缸使手指加緊加工的工件，并通過KA1常閉觸點使手指松開與加緊互鎖。 信號指示電路由各個與動作電磁鐵同時得電的中間繼電器的觸頭來控制，液壓泵電動機指示燈取HL0。考慮到液壓系統(tǒng)的電磁鐵均無接觸觸點，故可引入中間繼電器對信號放大，擴展觸點容量。(2) PLC按結(jié)構(gòu)形式不同,可分為整體式與模塊式整體式即把PLC的各組成部分安裝在一體或少數(shù)幾塊印刷電路板上，并連同電源一體裝在機殼內(nèi)形成一個單一整體。對開關(guān)量的控制系統(tǒng)，當控制要求不高時，一般的小型PLC都可以滿足控制要求，例如對小型泵的順序控制、單臺機械的自動控制等。導(dǎo)向套滑動面的長度，當D＜80mm?。ǎ〥=20mm。 小臂伸縮由其作用液壓缸來實現(xiàn)，伸縮時無特殊要求，可在其作用回路中串入單向調(diào)速閥以備調(diào)節(jié)速度之用，小手臂伸出到最大長度時，因液壓油不斷供給，使下腔液壓壓力升高，為防止發(fā)生以外，故接上壓力繼電器對壓力進行監(jiān)測，起到保護作用。機械手的手腕處油缸的外部負載，僅限于克服兩個工作面之間的磨擦力，且無其他別的要求，故采用三位四通電磁換向閥的左右實現(xiàn)換向，完成手腕左右橫移的動作。這樣可以排除其他油缸對手指夾緊油缸的干擾。確定了生產(chǎn)節(jié)拍和行程范圍，就確定了手臂的運行速度（或角速度）。而且其剛度隨著臂桿的伸縮不斷變化。臂部運動的目的，把手部送到空間運動范圍內(nèi)的任意一點，如果改變手部的姿態(tài)（方位），則用腕部的自由度加以實現(xiàn)。顯然，腕部的結(jié)構(gòu)、重量和動載荷，直接影響臂部的結(jié)構(gòu)、重量和運轉(zhuǎn)性能。(4) 要求結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、效率高 在保證本身剛度、強度的前提盡可能使結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕，以利于減輕手臂的負載。輸入輸出點數(shù)可衡量PLC規(guī)模的大小，準確控制被控對象的輸入信號和輸出信號的總點數(shù)并考慮今后系統(tǒng)的調(diào)整和擴充。機械式夾緊機構(gòu)是最基本的一種，應(yīng)用廣泛，種類繁多。常見的傳動機構(gòu)有滑槽、斜楔、齒輪齒條、連桿機構(gòu)實現(xiàn)夾緊或送開。4）機座：是整個機械手的基礎(chǔ)。內(nèi)容驅(qū)動方式液壓驅(qū)動氣動驅(qū)動電機驅(qū)動輸出功率 2）自由度數(shù)目和坐標形式：整機、手臂和手腕的運動共有5個自由度，坐標形式為關(guān)節(jié)式； 3）驅(qū)動方式：采用液壓驅(qū)動； 4）手臂的運動參數(shù)見下表：5）控制系統(tǒng)的動力：電； 6）輪廓尺寸：長寬高； 7）重量：整機重量。視覺功能即在機械手上安裝有電視照相機和光學(xué)測距儀（即距離傳感器）以及衛(wèi)星計算機。既便于設(shè)計制造，又便于改換工作，擴大了應(yīng)用的范圍。它與電子計算機和電視設(shè)備保持聯(lián)系，并逐步發(fā)展成為柔性系統(tǒng) FMS(Flexible Manufacturing System)和柔性制造單元 FMC(Flexible Manufacturing Cell)中重要一環(huán)。 這種機械手也稱第二代機械手。因此，在自動化機床和綜合加工自動生產(chǎn)線上，目前幾乎都設(shè)有機械手，以減少人力和更準確地控制生產(chǎn)的節(jié)拍，便于有節(jié)奏地進行生產(chǎn)。驅(qū)動機構(gòu)提供機器人各關(guān)節(jié)所需要的動力，傳動系統(tǒng)則將驅(qū)動力轉(zhuǎn)換為滿足機器人各關(guān)節(jié)力矩和運動所要求的驅(qū)動力或力矩。圖11機械手的一般組成對于現(xiàn)代智能機器人而言，還具有智能系統(tǒng)，主要是感覺裝置、視覺裝置和語言識別裝置等。工業(yè)中采用的鍛造操作機也屬于這一范疇。目前我國常把具有上述特點的機器人稱為專用機器人，而把工業(yè)機械人稱為通用機器人?；さ冗B續(xù)性生產(chǎn)過程的自動化已基本得到解決。機械手是一種模仿人體上肢運動的機器，它能按照預(yù)定要求輸送工種或握持工具進行操作的自動化技術(shù)設(shè)備，對實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動化，推動工業(yè)生產(chǎn)的進一步發(fā)展起著重要作用。因而具有強大的生命力，受到人們的廣泛重視和歡迎本文將設(shè)計一臺五自由度的工業(yè)機器人，用于給鏜孔設(shè)備運送物料。但在機械工業(yè)中，加工、裝配等生產(chǎn)是不連續(xù)的。簡而言之，機器人就是用機器代替人手，把工件由某個地方移向指定的工作位置，或按照工作要求以操縱工件進行加工。第三類是專業(yè)機器人，主要附屬于自動機床或自動生產(chǎn)線上，用以解決機床上下料和工件傳送。目前研究主要集中在賦予機器人“眼睛”，使它能識別物體和躲避障礙物，以及機器人的觸覺裝置。有的文獻則把機器人分為機械系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)三大部分。綜上所述，有效地應(yīng)用機械手是發(fā)展機械工業(yè)的必然趨勢。如尤尼曼特(Unimate)機械手即屬于這種類型。4 機械手的發(fā)展趨勢現(xiàn)今機械手的發(fā)展更主要的是將機械手和柔性制造系統(tǒng)以及柔性制造單元相結(jié)合，從而根本改變目前機械制造系統(tǒng)的人工操作狀態(tài)。同時要提高精度，減少沖擊，定位精確，以更好地發(fā)揮機械手的作用。工作時，電視照相機將物體形象變成視頻信號，然后傳送給計算機，以便分析物體的種類、大小、顏色和方位，并發(fā)出指令控制機械手進行工作。運動名稱行程范圍（㎜或度）速度（或度／秒）小臂伸縮150200小臂擺動50大臂擺動50手腕橫移30200表21 手臂的運動參數(shù)2 機械手的組成工業(yè)機械手是由執(zhí)行機構(gòu)、驅(qū)動機構(gòu)和控制機構(gòu)所組成的，其結(jié)構(gòu)圖如下圖所示：圖21 機械手結(jié)構(gòu)示意圖（主視圖）圖22 機械手結(jié)構(gòu)示意圖（俯視圖）圖23 機械手結(jié)構(gòu)示意圖（左視圖）圖24 機械手結(jié)構(gòu)示意圖其中包括：控制系統(tǒng)——驅(qū)動系統(tǒng)——執(zhí)行機構(gòu)——工件位置檢測裝置1）執(zhí)行機構(gòu)：它由手部、腕部、臂部組成；2）驅(qū)動機構(gòu)：有氣動、液動、電動和機械式四種形式。 很大，壓力范圍為50～140Pa大，壓力范圍為48～60Pa較大控制性能利用液體的不可壓縮性，控制精度較高，輸出功率大，可無級調(diào)速，反應(yīng)靈敏，可實現(xiàn)連續(xù)軌跡控制氣體壓縮性大，精度低，阻尼效果差，低速不易控制，難以實現(xiàn)高速、高精度的連續(xù)軌跡控制控制精度高，功率較大，能精確定位，反應(yīng)靈敏，可實現(xiàn)高速、高精度的連續(xù)軌跡控制，伺服特性好，控制系統(tǒng)復(fù)雜響應(yīng)速度3 手部 手部用來直接握持工件的部件，由于被握持工件的形狀、尺寸大小、重量、材料性能、表面狀況等的不同，所以工業(yè)機械手的手部結(jié)構(gòu)是多種多樣的，大部分的手部結(jié)構(gòu)是根據(jù)特定的工件要求而設(shè)計的。平移型手指的張開閉合靠手指的平行移動，適用夾持平板、方料。如按手指運動的方式和模仿人手的動作，可分為回轉(zhuǎn)型、直進型；按加持方式可分為內(nèi)撐式、外撐式、和自鎖式；按手指數(shù)目可分為二指式、三指式、四指式；按動力來源可分為彈簧式、氣動式、液壓式等。夾鉗式手部設(shè)計的基本要求 (1）應(yīng)具有適當?shù)膴A緊力和驅(qū)動力 手指握力（夾緊力）大小要適宜，力量過大則動力消耗多，結(jié)構(gòu)龐大，不經(jīng)濟，甚至?xí)p壞工件；力量過小則夾持不住或產(chǎn)生松動、脫落。(5) 應(yīng)考慮通用性和特殊要求 一般情況下，手部多是專用的，為了擴大它的使用范圍，提高它的通用化程度，以適應(yīng)夾持不同尺寸和形狀的工件需要，通常采取手指可調(diào)整的辦法。因此在腕部設(shè)計時，必須力求結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕。因此，一般來說臂部具有三個自由度才能滿足基本要求，即手臂伸縮、左右回轉(zhuǎn)和升降（或俯仰）運動。對機械手的運動性能、位置精度和負載能力等影響很大。在一般的情況下，手臂的移動、俯仰均要求勻速運動，但在手臂的起動和終止瞬間，運動是變化的為了減少沖擊，要求起動時間的加速度和終止時