【正文】 摘 要機(jī)械手是在機(jī)械化、自動化生產(chǎn)過程中發(fā)展起來的一種新型裝置?！彪S著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械手也越來越多的地被應(yīng)用。綜上所述，有效的應(yīng)用機(jī)械手，是發(fā)展機(jī)械工業(yè)的必然趨勢機(jī)械手是一種能模擬人的手臂的部分動作，按預(yù)定的程序、軌跡及其它要求，實(shí)現(xiàn)抓取、搬運(yùn)工件或操縱工具的自動化裝置?！　C(jī)械手雖然目前還不如人手那樣靈活，但它具有能不斷重復(fù)工作和勞動、不知疲勞、不怕危險、抓舉重物的力量比人手大等特點(diǎn)，因此，機(jī)械手已受到許多部門的重視，并越來越廣泛地得到了應(yīng)用，例如：　　(1)機(jī)床加工工件的裝卸，特別是在自動化車床、組合機(jī)床上使用較為普遍(2)在裝配作業(yè)中應(yīng)用廣泛，在電子行業(yè)中它可以用來裝配印制電路板，在機(jī)械行業(yè)中它可以用來組裝零部件。 但除切削加工本身外，還有大量的裝卸、搬運(yùn)、裝配等作業(yè)，有待于進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)機(jī)械化。最近更在加工生產(chǎn)線、自動線上應(yīng)用，成為機(jī)床、設(shè)備上下工序聯(lián)接的重要于段。目前國內(nèi)外對發(fā)展這一新技術(shù)都很重視，幾十年來，這項(xiàng)技術(shù)的研究和發(fā)展一直比較活躍，設(shè)計在不斷地修改，品種在不斷地增加，應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷地擴(kuò)大。80年代進(jìn)入氣動集成化、微型化的時代。在幕后操縱人員的操作下（或通過自身的編程控制）能與人進(jìn)行對話，或作自我介紹等。 90年代機(jī)械手在特殊用途上有較大的發(fā)展，除了在工業(yè)上廣泛應(yīng)用外，農(nóng)、林、礦業(yè)、航天、海洋、文娛、體育、醫(yī)療、服務(wù)業(yè)、軍事領(lǐng)域上有較大的應(yīng)用。隨著微電子技術(shù)、PLC技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、傳感技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，氣動技術(shù)已成為實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代傳動與控制的關(guān)鍵技術(shù)之一。對加速度限制十分嚴(yán)格的芯片搬運(yùn)系統(tǒng)，采用了平穩(wěn)加速的SIN氣缸。在應(yīng)用專用機(jī)械手的同時，相應(yīng)地發(fā)展通用機(jī)械手，有條件的還要研制示教式機(jī)械手、計算機(jī)控制機(jī)械手和組合式機(jī)械手等。由于氣動機(jī)械手有結(jié)構(gòu)簡單、易實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速、易實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)、易實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的動作等諸多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，可以預(yù)見，在不久的將來，氣動機(jī)械手將越來越廣泛地進(jìn)人工業(yè)、軍事、航空、醫(yī)療、生活等領(lǐng)域。一般小型PLC的基本單元主要由CPU、存儲器、輸入和輸出模塊、電源模塊、I/0擴(kuò)展接口、外設(shè)I/0接口以及編程器等部分組成。用戶程序由若干條指令組成，指令在存儲器中按步序號順序排列。(2) 程序執(zhí)行階段 在程序執(zhí)行階段PLC對用戶程序順序掃描，在掃描每一條指令時，所需的輸入狀態(tài)(條件)可從輸入映象寄存器中讀人，從元件映象寄存器讀人當(dāng)前的輸出狀態(tài)然后按程序進(jìn)行相應(yīng)的邏輯運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果再存入元件映象寄存器中。隔離變壓器也可以采用雙隔離技術(shù)，即變壓器的初、次級線圈屏蔽層與初級電氣中性點(diǎn)接大地，次級線圈屏蔽層接PLC輸入電路的地，以減小高低頻脈沖干擾。（1）自動運(yùn)行方式 自動運(yùn)行方式是控制系統(tǒng)的主要運(yùn)行方式，這種運(yùn)行方式主要特點(diǎn)是在系統(tǒng)工作過程中，系統(tǒng)按給定的程序自動完成被控制對象的動作，不需要人工干預(yù)。是否需要中斷輸入、雙機(jī)熱備、位置控制、高速計數(shù)器等特殊模塊和智能模塊。若是模擬量直流模塊，尚需用穩(wěn)壓電源。其中繼電器輸出模塊的負(fù)載電流以不能太接近額定電流，當(dāng)接近額定電流時，最好先帶動一個小型中繼，再通過中繼擴(kuò)展輸出模塊的輸出容量。如某個設(shè)備的多個故障信號接點(diǎn)可在外部電路串聯(lián)后接在一個輸入點(diǎn)上，而不必占用多個輸入點(diǎn)。當(dāng)旋鈕打向自動時，系統(tǒng)自動完成各工步操作，且循環(huán)動作?；卦怀绦蛉鐖D411所示。當(dāng)T0接通，狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S22，驅(qū)動Y2上升，當(dāng)上升到達(dá)最高位，X2接通，狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S23。在編寫狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖時注意各狀態(tài)元件只能使用一次，但它驅(qū)動的線圈，卻可以使用多次，但兩者不能出現(xiàn)在連續(xù)位置上。是用步進(jìn)順控方式編程。這是我們都希望看到的也正是我們進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計的目的所在。在此次的畢業(yè)設(shè)計中，我遇到了許多以前從未遇到過的問題，但過通過指導(dǎo)教師的指導(dǎo)和我的努力，這些問題都得到了很好的解決。在論文完成之際，我要特別感謝我的指導(dǎo)老師的熱情關(guān)懷和悉心指導(dǎo)。在畢業(yè)設(shè)計過程中，也得到了許多同學(xué)的寶貴建議，在此一并致以誠摯的謝意。通過此次設(shè)計，理論知識與實(shí)際相結(jié)合，鞏固和深化了所學(xué)過的專業(yè)理論知識。畢業(yè)設(shè)計不僅是對前面所學(xué)知識的一種檢驗(yàn)，而且也是對自己能力的一種提高。但兩者又有不同。圖413 自動操作狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖 機(jī)械手控制系統(tǒng)梯形圖如圖42所示。移到最右位，X3接通，狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S24下降。應(yīng)注意，當(dāng)用S10~S19作回零操作時，在最后狀態(tài)中在自我復(fù)位前應(yīng)使特殊繼電器M8043置1。以下是設(shè)計該機(jī)械手控制程序的步驟和方法。3 機(jī)械手控制系統(tǒng)硬件設(shè)計 機(jī)械手的結(jié)構(gòu)及其動作搬運(yùn)機(jī)械手是一個水平/垂直位移的機(jī)械設(shè)備，全部由氣缸驅(qū)動，而氣缸由相應(yīng)的電磁閥控制，以鏜孔專用機(jī)床加工零件的上下料為例，機(jī)械手的任務(wù)是由原始位置將以加工好的工件卸下，放回料架，等料架轉(zhuǎn)過一定角度之后，再將來加工零件拿起，送到加工位置，等待鏜孔加工結(jié)束，再將加工完畢的工件放回料架，如此重復(fù)循環(huán)。對于動作頻繁、電感性或功率因素低的負(fù)載，不宜選用繼電器輸出模塊，而應(yīng)該采用晶體管輸出模塊。當(dāng)外部線路較長時，可選用AC220V模塊。1/0點(diǎn)數(shù)直接關(guān)系到PLC輸入/輸出模塊的選擇，I/0點(diǎn)數(shù)一般要考慮1件一2既的余量，特別是開關(guān)量輸入更應(yīng)考慮多些余量。（2）半自動運(yùn)行方式 這種運(yùn)行方式的特點(diǎn)是系統(tǒng)在啟動和運(yùn)行過程中的某些步驟需要人工干預(yù)才能進(jìn)行下去，半自動方式多用于檢測手段不完善，需要人工判斷或某些設(shè)備不具備自控條件需要人工干涉的場合。該裝置不能和防雷接地裝置、電器設(shè)備接地裝置有金屬連接。(3) 輸出刷新階段 當(dāng)所有指令執(zhí)行完畢，元件映象寄存器中所有輸出繼電器的狀態(tài)(接通/斷開)在輸出刷新階段轉(zhuǎn)存到輸出鎖存器，并通過一定的方式輸出，驅(qū)動外部負(fù)載，這才是PLC的實(shí)際輸出。在每次掃描過程中，還要完成對輸入信號的采集和對輸出狀態(tài)的刷新?？删幊绦蚩刂破魇且环N新型的通用自動控制裝置，它將傳統(tǒng)的繼電器控制技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)融為一體，專門為工業(yè)控制而設(shè)計，是實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動化的必要手段。它具有體積小、功能強(qiáng)、程序設(shè)計簡單、靈活通用、維護(hù)方便的一系列的優(yōu)點(diǎn)，特別是它的高可靠性和較強(qiáng)的適應(yīng)惡劣工作環(huán)境的能力，更是得到了用戶的好評，因而在冶金、能源、化工、交通、電力等領(lǐng)域中得到了越來越廣泛的應(yīng)用，成為了現(xiàn)代工業(yè)控制的三大支柱（PLC、機(jī)器人、CAD/CAM）隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，PLC也不斷的發(fā)展和完善其相應(yīng)的應(yīng)用技術(shù)。既便于設(shè)計制造，又便于改換工作，擴(kuò)大了應(yīng)用的范圍。如酒、油漆灌裝氣動機(jī)械手；自動加蓋、安裝和擰緊氣動機(jī)械手，牛奶盒裝箱氣動機(jī)械手等。而氣動機(jī)械手作為機(jī)械手的一種，它具有結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、動作迅速、平穩(wěn)、可靠、節(jié)能和不污染環(huán)境、容易實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速、易實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)、易實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的動作等優(yōu)點(diǎn)。近20年來，氣動技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域迅速拓寬，尤其是在各種自動化生產(chǎn)線上得到廣泛應(yīng)用。早在40年代，隨著原子能工業(yè)的發(fā)展，已出現(xiàn)了模擬關(guān)節(jié)式的第一代機(jī)械手。 氣動機(jī)械手作為機(jī)械手的一種，它具有結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、動作迅速、平穩(wěn)、可靠、節(jié)能和不污染環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用。大約開始于1776年，Johnwilkimson發(fā)明能產(chǎn)生1個大氣壓左右壓力的空氣壓縮機(jī)。目前國內(nèi)鐵路工廠、機(jī)務(wù)段等部門，已采用機(jī)械手拆裝三通閥、鉤舌、分解制動缸、裝卸軸箱、組裝輪對、清除石棉等，減輕了勞動強(qiáng)度，提高了拆修裝的效率。從這里可看出，裝卸、搬運(yùn)等工序機(jī)械化的迫切性，工業(yè)機(jī)械手就是為實(shí)現(xiàn)這些工序的自動化而產(chǎn)生的。（4）可在危險場合下工作，如軍工品的裝卸、危險品及有害物的搬運(yùn)等。機(jī)械手延伸和擴(kuò)大了人的手足和大腦功能，它可替代人從事危險