【正文】 編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系 統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計的。 (1)機(jī)械手將一個工件有 A處傳送到 B處 .其中上升 ,下降和左移 ,右移的執(zhí)行分別用雙線圈二位 繼電器 推動汽缸的完成 .當(dāng)摸個 繼電器 通電 ,就一直保持現(xiàn)有的機(jī)械動作 .例如 ,一旦下降的 繼電器 線圈通電 ,機(jī)械手下降 ,即使線圈在斷電 ,仍保持現(xiàn)有的下降動作狀態(tài) ,直到相反方向的線圈通電為止 .另外加緊 ,放松由單線圈二位 繼電器 推動汽缸完成 ,線圈通電執(zhí)行加緊動作 ,線圈斷電執(zhí)行放松動作 。 機(jī)械手移動物體的工作流程 傳送帶 B 處于連續(xù)運(yùn)行狀態(tài)，故不需 要用 PLC 控制。應(yīng)用 PLC控制機(jī)械手實(shí)現(xiàn)各種規(guī)定的工序動作，可以簡化控制線路，節(jié)省成本，提高勞動生產(chǎn)率。 負(fù)荷傳感器 =接觸壓力傳感器），以及 Honeywell 公司的力 電壓型觸力傳感器 FSS 系列。這些通信能力使四 軸聯(lián)動簡易機(jī)械手能方便的融合到工業(yè)控制系統(tǒng)中 。無刷直流電機(jī)驅(qū)動器使用北京和時利公司生產(chǎn)的 BL0408驅(qū)動器，其采用 24～ 48V 直流供電，有起停及轉(zhuǎn)向控制、過流、過壓及堵轉(zhuǎn)保護(hù)，且有故障報警輸出、外部模擬量調(diào)速、制動快速停機(jī)等特點(diǎn)。本驅(qū)動器可提供整步、改善半步、 4細(xì)分、 8 細(xì)分、16細(xì)分、 32細(xì)分和 64 細(xì)分 7種運(yùn)行模式，利用驅(qū)動器面板上六位撥碼開關(guān)的第 3 三位可組合出不同的狀態(tài)。機(jī)械手縱軸 (Y 軸 )和橫軸 (X 軸 )選用的是北京四通電機(jī)技術(shù)有限公司 42BYG250C型兩相混合式步進(jìn)電機(jī)，步距角為 176。此外，根據(jù)特殊需要，手部還有勺式 (如澆鑄機(jī)械手的澆包部分 )、托式 (如冷齒輪機(jī)床上下料機(jī)械手的手部 )等型式。而傳力機(jī)構(gòu)則通過手指產(chǎn)生夾緊力來完成夾放物件的任務(wù)。由于與物件接觸的形式不同，可分為夾持式和吸附式手部。 (3)手臂 手臂是支承被抓物件、手部、手腕的重要部件。由于通用機(jī)械手能很快的改變工作程序，適應(yīng)性較強(qiáng)，所以它在不斷變換生產(chǎn)品種的中小批量生產(chǎn)中獲得廣泛的引用。 機(jī)器手并不是在簡單意義上代替人工的勞動，而是綜合了人的特長和機(jī)器特長的一種擬人的電子機(jī)械裝置，既有人對環(huán)境狀態(tài)的快速反應(yīng)和分析判斷能力，又有機(jī)器可長時間持續(xù)工作、 精確度高、抗惡劣環(huán)境的能力，從某種意義上說它也是機(jī)器的進(jìn)化過程產(chǎn)物，它是工業(yè)以及非產(chǎn)業(yè)界的重要生產(chǎn)和服務(wù)性設(shè)各，也是先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域不可缺少的自動化設(shè)備。 課題的提出 隨著工業(yè)自動化程度的提高，工業(yè)現(xiàn)場的很多易燃、易爆等高危及重體力勞動場合必將由機(jī)器手所代替。可在勞動條件差，單調(diào)重復(fù)易子疲勞的工作環(huán)境工作，以代替人的勞動。 機(jī)械手的 總體 設(shè)計 機(jī)械手 的 概述 工業(yè)機(jī)器手由操作機(jī) (機(jī)械本體 )、控制器、伺服驅(qū)動系統(tǒng)和檢測傳感裝置構(gòu)成，是一種仿人手操作，自動控制、可重復(fù)編程、能在三維空間完成各種作業(yè)的機(jī)電一體化自動化生產(chǎn)設(shè)備。因此， 在機(jī)械加工、沖壓、鑄、鍛、焊接、熱處理、電鍍、噴漆、裝配以及輕工業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)等方面得到越來越廣泛的引用。 表 21 機(jī)械手個部分組成表 (1)機(jī)座 機(jī)座是機(jī)械手的基礎(chǔ)部分，機(jī)械手執(zhí)行機(jī)構(gòu)的各部件和驅(qū)動系統(tǒng)均安裝于機(jī)座上，故起支撐和連接的作用。此外，導(dǎo)向裝置還能承擔(dān)手臂所受的彎曲力矩和扭轉(zhuǎn)力矩以及手臂回轉(zhuǎn)運(yùn)動時在啟動、制動瞬間產(chǎn)生的慣性力矩，使運(yùn)動部件受力狀態(tài)簡單。手指結(jié)構(gòu)取決于被抓取物件的表面形狀、被抓部位 (是外廓或是內(nèi)孔 )和物件的重量及尺寸。對于 導(dǎo)磁性的環(huán)類和帶孔的盤類零件，以及有網(wǎng)孔狀的板料等，通常用電磁吸盤吸料。常用的驅(qū)動系統(tǒng)有液壓傳動、氣壓傳動、電力傳動和機(jī)械傳動。驅(qū)動器內(nèi)部的開關(guān)電源設(shè)計，保證了驅(qū)動器可適應(yīng)較寬的電壓范圍，用戶可根據(jù)各自情況在 10～ 40VDC 之間選擇。伺服電機(jī)驅(qū)動器為 A 系列 MSDA5A3A1A，適用于小慣量電動機(jī)。 S7200在一個小巧的單元內(nèi)綜合有各種性能，包括同步脈沖控制、中斷輸入、脈沖輸出、模擬量設(shè)定和時鐘功能等。圖 23為位置傳感器。接近傳感器設(shè)置在機(jī)械手臂的左右需要 限位的位置，當(dāng)機(jī)械手臂左右運(yùn)動靠近接近傳感器時，傳感器感知到手臂接近并在達(dá)到規(guī)定的檢出距離時輸出控制信號，經(jīng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)使機(jī)械手停止運(yùn)行。機(jī)械手的起、停由 起動按鈕 X0、停止按鈕 X5 控制。 根據(jù)對機(jī)械手的順序動作要求， 可作出 機(jī)械手動作流程圖。 按下停止按鈕 ， 機(jī)械手需要完成一個周期后回到原位停止。但可編程控制器產(chǎn)品并不針對某一具體工業(yè)應(yīng)用，在實(shí)際應(yīng)用時，其硬件需根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選用配置，其軟 件需根據(jù)控制要求進(jìn)行設(shè)計編制。這一新型工業(yè)控制裝置的出現(xiàn)，也受到了世界其他國家的高度重視。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸 出刷新階段。這時，才是 PLC 的真正輸出。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除 PLC 以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護(hù)。它接口容易，編程語言易于為工程技術(shù)人員接受。 可編程控制器的選型 PLC 選型的基本原則是在滿足基本控制功能和容量的前提下，盡量保證工作可靠、維護(hù)使用方便以及最佳的性價比。內(nèi)部主要有： 168個輔助繼電器、 16 個 特殊功能繼電器、 160 個保持繼電器、 10 個暫存繼電器、48個定時 /計數(shù)器、 64 個 16 位數(shù)據(jù)存貯器。存放輸出狀態(tài)信息的存儲器叫輸出狀態(tài)暫存器。此時將輸入信號從輸出狀態(tài)暫存器中取出，送到輸出鎖存電路，驅(qū)動輸出繼電器線圈，控制被控設(shè)備進(jìn)行各種相應(yīng)的動作。 (2)硬件連接 PC 機(jī)與 S7200 系列 PLC 不能直接 連接，要經(jīng)過 S7200AW單元進(jìn) RS485的變換。哪些信號是由可編程序控制器送到被控對象的，并分配相應(yīng)的輸出端號 .此外，對用到的可編程序控制器內(nèi)部的計數(shù)器、定時器等也要進(jìn) 行分配。 (6)調(diào)試程序 即檢查程序是否能正確完成邏輯要求，不合要求，可以在編程器上修改。繞豎直軸的順時針方向旋轉(zhuǎn)及 逆時針方向旋轉(zhuǎn)。 PLC 選型及 I/O 接線圖 根據(jù)系統(tǒng)輸入輸出點(diǎn)的數(shù)目，選用 CPU 22X 型 PLC，它有 14 個輸入點(diǎn)，標(biāo)號為 ～ 、 ～ 和 10 個輸出點(diǎn)，標(biāo)號為 ～ 、 ～ 表 32為 機(jī)械手控制 I/O 分配表 表 32 I/0分配 序號 符號 功能描述 序號 符號 功能描述 1 啟動 13 上升 2 下限 14 右移 3 上限 15 左移 4 右限 16 夾緊 5 左限 17 放松 6 無工作檢測 18 復(fù)位 7 停止 19 下降 8 手動 20 夾緊 /放松 9 單步 21 上升 10 單周期 22 右移 11 連續(xù) 23 左移 12 下降 24 原位顯示 根據(jù)控制要求， PLC 控制系統(tǒng)選用 SIEMENS 公司 S7200 系列 CPU 22X 和 CPU 221， 基本單元 I/O CPU 224 集成 14 輸入 /10 輸出共 24 個數(shù)字量 I/Q 點(diǎn)，可連成 7 個擴(kuò)展模塊。手動控制的程序如圖 37所示。 右行至右限位， 接通，將寄存器中的 接通， 通電，機(jī)構(gòu)再次下降。 其輸入輸出程序顯 示如下圖所示。 圖 313 右限位 /下降仿真圖 (5)放松 /上升 機(jī)械手運(yùn)動到下限位及 輸入時， 輸出 同時 T38 定時器計時，線圈 控制機(jī)械手放松物體 ， T38 定時 10秒到線圈 得電，機(jī)械手再次上升。 結(jié)論 (1)本次設(shè)計的是氣動通用機(jī)械手，相對于專用機(jī)械手，通用機(jī)械手的自由度可變，控制程序可調(diào)，因此適用面更廣?？梢愿鶕?jù)機(jī)械手的動作順序修改程序，使機(jī)械 手的通用性更強(qiáng)。 。 致謝 本文的研究工作是在我的指導(dǎo)老師精心指導(dǎo)和細(xì)心關(guān)懷下完成的，在我的學(xué)業(yè)和論文的研究和撰寫工作中無不傾注著導(dǎo)師辛勤的汗水和心血。也可更換噴射式氣流負(fù)壓吸盤，以吸附玻璃、地磚等板料光盤、磁盤等薄型不透氣工件，使機(jī)械手的用途更多，使用范圍更廣。 圖 314