【正文】 節(jié)機械手的工作過程如圖22所 示： 長春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 圖 22 多關(guān)節(jié)機械手簡單工作過程示意圖 ：使機械手相對于工作臺向上移動，提高它的高度，以滿足抓取工件的高度要求。與傳統(tǒng)的機械手相比，多關(guān)節(jié)機械手具有動作靈活，運動慣性小、通用性強、能抓取靠近基座的工件，并能繞過機體和工作機械之間的障礙物進行工作等優(yōu)點。也有的 PLC 直接用所能存放的程序量表示。編程語言中還有一個內(nèi)容是指令功能。如可驅(qū)動步進電機或伺服電機的單軸或多軸位置控制模塊。由于 PLC 體積小很容易裝入機械內(nèi)部，是實現(xiàn)機電一體化的理想控制設(shè)備。 PLC 所具有的完善的數(shù)據(jù)運算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。從控制規(guī)模上來說，這個時期發(fā)展了大型機及超小型機；從控制能力上來說，誕生了各種各樣的特殊功能單元，用于壓力、溫度、轉(zhuǎn)速、位移等各式各樣的控制 長春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 場合；從產(chǎn)品的配套能力來說，生產(chǎn)了各種人機界面單元，通訊單元，使應(yīng)用可編程控制器的工業(yè)控制設(shè)備的配套更加容易。更高的運算速度、超小型的體積、更可靠的工業(yè)抗干 擾設(shè)計、模擬量運算、 PID 功能及極高的性價比奠定了它在現(xiàn)代工業(yè)中的地位。它在很大程度上使的工業(yè)自動化設(shè)計從專業(yè)設(shè)計院走進工廠和礦山，變成了普通工程技術(shù)人員甚至普通電氣工人力 所能及的工作。為了能控制機械或生產(chǎn)過程，它要能很容易的與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，這些都是個人計算機無法比擬的。本文對 多關(guān)節(jié) 工業(yè)液壓機械手的結(jié)構(gòu)進行了詳細(xì)研究。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。 在當(dāng)今大規(guī)模 制造業(yè)中，企業(yè)為提高生產(chǎn)效率，保障產(chǎn)品質(zhì)量，普遍重視生產(chǎn)過程的自動化程度，工業(yè)機器人作為自動化生產(chǎn)線上的重要成員，逐漸被企業(yè)所認(rèn)同并采用。 可編程控制器是一種工業(yè)現(xiàn)場用計算機。 通過以上定義還可以了解到，相對一般意義上的計算機，可編程控制器不僅具有計算機的內(nèi)核，它還配置了許多使其適用于工業(yè)控制的器件。為了方便熟悉繼電器、接觸器系統(tǒng)的工程技術(shù)人員使用，可編程控制器采用和繼電器電路圖類似的梯形圖作為主要編程語言，并將參加運算及處理的計算機存儲元件都以繼電器命名。這個階段的另一個特點是世界上生產(chǎn)可編程控制器的國家日益增多，產(chǎn)量日益上升。從 PLC 的機外電路來說， PLC 構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開關(guān)接點已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障率也就大大降低。為不熟悉電子電路、不懂計算機原理和匯編語言的人使用計算機從事工業(yè)控制提供了方便。為了使可編程控制器處理模擬量，必須實現(xiàn)模擬量（ Analog）和數(shù)字量（ Digital）之間的 A/D 轉(zhuǎn)換及 D/A 轉(zhuǎn)換。 PLC 的主要技術(shù)指標(biāo) PLC 的性能指標(biāo)較多，主要介紹與組成 PLC 控制系統(tǒng)關(guān)系較直接的幾個。 掃描速度數(shù)是指 PLC 掃描 1k（ 1k=1024）字用戶程序所需的時間，通常以 ms/k字為單位，掃描速度越快越好。 長春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 第 2 章 機 械手 簡介 多關(guān)節(jié)機械手指的是利用關(guān)節(jié)連接兩個相鄰的剛體，即連桿，關(guān)節(jié)提供連桿之間的相對運動，在這個機構(gòu)中，關(guān)節(jié)多是以其中一個特點，正是由于關(guān)節(jié)多，所以它的抓握功能遠遠強于傳統(tǒng)的夾鉗式等機械手。圖 21 是某以生產(chǎn)線上機械手的工作示意圖。 ：使機械手在不改變高度的情況下，相對于工作臺向右旋轉(zhuǎn)，以便完成再次抓取工件的要求。當(dāng)正向流動時，經(jīng)過節(jié)流閥節(jié)流。 由于需要測量每個手指的壓力值，需要將傳感器的值輸入到 PLC 中進行判斷，所以擴展兩個模擬量模塊，全部選用 EM235 模塊。 在傳送帶 1 和傳送帶 2 上各有一個光電開關(guān)，此開關(guān)的作用主要是指示工件是否到位。 在此系統(tǒng)中，需要對機械手進行精確定位，所以在手臂左右轉(zhuǎn)動的時候，要將電動機反饋的信號同 PLC 發(fā)出的信號做比較，以檢測是否手臂準(zhǔn)確到位。 圖 41 多關(guān)節(jié)機械手控制系統(tǒng)流程圖 長春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 18 長春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 長春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 20 長春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 長春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 22 長春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 長春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 24 圖 43 多關(guān)節(jié)機械手控制系統(tǒng)梯形圖 如圖 43所示的是控制系統(tǒng)的主程序，如圖 43（ a）所示中主要是對高速計數(shù)器和高速脈沖輸出進行初始化。 長春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 27 長春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 28 長春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 29 圖 45 多關(guān)節(jié)機械手控制系統(tǒng)傳感器值 1 處理子程序梯形圖 長春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 30 圖 46 多關(guān)節(jié)機械手控制系統(tǒng)傳感器值 2 處理子程序梯形圖 如圖 45 所示多關(guān)節(jié)機械手控制系統(tǒng)傳感器值 1 處理子程序梯形圖和 46所示多關(guān)節(jié)機械手控制系統(tǒng)傳感器值 2 處理子程序梯形圖，都是針對傳感器采集到的值傳到 PLC 處理的子程序，由于機械手爪在每次加工過程中，都需要移動兩個工件，對于不 同的工件，手爪的力度是不同的，為了防止抓緊力過大，對工件造成損壞，設(shè)置兩個不同的壓力對比值。因此在其應(yīng)用中，要對各參數(shù)進行調(diào)定，以達到比較理想狀態(tài)。 在氣動驅(qū)動系統(tǒng)方面存在一個固有的弱點，僅采用古典的反饋控制很難得到高精度位置和力等的控制。在這段難忘的時光里，我不斷地汲取著知識的營養(yǎng)，感受著校園濃厚的學(xué)術(shù)氛圍，不但在學(xué) 習(xí)上有很大的提高，在自身修養(yǎng)和綜合素質(zhì)上也有了明顯的進步。感謝我的學(xué)校，它記錄了我在這四年生活和學(xué)習(xí)的點點滴滴，這是一片我深愛著的土地 。在畢業(yè)設(shè)計的課題選擇方面，孫教授根據(jù)我今后就業(yè)的實際情況，為我制定了設(shè)計方向。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是一大規(guī)模并行分布處理非線性動力學(xué)系統(tǒng)，適用于強非線性的氣動機械手的控制。這使得機械設(shè)備更加靈活，動作準(zhǔn)確，易于維護，勞動生產(chǎn)率大大得到了提高。在主程序中，主要采用了順序控制指令。設(shè)置 HSC0 的功能為：復(fù)位與啟動輸入信號都是高電位有效、 4 倍計數(shù)頻率、計數(shù)方向為增計數(shù)、預(yù)設(shè)脈沖為 10000 個、允許更新雙子和執(zhí)行 HSC 指令。 長春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 第 4 章 軟件系統(tǒng)設(shè)計 各個模塊梯形圖設(shè)計 當(dāng)軟件總體流程圖設(shè)計完成后，就需要對各個控制過程進行分解細(xì)化，這樣在程序便攜式就會簡潔明了，最后聯(lián)合起來調(diào)試也便于發(fā)現(xiàn)問題。 在此系統(tǒng)采用的是多關(guān)節(jié)機械手，由 于要適應(yīng)各種形狀的工件，所以要在手指受力的部分安裝壓力傳感器，將壓力值轉(zhuǎn)換為電壓值傳入 PLC，然后進行判斷，防止抓緊時壓力過大對工件造成損壞。 EM223 和 EM235 與 PLC 的連接不需要其他設(shè)置，只需要將排線插到主機及擴展模塊的插槽上。 以下 是控制系統(tǒng)的硬件框圖 31。 圖 23 多關(guān)節(jié)工業(yè)機械手控制系統(tǒng)的功能框圖 手爪放松 傳送帶 2 手臂下降 啟動 手臂上升 手臂抓緊 手臂下降 傳送帶 1 手爪抓緊 手臂右旋 手臂上升 電氣控制柜 多關(guān)節(jié)工業(yè)機械手 長春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 第 3 章 硬件系統(tǒng)設(shè)計 前面介紹了機械手的機械結(jié)構(gòu)，本節(jié)主要根據(jù)上節(jié)所述的功能要求配置需要的控制系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)，按照控制系