【正文】 分配 ?????????????????????????????? 15 控制系統(tǒng)軟 件設(shè)計(jì) ??????????????????????????? 16 PLC 程序的調(diào)試 ???????????????????????????? 21 PLC 控制 的安裝與布線 ???????????????????????? 21 第四章 結(jié) 論 ??????????????????????????????? 22 參考文獻(xiàn) ????????????????????????????????? 23 江 蘇 技 術(shù) 師 范 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 第 4 頁(yè) 共 24 頁(yè) 前 言 用于再現(xiàn)人手的的功能的技術(shù)裝置稱為機(jī)械手。工業(yè)機(jī)械手也是工業(yè)機(jī)器人的一個(gè)重要分支。 隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，制成了能夠獨(dú)立的按程序控制實(shí)現(xiàn)重復(fù)操作，適用范圍比較廣的 “ 程序控制通用機(jī)械手 ” ，簡(jiǎn)稱通用機(jī)械手。也就是機(jī)械手的 最大優(yōu)勢(shì)可以重復(fù)的做同一動(dòng)作在機(jī)械正常情況下永遠(yuǎn)也不會(huì)覺(jué)得累！機(jī)械手臂的應(yīng)用也將會(huì)越來(lái)越廣泛 ,機(jī)械手是近幾十年發(fā)展起來(lái)的一種高科技自動(dòng)生產(chǎn)設(shè)備，作業(yè)的準(zhǔn)確性和環(huán)境中完成作業(yè)的能力。在這一需求背景下，美國(guó)于 1947年開(kāi)發(fā)了遙控機(jī)械手， 1948年又開(kāi)發(fā)了機(jī)械式的主從機(jī)械手。 美國(guó)還十分注意提高機(jī)械手的可靠性，改進(jìn)結(jié)構(gòu)，降低成本。 隨著工業(yè)機(jī)器手（機(jī)械人）研究制造和應(yīng)用的擴(kuò)大，國(guó)際性學(xué)術(shù)交流活動(dòng)十分活躍，歐美各國(guó)和其他國(guó)家學(xué)術(shù)交流活動(dòng)開(kāi)展很多 [2]。為了抓取空間中任意位置和方位的物體，需有 6個(gè)自由度。手臂的內(nèi)孔中裝有傳動(dòng)軸，可把運(yùn)用傳給手腕，以轉(zhuǎn)動(dòng)、伸曲手腕、開(kāi)閉手指。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(dòng)時(shí)在啟動(dòng)、制動(dòng)瞬間產(chǎn)生的慣性力矩，使運(yùn)動(dòng)部件 受力狀態(tài)簡(jiǎn)單。但難以進(jìn)行速度控制，氣壓不可太 高，故抓舉能力較低。其特點(diǎn)是動(dòng)作確實(shí)可靠，工作速度高，成本低，但不易于調(diào)整。 其中插銷板使用于需要迅速改變程序的場(chǎng)合。工業(yè)機(jī)械手是近幾十年發(fā)展起來(lái)的一種高科技自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備。我國(guó)塑料機(jī)械產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展主要有以下兩個(gè)大因素：江 蘇 技 術(shù) 師 范 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 第 9 頁(yè) 共 24 頁(yè) 一是對(duì)高技術(shù)含量裝備的需求所帶來(lái)的設(shè)備更新及陳舊設(shè)備的淘汰 。宜用機(jī)器人還可以協(xié)助醫(yī)生完成一些難度較高的手術(shù)，例如，眼部手術(shù)、腦部手術(shù)等。 圓柱坐標(biāo)機(jī)器人的空間運(yùn)動(dòng)是用一個(gè)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)及兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，如圖。關(guān)節(jié)型機(jī)器人動(dòng)作靈活，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小。上升到頂時(shí)，碰到上限位開(kāi)關(guān)，上升電磁閥斷電，上升停止；同時(shí)接通右移電磁閥，機(jī)械手右移。 江 蘇 技 術(shù) 師 范 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 第 11 頁(yè) 共 24 頁(yè) 啟動(dòng)控制有 2 種， 1 個(gè)由啟動(dòng)開(kāi)關(guān)安裝在現(xiàn)場(chǎng)， 1 個(gè)由通過(guò)組態(tài)王軟件控制。用戶程序是由用戶根據(jù)控制需要而編寫(xiě)的程序。 可靠性高、抗干擾能力強(qiáng) 對(duì)于機(jī)械手系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，可靠性、抗干擾能力是非常重要的指標(biāo)，如何能在各種工作環(huán)境和條件 (如電磁干擾、低溫潮濕、灰塵超高溫等 )下，平穩(wěn)可靠的工作， 將故障率降至最低，是研制每一種控制系統(tǒng)必須考慮的問(wèn)題。 體積小、重量輕和易于實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化 由于 PLC 采用了半導(dǎo)體集成電路。 PLC 產(chǎn)品面臨現(xiàn)場(chǎng)總線的發(fā)展，將再次革新，滿足工業(yè)與民用控制的更高需求 [9]。每增加一塊輸入輸出卡件就需增加一定的費(fèi)用。上升到頂時(shí)，碰到上限位開(kāi)關(guān) SQ1，上升電磁閥 斷電，上升停止；同時(shí)接通右移電磁閥 ，機(jī)械手右移。 根據(jù)機(jī)械手的工作過(guò)程現(xiàn)將機(jī)械手 流程圖設(shè)計(jì)如下圖所示： 江 蘇 技 術(shù) 師 范 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 第 17 頁(yè) 共 24 頁(yè) 通過(guò)機(jī)械手工作的流程圖得到相應(yīng)的軟件程序如下所示： 江 蘇 技 術(shù) 師 范 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 第 18 頁(yè) 共 24 頁(yè) 江 蘇 技 術(shù) 師 范 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 第 19 頁(yè) 共 24 頁(yè) 江 蘇 技 術(shù) 師 范 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 第 20 頁(yè) 共 24 頁(yè) 江 蘇 技 術(shù) 師 范 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 第 21 頁(yè) 共 24 頁(yè) PLC 程序的調(diào)試 由于 PLC是專門為工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境設(shè)計(jì)的控制裝置，因此一般不需要采取什么特殊措施，就可以直接在工業(yè)環(huán)境中使用。 PLC 的供電線路應(yīng)與其他大功率用電設(shè)備或強(qiáng)干擾設(shè)備（如高頻爐、弧焊機(jī)等）分開(kāi)。由于本設(shè)計(jì)使用的是 FX1N系列可編程控制器，所以有直流 24V 輸出接線端。 第四章 結(jié) 論 在本次課題設(shè)計(jì)中，機(jī)械手模型控制系統(tǒng)采用 PLC 進(jìn)行控制，大大提高了該系統(tǒng)的自動(dòng)化程度，減少了大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器 和硬件接線，提高了控制系統(tǒng)的可靠性。 江 蘇 技 術(shù) 師 范 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 第 23 頁(yè) 共 24 頁(yè) 參考文獻(xiàn) [1] 王承義． 機(jī)械手及其應(yīng)用 ．北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1981， 1225 [2] 陳懇，楊向東，劉莉，楊東超． 機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用 ．北京：清華大學(xué)出版社， 20xx， 2735 [3] 彭商賢、趙臣、張啟先．試論國(guó)內(nèi)外機(jī)器人機(jī)械學(xué)的發(fā)展趨向 [J]，機(jī)器人， 1991， 13 (3)： 4853 [4] 王承義． 機(jī)械手及其應(yīng)用 ．北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1981， 825 [5] Saeed B. Niku, Introduction to Robotics: Analysis, Systems, Application. USA: Pearson Education,20xx,16~42 [6] 郭洪紅．工業(yè)機(jī)器人技術(shù)．西安：西安電子科技大學(xué)出版社， 20xx 年， 2028 [7] 廖常初．可編程序控制器應(yīng)用技術(shù) (第四版 )．重慶：重慶大學(xué)出版社， 20xx， 114 [8] 吳建強(qiáng)．可編程控制器原理及其應(yīng)用．哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社， 1998， 1260 [9] 林小峰．可編程序控制器及應(yīng)用．北京：高等教 育出版社， 1991， 1726 [10]David G. Johnson. “ Programmable Controllers for Factory Automation” . Marcel Decker, Inc. New York and Basel, 1987,10~23 [11]王永華．現(xiàn)代電氣及可編程序控制器技術(shù)．北京：航空航天大學(xué)出版社， 20xx， 3245 [12]MITSUBISHI PROGRAMMABLE CONTROLLER MELSEC F1 SERIES Programming Manuol. Mitsubishi Electric ,12~18 [13]張鳳珊．電器控制及可編程序控制器．北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社． 1999， 6279 。通過(guò)本次設(shè)計(jì)，可以根據(jù)工件的變化及運(yùn)動(dòng)流程的要求隨時(shí)更改相關(guān)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械手控制系統(tǒng)的不同工作需求，機(jī)械手控制系統(tǒng)具有了很大的靈活性和可操作性。 接地 正確選擇接地點(diǎn)，完善接地系統(tǒng)接地的目的通常有兩個(gè)，其一為了安 全，其二是為了抑制干擾。我們正是用了隔離變壓器和交流穩(wěn)壓器來(lái)抗干擾。因此，討論 PLC 設(shè)計(jì)調(diào)試就具有十分重要的意義。若此時(shí)工作臺(tái)上無(wú)工件，則光電開(kāi)關(guān) PS0 接通，下降電磁閥 通電，機(jī)械手下降。 綜合考慮，現(xiàn)選擇主機(jī)為西門子 S7200 中的 CPU226，因?yàn)樗軘U(kuò)展七個(gè)模塊。 CPU221：內(nèi)置 10 個(gè)數(shù)字量 I/O 點(diǎn)，不可擴(kuò)充； 且 PLC是為工業(yè)控制設(shè)計(jì)的專用計(jì)算