【正文】 5． 3 PLC 梯形圖的設(shè)計(jì) 1）考慮到雙動(dòng)電磁閥的兩側(cè)線圈不能同時(shí)帶電，故在梯形圖的設(shè)計(jì)中將輸出驅(qū)動(dòng) 24 24 線圈回路加入互鎖功能，保證雙動(dòng)電磁閥兩側(cè)線圈不會(huì)同時(shí)通電 。而總氣源管的氣管管徑： 因 Q=πD 2V/4= π d12V/4+ πd 22V/4 則 D=( d12+ d22)1/2 =( 82+ 82)1/2= 取標(biāo)準(zhǔn)管徑： D=14mm ② 驗(yàn)算壓力損失 預(yù)設(shè)供氣壓力為 ，壓力損失為 [△ P]100Kpa A、沿程損失 由于設(shè)計(jì)系統(tǒng)的管道很短，故此項(xiàng)損失很小，可在總壓力損失時(shí)計(jì)入系數(shù)。 根據(jù)公式： ? ＝Ｍ／Ｗ 。操控人員可遠(yuǎn)離機(jī)械手操作。此類機(jī)械手目前還不多，有發(fā)展前途。本工業(yè)機(jī)械手的控制定位方式是簡(jiǎn)易型的點(diǎn)定位控制，因此，其控制系統(tǒng)不是很復(fù) 雜。 我國(guó)的工業(yè)機(jī)器人從80 年代“七五”科技攻關(guān)開始起步，在國(guó)家的支持下，通過(guò)“七五”，“八五”科技攻關(guān)，目前已基本掌握了機(jī)器 人操作機(jī)的設(shè)計(jì)制造技術(shù)，控制系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計(jì)技術(shù)，運(yùn)動(dòng)學(xué)和軌道規(guī)劃技術(shù)，生產(chǎn)了部分機(jī)器人關(guān)鍵元器件，開發(fā)出噴漆，弧焊，點(diǎn)焊，裝配，搬運(yùn)等機(jī)器人；其中有 130 多臺(tái)套噴漆機(jī)器人在二十余家企業(yè)的近 30 條自動(dòng)噴漆生產(chǎn)線（站）上獲得規(guī)模應(yīng)用，弧焊機(jī)器人已應(yīng)用在汽車制造廠的焊裝線上。 工業(yè)機(jī)械手的手臂是支撐通常由驅(qū)動(dòng)手臂運(yùn)動(dòng)的部件（如油、氣缸、齒輪齒條機(jī)構(gòu)、連桿機(jī)構(gòu)、螺旋機(jī)構(gòu)和凸輪機(jī)構(gòu)等）與驅(qū)動(dòng)源（如液壓、氣壓或電機(jī)等）相配合，以實(shí)現(xiàn)手臂的各種運(yùn)動(dòng)。 ㈡ 工 業(yè)機(jī)械手的結(jié)構(gòu)組成 目前國(guó)內(nèi)工業(yè)機(jī)械手的種類和型式比較多。目前使用的專用和通用的工業(yè)機(jī)械手均屬于此類。 1． 1． 1 工業(yè)機(jī)械手的技術(shù)概述 ㈠ 工業(yè)機(jī)械手的工作原理和分類 ⒈ 原理 機(jī)械手是一種模仿人手動(dòng)作，并按設(shè)定的程序、軌跡和要求代替人手抓搬運(yùn)工件或操持工具或進(jìn)行操作的自動(dòng)化裝置。設(shè)計(jì)共分為六章，第一章緒論是說(shuō)明本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的，意義，研究范圍及要達(dá)到的技術(shù)要求，簡(jiǎn)述本課題在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展概況及存在的問題。 按驅(qū)動(dòng)方式可分為：液壓機(jī)械手、氣壓機(jī)械手、電動(dòng)機(jī)械手和機(jī)械式機(jī)械手。有幾個(gè)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)就有幾個(gè)自由度。由于抓取物件的形狀不同，手部有夾持式和吸附式等型式。目前工業(yè)機(jī)械手的控制系統(tǒng)一般由程序控制系統(tǒng)和電氣定位（或機(jī)械擋位）系統(tǒng)組成。但是在多傳感器信息融合控制技術(shù)，遙控加局部自主系統(tǒng)遙控機(jī)器人，智能裝配機(jī)器人，機(jī)器人化機(jī)械等的開發(fā)應(yīng)用方面則剛剛起步，與國(guó)外先進(jìn)水平差距較大，需要在原有成績(jī)的基礎(chǔ)上，有重點(diǎn)地系統(tǒng)攻關(guān)，才能形成系統(tǒng)配套可供實(shí)用的技術(shù)和產(chǎn)品，以期在“十五”后期立于世界先進(jìn)行列之中。根據(jù)給出的工業(yè)機(jī)械手的規(guī)格參數(shù)，還需確定其余各部件 的設(shè)計(jì)。手指直接與物體接觸，傳力機(jī)構(gòu)采用斜楔杠桿式結(jié)構(gòu)，通過(guò)手指產(chǎn)生夾緊力來(lái)完成夾放物件，其由氣缸實(shí)現(xiàn)。結(jié)構(gòu)緊湊簡(jiǎn)潔，受力性能良好，定位誤差小。 4 工業(yè)機(jī)械手的控制部分計(jì)算 4． 1 回路計(jì)算 氣動(dòng)執(zhí)行元件的工作順序圖： 1）第一次上升→ 2）→手臂伸出 3) 手爪 夾緊→ 4）延 時(shí)→ 5）手臂縮回 ↑ ↓ 14）手腕反轉(zhuǎn) 6）第一次下降 ↑ ↓ 13）回轉(zhuǎn)臺(tái)反轉(zhuǎn) 7）手腕正轉(zhuǎn) ↑ ↓ 12）第二次手臂縮回← 11）延時(shí)← 10）手爪松開← 9)第二次手臂伸出← 8）回轉(zhuǎn)臺(tái)正轉(zhuǎn) 4． 2 執(zhí)行元件選擇 1 類型與主要尺寸參數(shù)如下表（表 4－ 1） 17 17 表 4－ 1 類型與主要尺寸參數(shù) 2 耗氣量計(jì)算 查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 5》 ，可 得計(jì)算公式 有桿腔： Q=π(D 2d2)S/(4t) （ 4－ 1） 無(wú)桿腔： Q= π D2S/(4t) （ 4－ 2） Q—— 每秒鐘壓縮空氣消耗量 D—— 氣缸內(nèi)徑 (大徑 ) d—— 氣缸活塞桿直徑 (小徑 ) S—— 氣缸行程 t—— 桿單向伸縮時(shí)間 1)夾緊缸：已知缸徑 D= 米，行程 s= 米，全行程需時(shí)間 t1= 秒，代入4－ 2式， 可算出壓縮空氣量： Qa= 2 (4)≈ 3/s 2)伸縮缸：已知缸徑 D= 米，小徑 d= 米，行程 s= 米，全行程需時(shí)間t2=2秒，代入 4－ 1式，可算出壓縮空氣量： Qb=π( )(42)≈ 3/s 3)升降缸：已知缸徑 D= 米，小徑 d= 米，行程 s= 米，全行程需時(shí)間 t2=2秒，代入 4－ 1式，可算出壓縮空氣量： Qc=π( )(4)≈ 3/s 4) 腕部 馬達(dá)耗氣量： 根據(jù)公式可可算出壓縮空氣量 : G=pznV1/(RT1) （ 4－ 3）Q=GRT0/P0 （ 4－ 4） ` 氣缸或 馬達(dá) 標(biāo)號(hào) 內(nèi)徑 mm 活塞桿直徑 mm 行程 mm 全行程需要時(shí)（ s） 耗氣量 cm3/s 指部 夾緊缸 MDBB5035 50 0 35 腕部 葉片馬達(dá) CDRB1BW50180S 50 0 ~ 180176。 原理： 當(dāng)接受到伸的指令時(shí) ,電磁閥 Y1 得電 ,壓縮空氣經(jīng) Y1 到速度節(jié)流閥 C 和 D,A1借口進(jìn)入驅(qū)動(dòng)風(fēng)缸右腔 ,推動(dòng)活塞向左運(yùn)動(dòng) ,驅(qū)動(dòng)風(fēng)缸的空氣從 A D2 口排出，當(dāng)活塞想左運(yùn)動(dòng)接近終點(diǎn)的時(shí)， A2 口被輔助活塞堵上，空氣只能從 D2 排出，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)終端的緩沖效果。 5． 4 PLC 的控制程序 PLC 的控制程序如下： 000 LD X001 001 OR Y014 002 ANI X002 003 ANI X023 004 ANI M101 005 OUT Y014 006 OUT M101 007 LD M100 008 MPS 009 AND X022 010 ANI X017 011 OR Y006 012 OR X021 013 ANI Y007 014 OUT Y006 015 MRD 016 AND X015 017 OUT C 16 K2 018 MRD 019 AND X015 020 OR Y012 021 ANI C16 022 OUT Y012 023 OUT T201 25 25 K50 024 MRD 025 AND T201 026 OR Y007 027 OR T202 028 ANI X016 029 OUT Y007 030 MRD 031 AND X016 032 OUT C17 K2 033 MRD 034 AND X016 035 OR Y003 036 ANI X020 037 ANI C17 038 OUT Y007 039 OUT Y011 040 MRD 041 AND X202 042 OR Y004 043 ANI X021 044 OUT Y004 045 MRD 046 AND C16 047 OUT Y013 048 OUT T202 K50 049 MRD 050 AND C17 051 ANI X022 052 OUT Y005 053 MPP 26 26 054 AND X022 055 RST C16 056 RST C17 057 LD X023 058 OR X002 059 OR Y016 060 OUT Y016 061 END 27 27 總 結(jié) 經(jīng)過(guò)本次的工業(yè)機(jī)械手設(shè)計(jì)，本人對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)，原理，液壓，氣路控制，以及 PLC的編程等知識(shí)已經(jīng)從原來(lái)的膚淺認(rèn)識(shí)到有深入的了解，能得到本次這么豐富的知識(shí)積累，也是對(duì)本人在以后的工作道路上的成功的保證?？紤]到三菱 PLC 系統(tǒng)是世界上知名和成熟的系統(tǒng) ，而且由于機(jī)械手用到的端口接點(diǎn)并不多，故本設(shè)計(jì)選用三菱