【正文】 、方向、位置、速度進行動作，簡單的機械手一般不設置專用的控制系統(tǒng)，只采用行程開關、繼電器、控制閥及電路便可實現(xiàn)動傳動系統(tǒng)的控制，使執(zhí)行機構按要求進行動作。機械手是在機械化、自動化生產過程中發(fā)展起來的一種新型裝置。通過此次設計可以更進一步學習PLC的相關知識，了解世界先進水平，盡可能多的應用于實踐。因此 3．11．2 手臂回轉液壓缸參數(shù)計算 設 b=60mm,液壓缸工作壓力 P=4MPa,d=50mm,則由 得 所以取液壓缸內徑為 140mm 式中 D——液壓缸內徑(mm)P——回轉液壓缸工作壓力(MPa)b——動片寬度(mm)d——輸出軸與動片聯(lián)接處的直徑(mm)所以手臂回轉液壓缸主要參數(shù)為：工作壓力 P 4MPa液壓缸內徑 D 140mm動片寬度 b 60mm輸出軸直徑 d 50mm驅動力矩 M 3．11．3 液壓缸蓋螺釘計算 由表 4 可以看出螺釘間距 t 與壓力 P 之間的關系： T 為螺釘?shù)拈g距，間距跟工作壓力有關，每個螺釘在危險剖面上承受的拉力為： FQs=FQ+ FQs FQ 為工作載荷，F(xiàn)Qs為預緊力 液壓缸工作壓力為 P=4MPa,所以螺釘間距 t 小于 100mm,試選擇 8 個螺釘所以選擇螺釘數(shù)目合適 Z=8 個，危險截面面積所以 螺釘?shù)膹姸葪l件為：式中 D——動片外徑(mm)［σ］——螺釘材料的許用應力(MPa)d 1——螺釘螺紋內徑(mm)螺釘材料選擇 Q235，取σs=240MPa,則即螺釘?shù)闹睆竭x擇 d1=14mm 經過以上的計算，需要螺釘來聯(lián)接，最終確定液壓缸的截面尺寸，內徑為 140mm,外 徑為 240mm，輸出軸直徑為 50mm。對于圓柱面：μ——摩擦系數(shù)，對于靜摩擦且無潤滑時： 鋼對青銅：取μ=~ 鋼對鑄鐵：取μ=~ 計算： 導向桿的材料選擇鋼、導向支撐選擇鑄鐵，L=700mm,導向支撐 a=420mm,帶入數(shù)據得：（2）F 慣的計算 經計算式中Δv——由靜止加速到常速的變化量（mm/s）。由于又因為 所以即 3．8．4 腕部工作壓力計算 表 2 標準液壓缸內徑系列（JB82666）20 70 110 25 75 125 32 80 130 40 85 140 50 90 160 55 95 180 63 100 200 65 105 250設定腕部的部分尺寸： 根據上表設缸體內孔半徑 R=55 mm,外徑選擇 133mm,考慮到實 際裝配問題后，其外徑為 180mm，動片寬度 b=66mm,輸出軸半徑 r=。（2）結構考慮，合理布局 腕部作為機械手的執(zhí)行機構，又承擔聯(lián)接和支撐作用，除保證力和運動的要求外，要有足夠的強度、剛度外，還應綜合考慮，合理布局，解決好腕部與臂部和手部的聯(lián)接。（4）應保證手抓的夾持精度。（3）能自動避開障礙物。有的工業(yè)機械手帶有行走機構，我國正處于仿真階段。通過此次機械手設計，掌握相關機械手設計的主要步驟，對于 CAD/CAM 軟件應用方面有了進一步的提高。手動程序梯形圖為：課程設計說明書圖23 手動程序梯形圖6．4 自動程序設計自動程序（包括單步、單周期和連續(xù)）采用起保停電路控制。并且根據要求，我們設計的是氣動機械式。I/O模塊：PLC的對外功能，主要是通過各種I/O接口模塊與外界聯(lián)系的?？刂埔鬄椋簹鈩訖C械手的升降和左右移行分別由不同的雙線圈電磁閥來實現(xiàn)，電磁閥線圈失電時能保持原來的狀態(tài)，必須驅動反向的線圈才能反向運動；上升；右行；，線圈通電時夾緊工件，線圈斷電時松開工件；機械手的夾鉗的松開、夾緊通過延1S實現(xiàn)；機械手的下降、上升、右行；課程設計說明書機械手的操作面板如圖2所示。并且在工業(yè)生產和其他領域內，由于工作的需要，人們經常受到高溫、腐蝕及有毒氣體等因素的危害，增加了工人的勞動強度，甚至于危及生命。當手臂上升到位時，上升限位開關使輸入點0005閉合，保持繼電器HR001 接通，HR000復位，輸出點0501使左轉電磁閥得電，手臂左轉。機械手及傳送帶C 順序動作的要求是：1)按下起動按鈕SB1時，機械手系統(tǒng)工作。3自上世紀六十年代，機械手被實現(xiàn)為一種產品后，對它的開發(fā)應用也在不斷發(fā)展，利用機械手搬運物體、裝配、切割、噴染等等，應用非常廣泛?，F(xiàn)今機械手的發(fā)展更主要的是將機械手和柔性制造系統(tǒng)以及柔性制造單元相結合，從而根本改變目前機械制造系統(tǒng)的人工操作狀態(tài)。將機械手各運動構件，如伸縮、擺動、升降、橫移、俯仰等機構，以及適于不同類型的夾緊機構，設計成典型的通用機構，以便根據不同的作業(yè)要求，選用不用的典型部件，即可組成各種不同用途的機械手。智能機器人涉及的知識內容，不僅包括一般的機械、液壓、氣動等基礎知識，而且還應用一些電子技術、電視技術、通訊技術、計算技術、無線電控制、仿生學和假肢工藝等，因此它是一項綜合性較強的新技術。 冷加工方面機械手主要用于柴油機配件以及軸類、盤類和箱體類等零件單機加工時的上下料和刀具安裝等。一般專用機械手有2～3個自由度。機械手主要由手部、運動機構和控制系統(tǒng)三大部分組成。專用機床是大批量生產自動化的有效辦法，程控機床、數(shù)控機床、加工中心等自動化機械是有效解決多品種小批量生產自動化的重要辦法。而應用機械手即可部分或全部代替人安全地完成作業(yè)，大大地改善了工人的勞動條件。90年代以后，隨著計算機技術、微電子技術、網絡技術等的快速發(fā)展，機械手技術也得到飛速的多元化發(fā)展。視覺功能即在機械手上安裝有電視照相機和光學測距儀（即距離傳感器）以及衛(wèi)星計算機。例如機床的電氣控制、包裝機械的控制、自動電梯控制等。圖1 機械手搬物示意圖圖中機械手的任務是將傳送帶A上的物品搬運到傳送帶B。表1 機械手控制I/O分配表根據圖3流程圖和表1的I/O分配表，可以編制出狀態(tài)轉移圖如圖4所示。第二篇：機械手PLC控制程序附錄3：：：：：：：：：:第三篇：plc機械手課程設計課程設計說明書目錄 引言.................................................................5 2 設計目的及主要內容...................................................6 .......................................................4 .......................................................4 3 氣動機械手的操作要求及功能...........................................4.......................................................4 .......................................................5 4 PLC及機械手的選擇和論證.............................................6 PLC............................................................6 PLC簡介...................................................6 PLC的結構及基本配置.......................................6 PLC的選擇及論證..........................................7 .........................................................7 .................................................7 ...............................................8 5 硬件電路設計及描述...................................................8 .......................................................8 PLC的I/O分配接線.............................................9 6 軟件電路設計及描述..................................................10 ..........................................10 ....................................................10 ..............................................11 ..................................................12 ..........................................12 ....................................................13 7 心得體會...........................................................15 參考文獻.............................................................16課程設計說明書1引 言在現(xiàn)代工業(yè)中，生產過程的機械化，自動化已成為突出的主題。工作環(huán)境適應性好。對模塊式PLC，有CPU模塊、I/O模塊、內存、電源模塊、底板或機架。手腕是連接手指與手臂的元件，可以進行上下、左右和回轉動作。主程序梯形圖為：圖21 主程序梯形圖 公用程序設計公用程序用于處理各種工作方式都要執(zhí)行的任務，以及不同的工作方式之間相互切換的處理。返回原點后，原點條件滿足，為進入自動工作方式作好準備。傳力機構形式也很多，常用的有：滑槽杠桿式、連桿杠桿式、齒輪齒條式、絲杠 螺母式、彈簧式、重力式。（5）采用機械手能明顯的提高勞動生產率和降低成本。球坐標式機械手，占用空間小，工作范圍大，慣性小，所需動力小，能抓取底面物體。（3）取 η=（4）確定液壓缸的直徑 D選取活塞直徑 d=,選擇液壓缸工作壓力 P=~根據液壓缸內徑系列（JB82666）,選取液壓缸的內徑為：D=50mm 則活塞桿直徑為：d==5=：液壓缸內徑 D 50mm 活塞桿直徑 d 25mm 工作壓力 p 驅動力 F 手抓夾持范圍計算為了保證手抓張開角為 120o，設手抓長為 100mm，當手抓沒有張開角的時候，根 據機構設計，它的最小夾持半徑 Rmin=40mm,當張開角為 120o 時，根據雙支點回轉型 手抓的誤差分析，取最大夾持半徑 Rmax=60mm。（3）克服啟動慣性所需的力矩 M 慣 啟動過程近似等加速運動，根據手腕回轉的角速度ω及啟動所需時間 t 啟，按下式計 算：或者根據腕部角速度ω及啟動過程轉過的角度φ啟計算：式中 J 工件——工件對手腕回轉軸線的轉動慣量（）。3．9．3 手臂伸縮驅動力計算 伸縮液壓缸活塞驅動力的計算公式為： F 驅=F 摩+F 密+F 回+F 慣 式中 F 摩——手臂運動時，為運動件表面間的摩擦阻力。G 總（1）F 摩的計算所以（2）F 慣的計算 經計算 式中Δv——由靜止加速到常速的變化量(mm/s)。國內外都十分重視它的應用和發(fā)展。為了抓取空間中任意位置和方位的物體，需有6個自由度。 機械手的執(zhí)行機構，由手、手腕、手臂、支柱組成。PLC是由繼電器邏輯系統(tǒng)發(fā)展而來，主要應用在工序控制上，初期主要是代替繼電器控制系統(tǒng)，側重于開關量順序控。運動機構，使手部完成各種轉動（擺動）、移動或復合運動來實現(xiàn)規(guī)定的動作，改變被抓持物件的位置和姿勢。特別是在笨重、高溫、有毒、危險、放射性、多粉塵等惡劣的勞動環(huán)境中，機械手由于其顯著的優(yōu)點而受到特別重視。由力平衡條件得：所謂不自鎖條件為：即因此在設計中必須考慮到立柱導套長度大于 391mm。（5）活塞桿和齒輪齒條機構 手臂的回轉運動是通過齒輪齒條機構實現(xiàn)的，齒條的往復運動帶動與手臂聯(lián)接 的齒輪做往復回轉而使手臂左右擺動。3．8．3 腕部回轉力的計算 腕部在回轉時一般需要克服以下三種阻力：（1）腕部回轉支承處的摩擦力矩 M 摩 為簡化計算，一般取 M 摩= 總力矩（2）克服由于工件重心偏置所需的力矩 M 偏式中G1——夾持工件重量（N）。Vmax——運載時工件最大上升速度； t 響——系統(tǒng)達支最高速度的時間，一般選取 ~； K3——方位系數(shù)，根據手指與工件位置不同進行選擇； G——被抓取工件所受重力； 表 1 驅動力與液壓缸工件壓力關系圖作用在活塞上外力 F(N)50000 ~ ~ ~液壓缸工件壓力 MPa液壓缸工作壓力 MPa設 a=40mm,b=80mm,α=30o,機械手達到最高響應時間 ,夾緊力 FN,驅動力 F 和驅動 液壓缸的尺寸。圓柱坐標式機械手，占用空間小，工作范圍大，慣性大，結構簡單。（3）由于機械手的動作準確，因此可以穩(wěn)定和提高產品的質量，同時又可避免人 為的操作錯誤。機械手總體設計方案3．1 機械手的組成工業(yè)機械手由執(zhí)行機構、驅動機構和控制機構三部分組成。在此工作方式下，機械手可能處于三種情況下，應分別處理。 PLC的I/O分配接線I/O分配及接線圖I 軟件電路設計及描述課程設計說明書 主程序設計主程序是整個程序的開始，系統(tǒng)讀取的時候一定從主程序開始，至于之后需執(zhí)行哪個子程序，都在主程序中體現(xiàn)。1．執(zhí)行機構機械手的執(zhí)行機構，由手、手腕、手臂、支柱組成。 PLC的結構及基本配置一般講，PLC分為箱體式和模塊式兩種?？梢愿鶕C械手的動作順序改變程序，是機械手通用性更好。說明了機械手的動作原理，設計要求，程序設計方法