【正文】 機(jī)械手主要由手部和運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成。or39。其中油泵電機(jī)及各電磁閥運(yùn)行狀態(tài)均有指示燈顯示 根據(jù)我們所設(shè)計(jì)的機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)部件為步進(jìn)電機(jī)的特點(diǎn)，應(yīng)用ＰＬＣ移位寄存ＳＦＴ指令可以很方便、靈活地對(duì)機(jī)械手進(jìn)行控制。這些都說明了 PLC 廠家將硬件各部件均向 用戶開發(fā)，便于用戶選用，配置成規(guī)模不等的 PLC，而且這種硬件配置的開放性，為制造商、分銷商（代理商）、系統(tǒng)集成商、最終用戶帶來很多方便，為營(yíng)銷供應(yīng)鏈帶來很大便利，這是一大成功經(jīng)驗(yàn)。 CPU 主要由運(yùn)算器、控制器、寄存器及實(shí)現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)總線構(gòu)成， CPU 單元還包括外圍芯片、總線接口及有關(guān)電路。 、 PLC 系統(tǒng)的其它設(shè)備 編程設(shè)備：編程器是 PLC 開發(fā)應(yīng)用、監(jiān)測(cè)運(yùn)行、檢查維護(hù)不可缺少的器件，用于編程、對(duì)系統(tǒng)作一些設(shè)定、監(jiān)控 PLC 及 PLC 所控制的系統(tǒng)的工作狀況，但它不直接參與現(xiàn)場(chǎng)控制運(yùn)行?？刂葡到y(tǒng)的特性是可以使操縱器以一定的速度和精確性進(jìn)行工作。 位置控制系統(tǒng) 操作臂上的電位計(jì)隨該臂的移動(dòng)給出一個(gè)控制電壓，同時(shí)動(dòng)力臂的移動(dòng)帶動(dòng)反饋電位計(jì)產(chǎn)生一個(gè)極性相反與位移成比例的反饋電壓，兩者同時(shí)輸入電子控制器進(jìn)行比較產(chǎn)生偏差電壓，經(jīng)過電子控制器的轉(zhuǎn)換，輸出一相應(yīng)的電流信號(hào)給電液伺服閥，從而操控動(dòng)力臂移動(dòng)到操控所要求的位置，若偏差信號(hào)為“ 0”，于是動(dòng)力臂將停止在這個(gè)位置。從原點(diǎn)開始，按下啟動(dòng)按鈕時(shí)，下降電磁閥通電，機(jī)械手下降。當(dāng)選擇夾緊 /放松運(yùn)動(dòng)時(shí)，按下起動(dòng)按鈕，機(jī)械手夾緊；按下停止按鈕，機(jī)械手放松。 2. 輸出設(shè)備 — 由 PLC 的輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)的執(zhí)行元件。如圖 14 所示的編號(hào)。 機(jī)械手畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 21 頁 共 36 頁 圖 36 自動(dòng)梯形圖 （二） 自動(dòng)操作程序 本設(shè)計(jì)是一個(gè)按順序動(dòng)作的典型步進(jìn)控制。 根據(jù)自動(dòng)操作的流程圖，就可以設(shè)計(jì)自動(dòng)操作的梯形圖如圖 38 所示。 ⑥ 下降到底碰到下限位開關(guān) X401 時(shí)，輸入繼電器 X401 接通，產(chǎn)生移位信號(hào)，將 M105 置“ 1”， M104 置“ 0”。如果不串聯(lián)這些接點(diǎn)，則當(dāng)限位開關(guān)發(fā)生誤動(dòng)作時(shí)，會(huì)使機(jī)械手在未完成某一動(dòng)作的情況下就轉(zhuǎn)入下一步動(dòng)作，這樣會(huì)導(dǎo)致操作的危險(xiǎn)。故可確保 PLC 程序的運(yùn)行不受外界的電與磁干擾，能正常地工作。定時(shí)器的計(jì)時(shí)值若不超時(shí)，則重復(fù)起始的過程， PLC 將正常工作。查閱資料后，對(duì)元器件的選擇，對(duì)方案的確定有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，總之，這次畢業(yè)設(shè) 計(jì)使我們學(xué)會(huì)了怎樣把以前所學(xué)的知識(shí)理解貫穿同時(shí)有從設(shè)計(jì)的角度學(xué)會(huì)了不少新的知識(shí)掌握了不少經(jīng)驗(yàn)，為以后畢業(yè)后的設(shè)計(jì)工作打下了一定的基礎(chǔ)。并取得了可光的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，而且它還代表當(dāng)今電氣控 制技術(shù)的世界先進(jìn)水平，它與數(shù)控技術(shù)， CAD/CAM 技術(shù)，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)并列為工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的四大支柱。當(dāng)用戶程序一個(gè)循環(huán)運(yùn)行完了，則查看定時(shí)器的計(jì)時(shí)值。特別是現(xiàn)在，由于信息，網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的到來，擴(kuò)展 PLC 的功能，使它具有很強(qiáng)聯(lián)網(wǎng)通訊能力，從而更廣泛地應(yīng)用于眾多行業(yè)。 自動(dòng)操作程序中，若按復(fù)位按鈕，則 X502 接通， M200 復(fù)位，但機(jī)械手的動(dòng)作仍繼續(xù)進(jìn)行，直到完成一個(gè)周期的動(dòng)作后，回到原點(diǎn)自動(dòng)停止。 ⑤ 右移到位碰到右限位開關(guān)時(shí)，輸入繼電器 X402 接通， Y432 斷開，右移停止，同時(shí)產(chǎn)生移位信號(hào)，將 M104 置“ 1”， M103 置“ 0”。當(dāng)機(jī)械手下降到底碰到下限位開關(guān) X401 時(shí)，轉(zhuǎn)入第六成程序，產(chǎn)生放松輸出并開始計(jì)時(shí)，機(jī)械手放松，經(jīng)過 2s 延時(shí)后，計(jì)時(shí)器 T451 動(dòng)作，轉(zhuǎn)入第七程序，產(chǎn)生上升輸出，機(jī)械手上升到頂碰到上限位開關(guān) X402 時(shí)，轉(zhuǎn)入第八程序，產(chǎn)生左移輸出，機(jī)械手左移。 另外，由于左 /右，上 /下運(yùn)動(dòng)采用雙線圈兩位電磁閥控制，兩個(gè)線圈不能同時(shí)通電，因此在左 /右，上 /下移動(dòng)的電路中了互鎖環(huán)節(jié)。 3） F140M 其主機(jī) I/O 點(diǎn)數(shù)為 24/16 點(diǎn)。 位置檢測(cè)元件：機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)是按行進(jìn)程原則進(jìn)行控制的。自動(dòng)操作方式又分為單步、單周期和連續(xù)操作方式。 當(dāng)機(jī)械手處于原點(diǎn)時(shí)（即左限位開關(guān)和上限位開關(guān)合上），啟動(dòng)以后，機(jī)械手移向 A 點(diǎn)，加緊工件，然后回到原位，移向 B 點(diǎn)，放下工件，再回到原位完成一次動(dòng)作。通過橫梁和和肘部零件的連接保持最終配置部件的位置恒定不便。本設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)形式 :前后、上下兩個(gè)自 由度運(yùn)動(dòng)，均由液壓伺服系統(tǒng)控 該控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是可以給操作臂一個(gè)信號(hào)的動(dòng)力反饋系統(tǒng)。 電源模塊 PLC 電源用于為 PLC 各模塊的集成電路提供工作電源。固定式 PLC 包括CPU 板、 I/O 板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，這些元素組合成一個(gè)不可拆卸的整體。所以說，需要應(yīng)用 PLC 的場(chǎng)合還很多，在我國(guó)就更是如此了 。每次轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度（由工件數(shù)決定）以保證待加工零件對(duì)準(zhǔn)機(jī)械手。一般專用機(jī)械手有 2～ 3個(gè)自由度。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。動(dòng)作順序及各動(dòng)作時(shí)間的間隔采用按時(shí)間原則。 國(guó)內(nèi) PLC 生產(chǎn)廠約三十家，但沒有形成頗具規(guī)模的生產(chǎn)能力和名牌產(chǎn)品，還有一部分是以仿制、來件組裝或“貼牌”方式生產(chǎn)，因此可以說 PLC 在我國(guó)未形成制造產(chǎn)業(yè)。這是以數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)的可編程序邏輯控制裝置在高層次上走向開放性的標(biāo)準(zhǔn)化文件，是 PLC 發(fā)展的一大趨勢(shì)。 模擬量：按信號(hào)類型分，有電流型（ 420mA,020mA）、電壓型（ 010V,05V,1010V）等，按精度分，有 12bit,14bit,16bit 等。 機(jī)械手的設(shè)計(jì)構(gòu)想是以人的手為基礎(chǔ)，以機(jī)械拉來實(shí)現(xiàn)人的動(dòng)作，它的動(dòng)作由以下四部分來實(shí)現(xiàn)： 自由度的旋轉(zhuǎn) 肩的前后動(dòng)作 肘的上下動(dòng)作 腕 (手 )的動(dòng)作 驅(qū)動(dòng) 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與執(zhí)行機(jī)構(gòu)是相輔相成的，在驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中可以分 :機(jī)械式、電氣式、液壓式和復(fù)合式，其中制，本設(shè)計(jì)主要設(shè)計(jì) PLC 的控制部分。在垂直面的運(yùn)動(dòng)是圍繞水平軸 (稱之為肩軸 )的上臂運(yùn) 動(dòng)和圍繞第二個(gè)水平軸 (稱之為肘軸 )下臂的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)疊加而獲得的。同樣，左移 /右移分別由左移電磁閥和右移電磁閥控制。左移到原點(diǎn)時(shí)，碰到左限位開關(guān)，左移電磁閥斷電，左移停止。 手動(dòng)時(shí)運(yùn)動(dòng)選擇開關(guān)：該開關(guān)應(yīng)有上 /下，左 /右，夾緊 /放松等三個(gè)位置可供選擇。根據(jù)資料的機(jī)型，可選擇： 1） ACMYS256 可選用 32 點(diǎn)主機(jī)（ I/O 點(diǎn)數(shù)為 16/16）或 40 點(diǎn)主機(jī)（ I/O 點(diǎn)數(shù)為 24/16）。 （一） 手動(dòng)操作程序 在手動(dòng)操作方式下，各種動(dòng)作都是用按鈕操作來實(shí)現(xiàn)，其控制程序可以獨(dú)立于自動(dòng)操作程序而另行設(shè)計(jì)。當(dāng)機(jī)械手 上升。同時(shí)， M102 的常閉接點(diǎn)將移位寄存器數(shù)據(jù)輸入端斷開。 左移回到原點(diǎn)又碰到左限位開關(guān)時(shí)，輸入繼電器 X404 接通， Y434 斷開，左移停止，同時(shí)產(chǎn)生移位信號(hào)，將 M110 置“ 1”， M107 置“ 0”。 Maintenance simple, less maintenance。當(dāng)然，這樣的系統(tǒng)成本是很高的，只用于特別重要的場(chǎng)合，如鐵路車站的道叉控制系統(tǒng)。這是因?yàn)椋菏褂?PLC 的投資雖大，但它的體積小、所占空間小，輔助設(shè)施的投入少；使用時(shí)省電，運(yùn)行費(fèi)少；工作可靠，停工損失少；維修簡(jiǎn)單，維修費(fèi)少；還可再次使用以及能帶來附加價(jià)值等等，從中可得更大的回報(bào)。 當(dāng)然，這一切的成果都是與我們的知道老師蔣金周老師后的嚴(yán)格教導(dǎo)，以及同組成員的熱忱幫助分不開的，在次我要表示深深的感謝。它的平均無故障時(shí)間可達(dá)幾萬小時(shí)以上；出了故障平均修復(fù)時(shí)間也很短，幾小時(shí)以至于幾分鐘即可。使用環(huán)境溫度可高達(dá)攝氏 50 多度，有的PLC 可高達(dá) 8090 度。每按一次起動(dòng)按鈕，移位寄存器的狀態(tài)移一位，機(jī)械手的動(dòng)作完成一步后自動(dòng) 停止。 機(jī)械手畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 26 頁 共 36 頁 ⑦ T451 延時(shí) 2s 秒后，其常開接點(diǎn)閉合，產(chǎn)生移位信號(hào)，將 M106 置“ 1”， M105 置“ 0”。 ① 按下起動(dòng)按鈕， M120 接通并自保，移位器數(shù)據(jù)輸入端接通， M100置“ 1”， Y430 接通，下降電磁閥得電，機(jī)械手下降。 用移位器編程： 由于自動(dòng)操作的控制比較，不容易直接設(shè)計(jì)出梯形圖，因此可以先畫出自動(dòng)的操作流程圖，用以表明動(dòng)作的順序和條件，如圖 37 所示。 當(dāng)操作選擇開關(guān)置于“單步”、“單周期”、“連續(xù)”時(shí)，其對(duì)應(yīng)的輸入點(diǎn) X4X41 X412 接通，其輸入繼電器常閉接點(diǎn)斷開，執(zhí)行自動(dòng)操作程序。 各輸出設(shè)備的配置如圖 32 所示。 連續(xù)操作 連續(xù)操作：機(jī)械手從原點(diǎn)開始，按一下起動(dòng)按鈕，機(jī)械手的動(dòng)作將自動(dòng)的、連續(xù)不斷地周期 性循環(huán)。上升到頂時(shí)，碰到上位開關(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。 機(jī)械手畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 12 頁 共 36 頁 3 機(jī)械手 PLC 控制的設(shè)計(jì) 送料機(jī)械手的動(dòng)作示意圖如圖 31 所示。維修的人員需要具備一定的資格，應(yīng)能處理一般的機(jī)械設(shè)備的問題或通常液壓件的安裝。 輸入輸出設(shè)備：用于永久性地存儲(chǔ)用戶數(shù)據(jù)，如 EPROM、 EEPROM 寫入器、條碼閱讀器， 輸入模擬量的電位器，打印機(jī)等。 I/O 模塊 PLC 與 電氣回路的接口，是通過輸入輸出部分（ I/O）完成的。 PLC 中的 CPU 與存儲(chǔ)器配合，完成控制功能。有人把可編程序控制器組成的系統(tǒng)稱為 PCS 可編程序控制系統(tǒng)，強(qiáng)調(diào)可編程序控制器生產(chǎn)廠商向人們提供的已是完整的系統(tǒng)了。s degree of freedom. In order to capture in the space the free position and the position object , must have 6 degrees of freedom. The degree of freedom is the essential parameter which the manipulator designs. The freedom goes past much , manipulator39。機(jī)械手畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 1 頁 共 36 頁 目 錄 摘要 ...................................................................... 2 ABSTRACET ................................................................. 3 引言 ...................................................................... 5 1 PLC 的發(fā)展歷程和構(gòu)成 ................................................... 7 PLC 的發(fā)展史 ...................................................... 7 PLC 的構(gòu)成 ......................................................... 8 CPU 的構(gòu)成 ......................................................... 8 模塊 ........................................................... 8 電源模塊 ........................................................... 9 底版和機(jī)架 ......................................................... 9 PLC 系統(tǒng)的其他設(shè)備 ................................................. 9 2 機(jī)械手的組成 .......................................................... 10 機(jī)械手的發(fā)展 ...................................................... 10 動(dòng)力臂的機(jī)械構(gòu)造 .................................................. 10 控制和動(dòng)力臂的機(jī)械構(gòu)造 ............................................ 11 位置控制系統(tǒng) ...................................................... 11 負(fù)載反傳系統(tǒng) ...................................................... 11 3 機(jī)械手 PLC 的發(fā)展歷程和構(gòu)成 ............................................. 12 根據(jù)工藝過程分析控制要求 .......................................... 12 確定所需的用戶輸入 /輸出設(shè)備及 I/O 點(diǎn)數(shù) ...