【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 電，機(jī)械手放松。放松后，上升電磁閥通電，機(jī)械手上升。上升到頂時(shí)，碰到上限位開關(guān)，上升電磁閥斷電，上升停止；同時(shí)接通左移電磁閥，機(jī)械手左移。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。至此，機(jī)械手經(jīng)過(guò) 8 步動(dòng)作完成了一個(gè)周期。 機(jī)械手的 工作方式 手動(dòng)操作： 就是用按鈕操作對(duì)機(jī)械手的每一中運(yùn)動(dòng)單獨(dú)進(jìn)行控制，例如，當(dāng)選擇上 /下運(yùn)動(dòng)時(shí)按下起動(dòng)按鈕，機(jī)械手上升：按下停止 按鈕，機(jī)械手下降。當(dāng)選擇左 /右運(yùn)動(dòng)時(shí)，按下起動(dòng)按鈕，機(jī)械手左移；按下停止按鈕，機(jī)械手右移。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。 單步操作： 每按依次起動(dòng)按鈕，機(jī)械手完成一步動(dòng)作后自動(dòng)停止。 單周期操作 ： 機(jī)械手從原點(diǎn)開始，按一下起動(dòng)按鈕，機(jī)械手將自動(dòng)完成一個(gè)周期的動(dòng)作，然后停止在原起始點(diǎn)位置。 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)地，連續(xù)不斷地周期性循環(huán)。 在工作中若按一下停止按鈕，則機(jī)械手動(dòng)作停止。重新起動(dòng)時(shí)，須用手動(dòng)操作方式將機(jī)械手移回原點(diǎn)， 然后按一下起動(dòng)按鈕，機(jī)械手又重新開始連續(xù)操作。 在工作中若按一下復(fù)位按鈕，則機(jī)械手將繼續(xù)完成一個(gè)周期的動(dòng)作后，回到原點(diǎn)，自動(dòng)停止。 機(jī)械手操作方法 自動(dòng)操作 手動(dòng)操作 連續(xù)操作 單步操作 主要用于調(diào)試 機(jī)械手的每一個(gè)動(dòng)作按鈕：上、下 、左、右 11 機(jī)械手的工作原理 機(jī)械手主要由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)以及位置檢測(cè)裝置等所組成。在 PLC 程序控制的條件下，采用氣壓傳動(dòng)方式，來(lái)實(shí)現(xiàn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的相應(yīng)部位發(fā)生規(guī)定要求的，有順序，有運(yùn)動(dòng)軌跡，有一定速度和時(shí)間的動(dòng)作。同時(shí)按其控制系統(tǒng)的信息對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出指令，必要時(shí)可對(duì)機(jī)械手的動(dòng)作進(jìn)行監(jiān)視，當(dāng)動(dòng)作有錯(cuò)誤或發(fā)生故障時(shí)即發(fā)出報(bào)警信號(hào)。位置檢測(cè)裝置隨時(shí)將執(zhí)行機(jī)構(gòu)的實(shí)際位置反饋給 控制系統(tǒng)，并與設(shè)定的位置進(jìn)行比較，然后通過(guò)控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，從而使執(zhí)行機(jī)構(gòu)以一定的精度達(dá)到設(shè)定位置 . (一 )執(zhí)行機(jī)構(gòu) 包括手部、手腕、手臂和立柱 、機(jī)座 等部件，有的還增設(shè)行走機(jī)構(gòu)。 (二 )驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是 由 液壓傳動(dòng)、 氣壓傳動(dòng)、機(jī)械傳動(dòng) 等幾個(gè)傳動(dòng)方法所結(jié)合起來(lái)的一個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。 (三 )控制系統(tǒng) 采用 PLC 控制系統(tǒng)進(jìn)行程序的運(yùn)行控制。 (四 )位置檢測(cè)裝置 控制機(jī)械手執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)位置，并隨時(shí)將執(zhí)行機(jī)構(gòu)的實(shí)際位置反饋給控制系統(tǒng)，并與設(shè)定的位置進(jìn)行比較，然后通過(guò)控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，從而使執(zhí)行機(jī)構(gòu)以一定的 精度達(dá)到設(shè)定位置 。 機(jī)械手控制系統(tǒng)的工作任務(wù) 機(jī)械手執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求是能在控制系統(tǒng)的指令下，能將水果迅速，靈活，準(zhǔn)確，可靠地抓起并運(yùn)送到指定位置，因此設(shè)計(jì)要考慮到運(yùn)動(dòng)的速度，加速度等情況。 機(jī)械手抓取水果的動(dòng)作過(guò)程為：在原位下降（由立柱的升 降氣缸控制，下降過(guò)程中手指始終張開一定的角度，以保證不會(huì)損傷工件） —— 抓取工件 （ 由手腕旋轉(zhuǎn)氣缸和手部夾緊氣缸共同完成，通過(guò)視覺(jué)識(shí)別系統(tǒng)來(lái)確定工件 的分類） —— 上升并旋轉(zhuǎn)（由立柱升降和旋轉(zhuǎn) 由氣缸共同完成，將工件送至對(duì)應(yīng)的傳送帶上方） —— 下降（由立柱升降氣缸實(shí)現(xiàn)，將 工件送至傳送帶上） —— 張開手指并放下工件 （該過(guò)程由于受部夾緊氣缸完成） —— 上升 并 旋轉(zhuǎn)（由立柱升降氣缸共同完成，機(jī)械手臂還原至初始位置）。 機(jī)械手的全部動(dòng)作由氣缸馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，而氣缸馬達(dá)又由相應(yīng)的電磁換向閥控制。例如下降電磁閥通電時(shí)，機(jī)械手下降；下降電磁閥斷電時(shí)，機(jī)械手下 降 停止，只有當(dāng)上升電磁閥通電時(shí)，機(jī)械手才上升；當(dāng)上升電磁閥斷電時(shí)，機(jī)械手上升停止。同樣，左移 /右移分別由放松電磁閥和夾緊電磁閥控制，上轉(zhuǎn) /下轉(zhuǎn)分別由上轉(zhuǎn)電磁閥和下轉(zhuǎn)電磁閥。 12 確定所需要的的用戶 I/O 設(shè)備及 分配方法 本設(shè)計(jì)中應(yīng)包 括下降電磁閥，上升電磁閥，夾緊電磁閥，放松電磁閥，左移電磁閥，右移電磁閥。 為了機(jī)械手處于原點(diǎn)進(jìn)行指示，還配置 1 個(gè)原點(diǎn)指示的指示燈。 I/O 分配圖， 如圖 4 所示。由圖可見(jiàn)， 圖 4 PLC I/O 連接圖 運(yùn)動(dòng)選擇 X0 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X10 X11 X12 X13 X14 X15 X16 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 起動(dòng)按鈕 下限位開關(guān) 上限位開關(guān) 右限位開關(guān) 左限位開關(guān) 光電開關(guān) （無(wú)工件檢測(cè)） 手動(dòng) 單步 單周期 連續(xù) 左 /右 夾 /松 上 /下 復(fù)位 操作方式選擇 下降沿電磁閥 夾緊 電磁閥 上升 電磁閥 左移 電磁閥 右移 電磁閥 原點(diǎn)指示 停止按鈕 ACMY—— S80 13 輸入設(shè)備 —— 用以產(chǎn)生輸入控制信號(hào) 本設(shè)計(jì)中應(yīng)包括： （ 1）操作方式轉(zhuǎn)換開關(guān)：有手動(dòng)，單步，單周期，循環(huán)等 4 個(gè)位置可供選擇。 （ 2）手動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)選擇開關(guān)：應(yīng)有上 /下，左 /右，夾緊 /放松，等 3 個(gè)位置可供選擇。 （ 3）起動(dòng)，停止及復(fù)位按鈕。 （ 4）位置檢測(cè)元件：機(jī)械手的動(dòng)作是按行程原則進(jìn)行控制的。其上限，下限，左限，右限的位置分別用限位開關(guān)來(lái)檢測(cè)。 （ 5）無(wú)工件檢測(cè)元件：右工作臺(tái)上無(wú)工件用光電開關(guān)來(lái)檢測(cè)。開關(guān)及按鈕在操作屏上的布置如圖 3,所示 .各限位開關(guān)幾光電開關(guān)的配置見(jiàn)圖 1. 圖 3 操作面板布置圖 輸出設(shè)備 —— 由 PLC的輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)的執(zhí)行元件 PLC 該機(jī)械手的控制為純開關(guān)量控制，且所需的 I/O 點(diǎn)數(shù)不多，因此選擇一般的 小型 的 PLC即可以 ，所以選擇了三菱的 FX 2N 系列 PLC。 PLC的特點(diǎn) （ 1） 可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) （ 2） 配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng) （ 3） 易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎 （ 4） 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造 （ 5） 體積小，重量輕，能耗低 左 /右 上 /下 夾 /松 手動(dòng) 連續(xù) 單周期 單步 復(fù)位 起動(dòng) 停止 14 機(jī)械手控制系統(tǒng)程序的設(shè)計(jì) 總體結(jié)構(gòu) 首先先畫出 機(jī)械手運(yùn)行的流程 圖，如圖 6 圖 6 機(jī)械手動(dòng)作流程圖 開始 處于原點(diǎn) 按起動(dòng)按鈕 向下運(yùn)動(dòng) 運(yùn)動(dòng)到底部 夾緊工件 計(jì)時(shí) 3s 向上運(yùn)動(dòng) 運(yùn)動(dòng)到頂部 向右運(yùn)動(dòng) 運(yùn)動(dòng)到最右端 機(jī)械手向下運(yùn)動(dòng) 運(yùn)動(dòng)到底部 松開工件 向上運(yùn)動(dòng) 計(jì)時(shí) 2s 運(yùn)動(dòng)到頂部 向右運(yùn)動(dòng) 15 根據(jù)以上流程圖，作出相應(yīng)編程。為了便于編程，先繪制出整個(gè)程序的結(jié)構(gòu)框圖，如圖 7 所示 圖 7 總程序結(jié)構(gòu)圖 在總程序結(jié)構(gòu)圖中運(yùn)用了 JMP 跳步指令和 JME 跳步結(jié)束指令。這兩對(duì)指令是成對(duì)使用，用于程序的跳轉(zhuǎn)，其功能為當(dāng) JMP 前的邏輯關(guān)系為 ON 時(shí)，則 JMP 和 JME 之間的程序停止執(zhí)行，而跳轉(zhuǎn)去執(zhí)行 JME 以下的程序。在 JMP和 JME之間個(gè)邏輯行的繼電器保持在觸點(diǎn)接通以前。當(dāng) JMP 前的邏輯關(guān)系為 OFF時(shí)，則不執(zhí)行跳轉(zhuǎn)功能，程序仍照樣按順序執(zhí)行。