【正文】 ４、可靠性高 繼電接觸器控制系統(tǒng)使用了大量的機(jī)械觸電，連線復(fù)雜，各觸點(diǎn)在吸合和斷開(kāi)時(shí)容易受到電弧的損傷，所以壽命多，工作可靠性差，而可編程控制器以軟件代替硬件，許多繼電器的觸點(diǎn)和繁雜的連線可以用程序來(lái)實(shí)現(xiàn)，大量開(kāi)關(guān)動(dòng)作可以用無(wú)觸電的電子電路來(lái)完成，因此壽命長(zhǎng)，可靠性大大的提高。 ５、體積小、結(jié)構(gòu)緊湊，安裝、維護(hù)方便； 可編程控制器體積小、質(zhì)量小，便于安裝。通常可編程控制器都有自診斷、故障報(bào)警、故障顯示的功能，便于操作和維修人員檢查，可以較容易的通過(guò)更換模塊插件來(lái)迅速排除故障。它的結(jié)構(gòu)緊湊，與 硬件連方式簡(jiǎn)單，接線少，易于維護(hù)。 ４．３ 機(jī)器人的控制系統(tǒng)方案確定 本次控制系統(tǒng)采用的方案是 PLC+交流伺服系統(tǒng)。 交流伺服系統(tǒng)由交流伺服電動(dòng)機(jī)和伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器組成，它已經(jīng)成為無(wú)刷直流伺服系統(tǒng)的代替品。近年來(lái)交流伺服 驅(qū)動(dòng)技術(shù)有了飛速發(fā)展，它不僅能克服了直流伺服電動(dòng)機(jī)在結(jié)構(gòu)上存在的電刷維護(hù)困難、造價(jià)高、壽命短、應(yīng)用環(huán)境受限制等缺點(diǎn)，同時(shí)又發(fā)揮了交流伺服電動(dòng)機(jī)堅(jiān)固耐用、經(jīng)濟(jì)可靠及動(dòng)態(tài)響應(yīng)好等優(yōu)點(diǎn)。 一個(gè)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)并不僅僅是驅(qū)動(dòng)器與電動(dòng)機(jī)的組合，而是一個(gè)完整復(fù)雜的控制系統(tǒng)。完整的交流伺服驅(qū) 動(dòng)系統(tǒng)包括：伺服控制器、伺服驅(qū)動(dòng)器、伺服電動(dòng)機(jī)以及至少一個(gè)檢測(cè)元件，所有這些部件都在一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)中 運(yùn)行：驅(qū)動(dòng)器接收控制控制器的指令信息，然后將電流送給電動(dòng)機(jī)，通過(guò)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)換成扭矩，然后帶動(dòng)負(fù)載；檢測(cè)元件測(cè)量負(fù)載位置（角度、直線位移）、速度、加速度等參數(shù)，輸入控制器實(shí)現(xiàn)指令信息值與實(shí)際位置的值比較，然后通過(guò)閉環(huán)控制是實(shí)際位置值和指令信息值保持一致。 機(jī)器人各關(guān)節(jié)由電機(jī)輸出動(dòng)力，通過(guò)各種傳動(dòng)方案，帶動(dòng)各關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)，傳感器、編碼器將檢測(cè)記錄到得運(yùn)動(dòng)不見(jiàn)的運(yùn)動(dòng)狀況并以開(kāi)關(guān)量形式傳遞給 I/O,PLC接收 到這些信號(hào)并經(jīng)過(guò)處理后，發(fā)出指令，傳遞給 I/O,系統(tǒng)進(jìn)入下一道命令執(zhí)行中。 PLC 是要對(duì)搬運(yùn)機(jī)器人的執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，控制機(jī)器人對(duì)工件的抓取 。對(duì)搬運(yùn)機(jī)器人的控制包括 PLC 通過(guò) I/O 接口向機(jī)器人發(fā)出控制指令，以及獲取機(jī)器人的工作狀態(tài)信息等內(nèi)容。 PLC 接受機(jī)器人的各種工作狀態(tài) 信息等內(nèi)容。 PLC 接收機(jī)器人的各種工作狀態(tài)信號(hào)、指令及傳感系統(tǒng)，包括各指令開(kāi)關(guān)、工件識(shí)別傳感信號(hào)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的位置信號(hào)等，實(shí)現(xiàn) PLC 對(duì)搬運(yùn)機(jī)器人的狀態(tài)信息的獲取。 在機(jī)器人控制系統(tǒng)中，提供了搬運(yùn)工作模式（運(yùn)行、示教等）設(shè)置。機(jī)器人伺 服系統(tǒng)開(kāi)啟停止、重啟、繼續(xù)和回零等輸入控制端口。通過(guò)這些控制端口 PLC可以對(duì)焊接機(jī)器人進(jìn)行上述的控制，同時(shí)也提供了搬運(yùn)機(jī)器人所處的運(yùn)行模式。伺服系統(tǒng)的開(kāi)、停、就緒和急停等狀態(tài)輸出端口通過(guò)讀取這些端口的狀態(tài)。 PLC就能獲知機(jī)器人的搬運(yùn)基本狀態(tài)。 PLC 及運(yùn)動(dòng)控制單元的選型 針對(duì)本次控制系統(tǒng)的方案，選擇 SYSMAC 的 CS1 系列的 PLC，與之配套的 MC單元 MC421 能夠?qū)崿F(xiàn)四軸的伺服驅(qū)動(dòng)，分別對(duì)應(yīng)本次 SCARA 機(jī)器人的四個(gè)伺服電機(jī)的伺服驅(qū)動(dòng) 。系統(tǒng)的配置圖如圖 44 所示： MC的控制面板主要有 LED 指示器、單元號(hào)設(shè)置開(kāi)關(guān)， X/Y 軸和 Z/U 軸連接器、 I/O連接器、示教盒連接器、 MPG 連接器等組成。各個(gè)部分的分布如圖 45所示： 單元號(hào)設(shè)置開(kāi)關(guān) 單元號(hào)的設(shè)置確定了 CPU 單元專用 I/O 單元區(qū)的那些字分給 MC 單元。 CS1ＭＣ４２１占用５０個(gè)字。 ２、連接器 １）Ｉ／Ｏ連接器 用于外部輸入輸出的連接器，包括各軸的限值輸入、急停輸入、圓點(diǎn)接近輸入、外部輸入、常規(guī)輸入。 ２）示教盒連接器 用于連接示教盒。 ３）ＭＰＧ連接器 用于 MPG（手動(dòng)脈沖發(fā)生器）或同步譯碼器的連接器。 5 結(jié)論與展望 搬 運(yùn)機(jī)器人在工業(yè)機(jī)器人的領(lǐng)域中扮演著非常重要的角色，本次設(shè)計(jì)的主要目的是圍繞實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)，設(shè)計(jì)與實(shí)地環(huán)境相符的搬運(yùn)機(jī)器人來(lái)實(shí)現(xiàn)輸送線出貨臺(tái)上的工件到 AGV 小車上的搬運(yùn)，從而實(shí)現(xiàn)工件的傳送和運(yùn)輸這一環(huán)節(jié)的自動(dòng)化操作。論文工作總結(jié)如下： （ 1） 根據(jù)各種傳動(dòng)方式之間的聯(lián)系及特點(diǎn)，通過(guò)取長(zhǎng)補(bǔ)短，主要考慮了結(jié)構(gòu)緊湊簡(jiǎn)單等原則，確定了機(jī)器人的整體設(shè)計(jì)方案： （ 2） 各個(gè)回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的驅(qū)動(dòng)方式均采用 電機(jī)加減速的方式的傳動(dòng)設(shè)計(jì)，大臂的回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)與大臂做成一體，大臂的截面形狀采用等強(qiáng)度處理： （ 3） 在各個(gè)關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，充分考慮到附加載荷對(duì)電機(jī)軸的影 響，回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)軸的載荷通過(guò)固定在其兩端的軸承把負(fù)載的附加載荷傳遞到軸承上，從而保護(hù)了電機(jī)和減速器； （ 4） 在進(jìn)給機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，滑動(dòng)絲杠自鎖性可以很好的保護(hù)工件不會(huì)在斷電的情況下落，造成意想不到的事故： 由于時(shí)間有限，本次設(shè)計(jì)還存在著一定的不足，還有待進(jìn)步 提高，展望如下： 在傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，由于考慮到結(jié)構(gòu)的緊湊型和盡量簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，故把小臂驅(qū)動(dòng)電機(jī)安裝在小臂的回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)軸上，但這樣會(huì)造成大臂附加載荷過(guò)大，引起一定的不穩(wěn)定因素，在今后可以盡可能選擇質(zhì)量較小在電機(jī)的選擇和減速器的選擇，或盡量減少電機(jī)在懸梁上的 結(jié)構(gòu)。 在手抓的設(shè)計(jì)中可以 把手爪設(shè)計(jì)稱可以替換的具有通用性的手爪，這樣可以在搬運(yùn)不同類型的工件時(shí)只需要更換機(jī)械手的手 指，從而拓展了機(jī)器人的應(yīng)用范圍。 致 謝 經(jīng)過(guò)一個(gè)月的學(xué)習(xí)， 本次畢業(yè)設(shè)計(jì) 已經(jīng)接近尾聲。作為以為?？频漠厴I(yè)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)，由于經(jīng)驗(yàn)缺乏，難免有許多考慮不周全的地方，很多時(shí)候會(huì)走一些彎路，如果沒(méi)有老師的指導(dǎo)，以及一起設(shè)計(jì)的同學(xué)們的幫助，想要完成這個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)是不容易的。他們使我在設(shè)計(jì)的過(guò)程中不僅學(xué)到了很多知識(shí)，還明白了團(tuán)隊(duì)精神，我們?cè)O(shè)計(jì)組的各位老師和同學(xué)們就是一個(gè)團(tuán)隊(duì)。 在這里首先要感謝我的指 導(dǎo)老師李燕老師，老師平日里工作繁多，但在本次設(shè)計(jì)中無(wú)論從選題、開(kāi)題還是從外出實(shí)習(xí)到查閱資料，設(shè)計(jì)草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細(xì)設(shè)計(jì)及制圖等過(guò)程中都給予了我悉心指導(dǎo)。她不僅治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)而且為人師表，教給我們的不僅是書本上的知識(shí)，還有為人處世的積極態(tài)度 ， 這些寶貴知識(shí)將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作，再次表示衷心感謝。感謝你們?cè)诖舜碎g對(duì)我的關(guān)懷和幫助，這份幫助使我在這段 日子里可以專心于設(shè)計(jì)，使我真正體會(huì)到師生之間的友誼，這種感覺(jué)是那嘛的美好，再次感謝老師的鼓勵(lì)和幫助。 其次要感謝和我一起做畢業(yè)設(shè)計(jì)的各位同學(xué)，和曾 經(jīng)在各個(gè)方面給與過(guò)我?guī)椭幕锇閭?。在大學(xué)生活即將結(jié)束的最后的日子里，我們?cè)僖淮悟?yàn)證了團(tuán)結(jié)就是力量這句真理，把一個(gè)龐大的，從來(lái)沒(méi)有上手的課題，圓滿的完成了。正是因?yàn)橛辛四銈兊膸椭?，才讓我不僅學(xué)到了本次課題所涉及的新知識(shí)，更讓我得到了知識(shí)以外的東西，就是團(tuán)結(jié)和友誼。雖然畢業(yè)在即 ，我們各自心中通過(guò)這次實(shí)習(xí)更加增進(jìn)了友誼，心中更加多了一份不舍，使我們更加珍惜這段晚來(lái)的友誼。 在老師和同學(xué)們的幫助下，我的專業(yè)知識(shí)得到了進(jìn)一步的提高，在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中我也體會(huì)到了堅(jiān)持的重要性，對(duì)待任何困難都要有堅(jiān)持不懈的心理和斗志，才 能在學(xué)習(xí)的過(guò)程中取得更多的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。 知識(shí)是人類進(jìn)步的階梯，而傳授知識(shí)的各位老師則是我們登上階梯的領(lǐng)路人，沒(méi)有各位老師的辛勤教育，便不會(huì)有我們今天的累累果實(shí)。在這里，我要感謝那些曾經(jīng)孜孜不倦傳授我們知識(shí)的各位恩師，衷心祝愿你們桃李滿天下。 最后還要感謝我的母校 —— 鄭州輕工業(yè)學(xué)院輕工職業(yè)學(xué)院三年來(lái)對(duì)我的培養(yǎng)。她使我從一個(gè) 懵懂的女孩轉(zhuǎn)變成為一個(gè)有理想，有抱負(fù)的青年。她教給我的不僅是進(jìn)入社會(huì)后生存的本領(lǐng)，更重要的是艱苦樸實(shí)，求實(shí)進(jìn)取的精神力量，遇到困難不懈不妥，多一份堅(jiān)持少一份浮躁，這將鼓勵(lì)我在人生的道路上 不斷前進(jìn)。