【正文】 ４、可靠性高 繼電接觸器控制系統(tǒng)使用了大量的機械觸電，連線復雜，各觸點在吸合和斷開時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，許多繼電器的觸點和繁雜的連線可以用程序來實現(xiàn)，大量開關動作可以用無觸電的電子電路來完成，因此壽命長，可靠性大大的提高。 ５、體積小、結構緊湊，安裝、維護方便； 可編程控制器體積小、質(zhì)量小，便于安裝。通?？删幊炭刂破鞫加凶栽\斷、故障報警、故障顯示的功能，便于操作和維修人員檢查，可以較容易的通過更換模塊插件來迅速排除故障。它的結構緊湊，與 硬件連方式簡單，接線少，易于維護。 ４．３ 機器人的控制系統(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)由交流伺服電動機和伺服電動機驅動器組成，它已經(jīng)成為無刷直流伺服系統(tǒng)的代替品。近年來交流伺服 驅動技術有了飛速發(fā)展，它不僅能克服了直流伺服電動機在結構上存在的電刷維護困難、造價高、壽命短、應用環(huán)境受限制等缺點，同時又發(fā)揮了交流伺服電動機堅固耐用、經(jīng)濟可靠及動態(tài)響應好等優(yōu)點。 一個伺服驅動系統(tǒng)并不僅僅是驅動器與電動機的組合，而是一個完整復雜的控制系統(tǒng)。完整的交流伺服驅 動系統(tǒng)包括：伺服控制器、伺服驅動器、伺服電動機以及至少一個檢測元件，所有這些部件都在一個閉環(huán)控制系統(tǒng)中 運行：驅動器接收控制控制器的指令信息，然后將電流送給電動機，通過電動機轉換成扭矩，然后帶動負載；檢測元件測量負載位置（角度、直線位移）、速度、加速度等參數(shù)，輸入控制器實現(xiàn)指令信息值與實際位置的值比較，然后通過閉環(huán)控制是實際位置值和指令信息值保持一致。 機器人各關節(jié)由電機輸出動力，通過各種傳動方案，帶動各關節(jié)運動，傳感器、編碼器將檢測記錄到得運動不見的運動狀況并以開關量形式傳遞給 I/O,PLC接收 到這些信號并經(jīng)過處理后，發(fā)出指令，傳遞給 I/O,系統(tǒng)進入下一道命令執(zhí)行中。 PLC 是要對搬運機器人的執(zhí)行機構進行控制，控制機器人對工件的抓取 。對搬運機器人的控制包括 PLC 通過 I/O 接口向機器人發(fā)出控制指令，以及獲取機器人的工作狀態(tài)信息等內(nèi)容。 PLC 接受機器人的各種工作狀態(tài) 信息等內(nèi)容。 PLC 接收機器人的各種工作狀態(tài)信號、指令及傳感系統(tǒng)，包括各指令開關、工件識別傳感信號和執(zhí)行機構的位置信號等，實現(xiàn) PLC 對搬運機器人的狀態(tài)信息的獲取。 在機器人控制系統(tǒng)中，提供了搬運工作模式（運行、示教等）設置。機器人伺 服系統(tǒng)開啟停止、重啟、繼續(xù)和回零等輸入控制端口。通過這些控制端口 PLC可以對焊接機器人進行上述的控制，同時也提供了搬運機器人所處的運行模式。伺服系統(tǒng)的開、停、就緒和急停等狀態(tài)輸出端口通過讀取這些端口的狀態(tài)。 PLC就能獲知機器人的搬運基本狀態(tài)。 PLC 及運動控制單元的選型 針對本次控制系統(tǒng)的方案，選擇 SYSMAC 的 CS1 系列的 PLC，與之配套的 MC單元 MC421 能夠實現(xiàn)四軸的伺服驅動，分別對應本次 SCARA 機器人的四個伺服電機的伺服驅動 。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、單元號設置開關， 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。各個部分的分布如圖 45所示： 單元號設置開關 單元號的設置確定了 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（手動脈沖發(fā)生器）或同步譯碼器的連接器。 5 結論與展望 搬 運機器人在工業(yè)機器人的領域中扮演著非常重要的角色，本次設計的主要目的是圍繞實驗室的建設，設計與實地環(huán)境相符的搬運機器人來實現(xiàn)輸送線出貨臺上的工件到 AGV 小車上的搬運，從而實現(xiàn)工件的傳送和運輸這一環(huán)節(jié)的自動化操作。論文工作總結如下： （ 1） 根據(jù)各種傳動方式之間的聯(lián)系及特點，通過取長補短，主要考慮了結構緊湊簡單等原則，確定了機器人的整體設計方案： （ 2） 各個回轉關節(jié)的驅動方式均采用 電機加減速的方式的傳動設計，大臂的回轉關節(jié)與大臂做成一體，大臂的截面形狀采用等強度處理： （ 3） 在各個關節(jié)的結構設計中，充分考慮到附加載荷對電機軸的影 響，回轉關節(jié)軸的載荷通過固定在其兩端的軸承把負載的附加載荷傳遞到軸承上，從而保護了電機和減速器； （ 4） 在進給機構的設計中，滑動絲杠自鎖性可以很好的保護工件不會在斷電的情況下落，造成意想不到的事故： 由于時間有限，本次設計還存在著一定的不足，還有待進步 提高，展望如下： 在傳動系統(tǒng)的結構設計中，由于考慮到結構的緊湊型和盡量簡單的特點，故把小臂驅動電機安裝在小臂的回轉關節(jié)軸上，但這樣會造成大臂附加載荷過大，引起一定的不穩(wěn)定因素，在今后可以盡可能選擇質(zhì)量較小在電機的選擇和減速器的選擇，或盡量減少電機在懸梁上的 結構。 在手抓的設計中可以 把手爪設計稱可以替換的具有通用性的手爪，這樣可以在搬運不同類型的工件時只需要更換機械手的手 指，從而拓展了機器人的應用范圍。 致 謝 經(jīng)過一個月的學習， 本次畢業(yè)設計 已經(jīng)接近尾聲。作為以為?？频漠厴I(yè)生的畢業(yè)設計，由于經(jīng)驗缺乏，難免有許多考慮不周全的地方，很多時候會走一些彎路，如果沒有老師的指導，以及一起設計的同學們的幫助，想要完成這個畢業(yè)設計是不容易的。他們使我在設計的過程中不僅學到了很多知識，還明白了團隊精神，我們設計組的各位老師和同學們就是一個團隊。 在這里首先要感謝我的指 導老師李燕老師，老師平日里工作繁多，但在本次設計中無論從選題、開題還是從外出實習到查閱資料，設計草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細設計及制圖等過程中都給予了我悉心指導。她不僅治學嚴謹而且為人師表，教給我們的不僅是書本上的知識，還有為人處世的積極態(tài)度 ， 這些寶貴知識將積極影響我今后的學習和工作，再次表示衷心感謝。感謝你們在此此間對我的關懷和幫助，這份幫助使我在這段 日子里可以專心于設計，使我真正體會到師生之間的友誼，這種感覺是那嘛的美好，再次感謝老師的鼓勵和幫助。 其次要感謝和我一起做畢業(yè)設計的各位同學，和曾 經(jīng)在各個方面給與過我?guī)椭幕锇閭?。在大學生活即將結束的最后的日子里，我們再一次驗證了團結就是力量這句真理，把一個龐大的，從來沒有上手的課題，圓滿的完成了。正是因為有了你們的幫助，才讓我不僅學到了本次課題所涉及的新知識，更讓我得到了知識以外的東西，就是團結和友誼。雖然畢業(yè)在即 ，我們各自心中通過這次實習更加增進了友誼，心中更加多了一份不舍，使我們更加珍惜這段晚來的友誼。 在老師和同學們的幫助下，我的專業(yè)知識得到了進一步的提高，在整個設計過程中我也體會到了堅持的重要性，對待任何困難都要有堅持不懈的心理和斗志，才 能在學習的過程中取得更多的知識和經(jīng)驗。 知識是人類進步的階梯，而傳授知識的各位老師則是我們登上階梯的領路人，沒有各位老師的辛勤教育，便不會有我們今天的累累果實。在這里，我要感謝那些曾經(jīng)孜孜不倦傳授我們知識的各位恩師，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)學院輕工職業(yè)學院三年來對我的培養(yǎng)。她使我從一個 懵懂的女孩轉變成為一個有理想，有抱負的青年。她教給我的不僅是進入社會后生存的本領，更重要的是艱苦樸實，求實進取的精神力量，遇到困難不懈不妥，多一份堅持少一份浮躁，這將鼓勵我在人生的道路上 不斷前進。