【導(dǎo)讀】仿生學(xué)等多學(xué)科而形成的高新技術(shù)，是當(dāng)代研究十分活躍，應(yīng)用日益廣泛的領(lǐng)域。機(jī)器人應(yīng)用情況，是一個(gè)國(guó)家工業(yè)自動(dòng)化水平的重要標(biāo)志。是先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域不可缺少的自動(dòng)化設(shè)備。已有模塊化裝配機(jī)器人產(chǎn)品問市。傳感器融合配置技術(shù)在產(chǎn)品化系統(tǒng)中已有成熟應(yīng)用。遙控機(jī)器人操作者產(chǎn)生置身于遠(yuǎn)端作業(yè)環(huán)境中的感覺來(lái)操縱機(jī)器人。機(jī)器人的人機(jī)交互控制，即遙控加局部自主系統(tǒng)構(gòu)成完整的監(jiān)控遙控操作系統(tǒng)，使智能機(jī)器人走出實(shí)驗(yàn)室進(jìn)入實(shí)用化階段。美國(guó)發(fā)射到火星上的“索杰納”機(jī)器人。從94年美國(guó)開發(fā)出“虛擬軸機(jī)床”以來(lái)，這種新。型裝置已成為國(guó)際研究的熱點(diǎn)之一，紛紛探索開拓其實(shí)際應(yīng)用的領(lǐng)域。

　　

【正文】 滑閥在中間位置時(shí)油口全閉、油路不通液壓缸鎖緊。由于液壓缸內(nèi)充滿液壓油，故從靜止到啟動(dòng)較平穩(wěn)，換向沖擊小，換向復(fù)位位置較準(zhǔn)確。 保壓回路 采用蓄能器保壓，當(dāng) 11DT 斷電時(shí)，手抓放松，油泵給蓄能器充油，當(dāng) 11DT通電時(shí) ，蓄能器和油泵通過(guò) 11DT 同時(shí)給油缸供油，手抓夾緊工件。當(dāng)因停電等原因油泵停止供油時(shí)蓄能器通過(guò) 11DT 給油缸供油，使工件給因停電等原因而脫落。 工業(yè)機(jī)械手設(shè)計(jì) 42 167。 42 工業(yè)機(jī)械手整體液壓原理圖 . 新疆工業(yè)高等?？茖W(xué)校機(jī)械工程系 43 第五章 PC 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 167。 51 PC 系統(tǒng)分析 一、 機(jī)械手工作分析 分析工藝過(guò)程，明確控制要求機(jī)械手概論，機(jī)械手的初始位置停在原點(diǎn)，按下起動(dòng)按鈕后，機(jī)械手完成一個(gè)工作周期，需要實(shí)現(xiàn)以下動(dòng)作：手臂伸縮（左移）— 手抓夾緊 — 立柱上升 — 手腕回轉(zhuǎn) — 手臂回轉(zhuǎn) — 立柱 下降 — 手抓放松 — 手臂伸縮（右移） — 手腕回轉(zhuǎn) — 手臂回轉(zhuǎn) — 立柱下降。 機(jī)械手的下降、上升、伸縮等動(dòng)作的轉(zhuǎn)換，是由相應(yīng)的限位開關(guān)來(lái)控制，而夾緊、放松動(dòng)作的轉(zhuǎn)換是由時(shí)間來(lái)控制的。 機(jī)械手所有的動(dòng)作均有液壓驅(qū)動(dòng)，它的上升和下降、伸出和縮回動(dòng)作均由雙線圈雙位電磁閥控制。例如，當(dāng)下降電磁通電時(shí)，機(jī)械手下降；下降電磁閥斷電時(shí)，機(jī)械手停止下降；只有當(dāng)上升電磁閥通電時(shí)，機(jī)械手才上升。機(jī)械手的夾緊和放松用一個(gè)單線圈雙位電磁閥來(lái)控制，線圈通電時(shí)夾緊，線圈斷電后放松。 二、確定輸入輸出點(diǎn)位并選擇 PC 型號(hào)。 輸入信號(hào) 位置檢測(cè)信號(hào)：下 限、上限、左限、右限、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)（手腕、手臂回轉(zhuǎn)）。 自動(dòng)工作需起動(dòng)按鈕、停止按鈕和復(fù)位按鈕。 手動(dòng)操作時(shí)，需要有下降、上升、左移、右移、手腕、手臂左轉(zhuǎn)、手腕、手臂右轉(zhuǎn)、夾緊、放松 10 個(gè)按鈕，自動(dòng)化時(shí)，尚需起動(dòng)按鈕，停止按鈕和復(fù)位按鈕，也占了 3 個(gè)按鈕。 輸出信號(hào) PC 的輸出信號(hào)用來(lái)控制機(jī)械手的下降、上升、右移、左移、手腕、手臂左轉(zhuǎn)、手腕、手臂右轉(zhuǎn)和夾緊等 9 個(gè)電磁閥線圈。需 5 個(gè)輸出點(diǎn)，機(jī)械手都是從原點(diǎn)開始工作，需要有 1 個(gè)原點(diǎn)指示燈，也要 1 個(gè)輸出點(diǎn)，至少需要 8 個(gè)輸出信號(hào)工業(yè)機(jī)械手設(shè)計(jì) 44 點(diǎn)。 由于給定的機(jī)械手純屬開關(guān)量控制， 功能上沒有提出特殊要求，因此任何型號(hào)的小型 PC 均可滿足要求，根據(jù)所需的 I/O 總點(diǎn)數(shù)并有一定的備用量，可選三菱公司的 F1— 30MR 型的 PC，其輸入 16 點(diǎn)，輸出 14 點(diǎn)，繼電器輸出類型，可滿足要求。 167。 52 PC 控制系統(tǒng)程序 三、 PC 控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) 手動(dòng)程序 新疆工業(yè)高等專科學(xué)校機(jī)械工程系 45 手動(dòng)操作不需要按工作順序動(dòng)作，所以可按普通繼電器程序來(lái)設(shè)計(jì)，手動(dòng)操作梯形圖如圖所示。手動(dòng)按鈕 X500— X510 分別控制左移、夾緊、上升、手腕、手臂左轉(zhuǎn)、下降、放松、右移、手腕、手臂右轉(zhuǎn)各個(gè)動(dòng)作。為了保證系統(tǒng)安全運(yùn)行，設(shè)置了一些必要連鎖。由于夾緊、放松動(dòng)作是用單線圈雙位電磁閥控制，故在梯形圖中用“置位”、“復(fù)位”指令，使之有保持功能 。 自動(dòng)化過(guò)程 步進(jìn)指令的執(zhí)行過(guò)程：當(dāng)進(jìn)入某一狀態(tài)（例 S601）， S601 的 STL 觸點(diǎn)接通，工業(yè)機(jī)械手設(shè)計(jì) 46 輸出 Y431 也接通，執(zhí)行操作處理；如果轉(zhuǎn)移條件 ? 401 接通，滿足轉(zhuǎn)換條件，下一步的狀態(tài)寄存器 S602 被置位，轉(zhuǎn)入下一狀態(tài)，同時(shí)自動(dòng)化 S601 復(fù)位斷開。 根據(jù)工藝過(guò)程畫出自動(dòng)化操作流程圖： 根據(jù)狀態(tài)流程圖用步進(jìn)指令設(shè)計(jì) 的梯形圖，如下所示： 新疆工業(yè)高等?？茖W(xué)校機(jī)械工程系 47 工業(yè)機(jī)械手設(shè)計(jì) 48 若機(jī)械手停在原點(diǎn)，下限位開關(guān) X404，右限位開關(guān) X405，左轉(zhuǎn)限位 X403閉合， Y437 輸出使原點(diǎn)指示燈亮。按起動(dòng)按鈕， X400 閉合， S600 置位，開始第一工步，進(jìn)入“左移”狀態(tài)， Y430 輸出，機(jī)械手左移。左移到位， X401 閉合，滿足轉(zhuǎn)移條件，使 S601 置位，轉(zhuǎn)入第二工步，并自動(dòng)將 S600 復(fù)位。 Y431 輸出，執(zhí)行夾緊動(dòng)作， T450 同時(shí)開始記時(shí)，經(jīng) 3S 延時(shí)保證夾緊后， T450 發(fā)動(dòng)轉(zhuǎn)移信號(hào)，使 S602 置位，轉(zhuǎn)入第三步，進(jìn)入“上升 ”狀態(tài)，并自動(dòng)將 S602 復(fù)位，如此一步一步地順序執(zhí)行下去，直到第十步， Y438 輸出，執(zhí)行右轉(zhuǎn)，右轉(zhuǎn)到位，X408 閉合，機(jī)械手回到原點(diǎn)，完成一個(gè)循環(huán)的動(dòng)作。 根據(jù)梯形圖編寫的指令程序如下： 0 LD X403 1 AND X404 2 AND X405 3 OUT Y437 新疆工業(yè)高等專科學(xué)校機(jī)械工程系 49 4 AND X400 5 S S600 6 STL S600 7 OUT Y430 8 LD X401 9 S S601 10 STL S601 11 S Y431 12 OUT T450 13 K3 14 LD T450 15 S S602 16 STL S602 17 OUT Y432 18 LD X402 19 S S603 20 STL S603 21 OUT Y433 22 LD X403 23 S S604 24 STL S604 25 OUT Y434 26 LD X404 27 S S605 28 STL S605 29 R Y431 30 OUT T451 31 K2 32 LD T451 33 S S606 工業(yè)機(jī)械手設(shè)計(jì) 50 34 STL S606 35 OUT Y435 36 LD X405 37 S S607 38 STL S607 39 OUT Y436 40 LD X406 41 S S608 42 STL S608 43 OUT Y437 44 LD X407 45 S S609 46 STL S609 47 OUT Y438 48 LD X408 49 S S600 50 RET 新疆工業(yè)高等?？茖W(xué)校機(jī)械工程系 51 第六章 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 電氣控制電磁鐵的動(dòng)作順序表 工業(yè)機(jī)械手設(shè)計(jì) 52 167。 61 電磁鐵順序 和 167。 62 電氣控制分析 電氣控制系統(tǒng)分析 主電路 序號(hào) 1DT 2DT 3DT 4DT 5DT 6DT 7DT 8DT 9DT 10DT 11DT 1 原位 + 2 手臂伸 縮 + + 3 手抓夾 緊 + 4 力柱上 升 + + + 5 手腕回 轉(zhuǎn) + 6 手臂回 轉(zhuǎn) + + 7 立柱下 降 + + 8 手抓放 松 + 9 手臂縮 回 +| 10 手腕回 轉(zhuǎn) + 11 手臂回 轉(zhuǎn) + 新疆工業(yè)高等?？茖W(xué)校機(jī)械工程系 53 工業(yè)機(jī)械手由總電源開關(guān) QS 引入，有熔斷器作短路保護(hù)，主電路接觸器KM 控制，接有熱繼電器 FR1 作過(guò)載保護(hù)。 控制電路 1)主電機(jī)控制電路 主電機(jī) M 由接觸器 KM 控制，在接觸點(diǎn)電源開關(guān) QS 后，按下啟動(dòng)按鈕 SB2，按接觸器 KM 線圈通電并自鎖， KM 接觸點(diǎn)接通，使主電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，帶動(dòng)泵供油，當(dāng)按下停止按鈕 SB1 時(shí)，切斷了 KM 的線圈電源， M 電機(jī)停轉(zhuǎn)。 2)動(dòng)作控制電路 液壓缸的伸縮，機(jī)械手的夾緊、松開是順序進(jìn)行的，控制手臂伸縮時(shí)， KM 線圈得電，液壓泵供給手臂伸縮缸壓力油，推動(dòng)缸外伸，手臂外伸， SQ SQ2 實(shí)行限位保護(hù)，手臂伸 SQ1 與手臂縮 SQ2 實(shí)行互鎖，相同原理，電磁閥線圈得電，手臂縮回。 手臂伸縮到位，觸點(diǎn) KA1 閉合，時(shí)間繼電器和電磁閥同時(shí)通電，時(shí)間繼電器延時(shí) 2 秒，確定工件夾緊，加緊完畢，進(jìn)行液壓馬達(dá)擺動(dòng)，擺動(dòng)到極限位置（由限位開關(guān)控制），此時(shí)，手爪持續(xù)夾緊，在所需位置，繼電器斷電，液壓缸回油，電磁閥斷電， 手抓放松。 立柱伸縮控制設(shè)計(jì)同手臂伸縮。 K1 斷開，電磁閥線圈 YV2 失電，立柱縮回，立柱外伸時(shí)， YV1 得電，同時(shí) KA1 是閉合。 （ 3） 工業(yè)機(jī)械手電氣元件表 工業(yè)機(jī)械手電氣元件表 符號(hào) 名稱及用途 M KM KT FR1~FR3 QS YU1~YU10 SQ1~SQ6 SB SB2 FU1~FU2 HL 主電動(dòng)機(jī) 接觸器，主電機(jī)用 時(shí)間繼電器 熱繼電器 點(diǎn)電源開關(guān) 電磁閥 行程及極限開關(guān) 主電機(jī)起停按鈕 熔斷器 原位指示燈 工業(yè)機(jī)械手設(shè)計(jì) 54 后敘 本次為期八周的畢業(yè)設(shè)計(jì) — 工業(yè)機(jī)械手設(shè)計(jì)基本完成，首先非常感謝我 的設(shè)計(jì)輔導(dǎo)老師 — 薛風(fēng)老師幫助，感謝系領(lǐng)導(dǎo)對(duì)我畢業(yè)設(shè)計(jì)的支持，同時(shí)也感謝同組成員的共同努力和相互鼓勵(lì)。工業(yè)機(jī)械手設(shè)計(jì)的順利完成，我是站在巨人的肩上，翻閱了不少資料，但是由于個(gè)人知識(shí)面有限，設(shè)計(jì)之中難免缺少錯(cuò)誤與漏洞，望老師和同學(xué)指正，不甚感激。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)經(jīng)歷了非常漫長(zhǎng)的過(guò)程，從兩個(gè)月前開始擬定題目，以及查看資料。在設(shè)計(jì)中遇到不少困難，開始設(shè)計(jì)液壓缸的時(shí)候出現(xiàn)了非常嚴(yán)重的理論問題，造成整個(gè)設(shè)計(jì)的無(wú)法進(jìn)行，所以又從新開始，因?yàn)樵O(shè)計(jì)本來(lái)就是一個(gè)失敗了再來(lái)，再失敗，再繼續(xù)的循壞過(guò)程。 畢業(yè)設(shè)計(jì)之前，感覺設(shè) 計(jì)是多么的困難，而無(wú)從下手，感覺設(shè)計(jì)就不是自己可以完成的事情，設(shè)計(jì)是那么的神秘，并且我的題目還是當(dāng)代代表先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的工業(yè)機(jī)械手。然而，以我對(duì)科學(xué)技術(shù)的追求，對(duì)工業(yè)機(jī)械手設(shè)計(jì)濃厚的興趣，對(duì)任務(wù)的責(zé)任心，以及自己滿懷的自信心，終于完成了自己的創(chuàng)作，感受到了成功的喜悅。 通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，加深了我對(duì)三年專業(yè)知識(shí)的鞏固和完善。工業(yè)機(jī)械手的設(shè)計(jì)，內(nèi)容面積特別廣，這也是我選擇該題目的原因之一。三年所學(xué)的知識(shí)是有限的，本次設(shè)計(jì)再次加深了我對(duì)機(jī)械方面，液壓方面，電氣控制方面，程序控制等方面的認(rèn)識(shí)和研究。通過(guò)翻閱資料， 也完善了自己的知識(shí)，拓寬了自身的知識(shí)面。 設(shè)計(jì)期間所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，我認(rèn)為是非常有用的，某些知識(shí)可以直接聯(lián)系到實(shí)際工作中去。 新疆工業(yè)高等?？茖W(xué)校機(jī)械工程系 55 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)結(jié)束了，我的收獲很多，在我的人生道路中將是一筆不小的財(cái)富，因?yàn)橥ㄟ^(guò)本次設(shè)計(jì)我也學(xué)領(lǐng)悟到了許多道理，而這些道理通過(guò)課本知識(shí)和課堂教學(xué)的學(xué)習(xí)是不能實(shí)現(xiàn)的，只有自己親身感受，親自體會(huì)，才能真正理解。 首先，要有團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神。本次設(shè)計(jì)，我們兩個(gè)人一個(gè)小組，兩個(gè)人要各盡所能，分工合作，就想在實(shí)際工作中一樣，不處理好這一點(diǎn)，很難實(shí)現(xiàn)一次成功的合作，更不能圓滿完成自己的任務(wù)。合 作精神在以后社會(huì)工作中將長(zhǎng)期并且全面的存在，我們現(xiàn)在就必須養(yǎng)成這樣的好習(xí)慣，才能去適應(yīng)以后社會(huì)的需要。 其次，用心去做每一件事情。不管是做什么事情，都要有十足的熱心和責(zé)任心，要全力以赴，要把自己要做的事情真正當(dāng)成個(gè)人的事情來(lái)做，也不要去依賴任何人。用心去做每一件事情，這是成功的基礎(chǔ)。 第三，任何時(shí)候一定要對(duì)自己有信心。有許多人是這樣的，看到別人取得成果，感覺自己就是鞭長(zhǎng)莫及，認(rèn)為自己是無(wú)法做到的，就是對(duì)自己缺乏信心的具體表現(xiàn)，從而導(dǎo)致失去了許多成功的機(jī)會(huì)。缺乏信心直接影響自己的嘗試精神，沒有了嘗試精 神，好多事情自己可以想到，但是沒有把自己所想的事情付之于行動(dòng)，這樣根本就沒有了成功的機(jī)會(huì)。 三年的大學(xué)生活即將結(jié)束，在以后的工作崗位上，我將繼續(xù)發(fā)揚(yáng)這種精神，把自己所學(xué)知識(shí)與實(shí)際工作緊密集合起來(lái)，真正做到理論和實(shí)踐想統(tǒng)一。其次，通過(guò)本次設(shè)計(jì)，我認(rèn)識(shí)到自己知識(shí)的缺乏，所以在以后