【導(dǎo)讀】仿生學(xué)等多學(xué)科而形成的高新技術(shù)，是當代研究十分活躍，應(yīng)用日益廣泛的領(lǐng)域。機器人應(yīng)用情況，是一個國家工業(yè)自動化水平的重要標志。是先進制造技術(shù)領(lǐng)域不可缺少的自動化設(shè)備。已有模塊化裝配機器人產(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。遙控機器人操作者產(chǎn)生置身于遠端作業(yè)環(huán)境中的感覺來操縱機器人。機器人的人機交互控制，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)，使智能機器人走出實驗室進入實用化階段。美國發(fā)射到火星上的“索杰納”機器人。從94年美國開發(fā)出“虛擬軸機床”以來，這種新。型裝置已成為國際研究的熱點之一，紛紛探索開拓其實際應(yīng)用的領(lǐng)域。

　　

【正文】 滑閥在中間位置時油口全閉、油路不通液壓缸鎖緊。由于液壓缸內(nèi)充滿液壓油，故從靜止到啟動較平穩(wěn)，換向沖擊小，換向復(fù)位位置較準確。 保壓回路 采用蓄能器保壓，當 11DT 斷電時，手抓放松，油泵給蓄能器充油，當 11DT通電時 ，蓄能器和油泵通過 11DT 同時給油缸供油，手抓夾緊工件。當因停電等原因油泵停止供油時蓄能器通過 11DT 給油缸供油，使工件給因停電等原因而脫落。 工業(yè)機械手設(shè)計 42 167。 42 工業(yè)機械手整體液壓原理圖 . 新疆工業(yè)高等?？茖W(xué)校機械工程系 43 第五章 PC 系統(tǒng)設(shè)計 167。 51 PC 系統(tǒng)分析 一、 機械手工作分析 分析工藝過程，明確控制要求機械手概論，機械手的初始位置停在原點，按下起動按鈕后，機械手完成一個工作周期，需要實現(xiàn)以下動作：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。 機械手的下降、上升、伸縮等動作的轉(zhuǎn)換，是由相應(yīng)的限位開關(guān)來控制，而夾緊、放松動作的轉(zhuǎn)換是由時間來控制的。 機械手所有的動作均有液壓驅(qū)動，它的上升和下降、伸出和縮回動作均由雙線圈雙位電磁閥控制。例如，當下降電磁通電時，機械手下降；下降電磁閥斷電時，機械手停止下降；只有當上升電磁閥通電時，機械手才上升。機械手的夾緊和放松用一個單線圈雙位電磁閥來控制，線圈通電時夾緊，線圈斷電后放松。 二、確定輸入輸出點位并選擇 PC 型號。 輸入信號 位置檢測信號：下 限、上限、左限、右限、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)（手腕、手臂回轉(zhuǎn)）。 自動工作需起動按鈕、停止按鈕和復(fù)位按鈕。 手動操作時，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 個按鈕，自動化時，尚需起動按鈕，停止按鈕和復(fù)位按鈕，也占了 3 個按鈕。 輸出信號 PC 的輸出信號用來控制機械手的下降、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 個電磁閥線圈。需 5 個輸出點，機械手都是從原點開始工作，需要有 1 個原點指示燈，也要 1 個輸出點，至少需要 8 個輸出信號工業(yè)機械手設(shè)計 44 點。 由于給定的機械手純屬開關(guān)量控制， 功能上沒有提出特殊要求，因此任何型號的小型 PC 均可滿足要求，根據(jù)所需的 I/O 總點數(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，輸出 14 點，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 手動程序 新疆工業(yè)高等?？茖W(xué)校機械工程系 45 手動操作不需要按工作順序動作，所以可按普通繼電器程序來設(shè)計，手動操作梯形圖如圖所示。手動按鈕 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)各個動作。為了保證系統(tǒng)安全運行，設(shè)置了一些必要連鎖。由于夾緊、放松動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 。 自動化過程 步進指令的執(zhí)行過程：當進入某一狀態(tài)（例 S601）， S601 的 STL 觸點接通，工業(yè)機械手設(shè)計 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)，同時自動化 S601 復(fù)位斷開。 根據(jù)工藝過程畫出自動化操作流程圖： 根據(jù)狀態(tài)流程圖用步進指令設(shè)計 的梯形圖，如下所示： 新疆工業(yè)高等?？茖W(xué)校機械工程系 47 工業(yè)機械手設(shè)計 48 若機械手停在原點，下限位開關(guān) X404，右限位開關(guān) X405，左轉(zhuǎn)限位 X403閉合， Y437 輸出使原點指示燈亮。按起動按鈕， X400 閉合， S600 置位，開始第一工步，進入“左移”狀態(tài)， Y430 輸出，機械手左移。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，并自動將 S600 復(fù)位。 Y431 輸出，執(zhí)行夾緊動作， T450 同時開始記時，經(jīng) 3S 延時保證夾緊后， T450 發(fā)動轉(zhuǎn)移信號，使 S602 置位，轉(zhuǎn)入第三步，進入“上升 ”狀態(tài)，并自動將 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，機械手回到原點，完成一個循環(huán)的動作。 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?？茖W(xué)校機械工程系 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)機械手設(shè)計 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)校機械工程系 51 第六章 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計 電氣控制電磁鐵的動作順序表 工業(yè)機械手設(shè)計 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 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)校機械工程系 53 工業(yè)機械手由總電源開關(guān) QS 引入，有熔斷器作短路保護，主電路接觸器KM 控制，接有熱繼電器 FR1 作過載保護。 控制電路 1)主電機控制電路 主電機 M 由接觸器 KM 控制，在接觸點電源開關(guān) QS 后，按下啟動按鈕 SB2，按接觸器 KM 線圈通電并自鎖， KM 接觸點接通，使主電動機啟動，帶動泵供油，當按下停止按鈕 SB1 時，切斷了 KM 的線圈電源， M 電機停轉(zhuǎn)。 2)動作控制電路 液壓缸的伸縮，機械手的夾緊、松開是順序進行的，控制手臂伸縮時， KM 線圈得電，液壓泵供給手臂伸縮缸壓力油，推動缸外伸，手臂外伸， SQ SQ2 實行限位保護，手臂伸 SQ1 與手臂縮 SQ2 實行互鎖，相同原理，電磁閥線圈得電，手臂縮回。 手臂伸縮到位，觸點 KA1 閉合，時間繼電器和電磁閥同時通電，時間繼電器延時 2 秒，確定工件夾緊，加緊完畢，進行液壓馬達擺動，擺動到極限位置（由限位開關(guān)控制），此時，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， YV1 得電，同時 KA1 是閉合。 （ 3） 工業(yè)機械手電氣元件表 工業(yè)機械手電氣元件表 符號 名稱及用途 M KM KT FR1~FR3 QS YU1~YU10 SQ1~SQ6 SB SB2 FU1~FU2 HL 主電動機 接觸器，主電機用 時間繼電器 熱繼電器 點電源開關(guān) 電磁閥 行程及極限開關(guān) 主電機起停按鈕 熔斷器 原位指示燈 工業(yè)機械手設(shè)計 54 后敘 本次為期八周的畢業(yè)設(shè)計 — 工業(yè)機械手設(shè)計基本完成，首先非常感謝我 的設(shè)計輔導(dǎo)老師 — 薛風(fēng)老師幫助，感謝系領(lǐng)導(dǎo)對我畢業(yè)設(shè)計的支持，同時也感謝同組成員的共同努力和相互鼓勵。工業(yè)機械手設(shè)計的順利完成，我是站在巨人的肩上，翻閱了不少資料，但是由于個人知識面有限，設(shè)計之中難免缺少錯誤與漏洞，望老師和同學(xué)指正，不甚感激。 本次畢業(yè)設(shè)計經(jīng)歷了非常漫長的過程，從兩個月前開始擬定題目，以及查看資料。在設(shè)計中遇到不少困難，開始設(shè)計液壓缸的時候出現(xiàn)了非常嚴重的理論問題，造成整個設(shè)計的無法進行，所以又從新開始，因為設(shè)計本來就是一個失敗了再來，再失敗，再繼續(xù)的循壞過程。 畢業(yè)設(shè)計之前，感覺設(shè) 計是多么的困難，而無從下手，感覺設(shè)計就不是自己可以完成的事情，設(shè)計是那么的神秘，并且我的題目還是當代代表先進科學(xué)技術(shù)的工業(yè)機械手。然而，以我對科學(xué)技術(shù)的追求，對工業(yè)機械手設(shè)計濃厚的興趣，對任務(wù)的責任心，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。 通過本次畢業(yè)設(shè)計，加深了我對三年專業(yè)知識的鞏固和完善。工業(yè)機械手的設(shè)計，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)的知識是有限的，本次設(shè)計再次加深了我對機械方面，液壓方面，電氣控制方面，程序控制等方面的認識和研究。通過翻閱資料， 也完善了自己的知識，拓寬了自身的知識面。 設(shè)計期間所學(xué)的專業(yè)知識，我認為是非常有用的，某些知識可以直接聯(lián)系到實際工作中去。 新疆工業(yè)高等?？茖W(xué)校機械工程系 55 本次畢業(yè)設(shè)計結(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富，因為通過本次設(shè)計我也學(xué)領(lǐng)悟到了許多道理，而這些道理通過課本知識和課堂教學(xué)的學(xué)習(xí)是不能實現(xiàn)的，只有自己親身感受，親自體會，才能真正理解。 首先，要有團結(jié)協(xié)作的精神。本次設(shè)計，我們兩個人一個小組，兩個人要各盡所能，分工合作，就想在實際工作中一樣，不處理好這一點，很難實現(xiàn)一次成功的合作，更不能圓滿完成自己的任務(wù)。合 作精神在以后社會工作中將長期并且全面的存在，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任心，要全力以赴，要把自己要做的事情真正當成個人的事情來做，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，任何時候一定要對自己有信心。有許多人是這樣的，看到別人取得成果，感覺自己就是鞭長莫及，認為自己是無法做到的，就是對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會。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，這樣根本就沒有了成功的機會。 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)揚這種精神，把自己所學(xué)知識與實際工作緊密集合起來，真正做到理論和實踐想統(tǒng)一。其次，通過本次設(shè)計，我認識到自己知識的缺乏，所以在以后