【正文】 停止；→ PLC開始輸出高速脈沖，驅(qū)動機械手逆時針轉(zhuǎn)動，當轉(zhuǎn)過90度到位后，PLC停止輸出脈沖，機械手停止轉(zhuǎn)動；→ 接著下降電磁閥通電，機械手下降，下降到位后，碰到下限行程開關(guān)，下降電磁閥斷電，下降停止，機械手到達卡盤中心高度；→ 機械手開始水平定位后縮，將工件裝入機床卡盤；→ 當工件裝入到位后，卡盤收緊；→ 機械手松開手爪，準備離開；→ 接著上升電磁閥通電，機械手開始上升，上升到位后，碰到上限位開關(guān)，上升電磁閥斷電，上升停止；→ PLC啟動高速脈沖驅(qū)動機械手作順時針轉(zhuǎn)動，當轉(zhuǎn)過90度到位后，PLC停止輸出脈沖，機械手停止轉(zhuǎn)動，機械手回到原點待命；→ 機床進行加工。當數(shù)控機床加工完一個工件時，發(fā)送下料命令給機械手，機械手接到命令后，PLC馬上輸出脈沖驅(qū)動機械手逆時針轉(zhuǎn)動，當轉(zhuǎn)過90度到位后，PLC停止輸出脈沖，機械手停止轉(zhuǎn)動；→ 下降電磁閥通電，同時手爪柱塞缸電磁閥也通電，機械手下降且張開手爪，下降到位后碰到下限行程開關(guān)，下降電磁閥斷電，下降停止且手爪夾緊，夾緊已加工好的工件；→機床卡盤松開；→ 機械手開始前伸，將工件從機床上取出，準備運走；→ 上升電磁閥通電，機械手開始上升，上升到位后，碰到上限位開關(guān)，上升電磁閥斷電，上升停止；→ PLC輸出高速脈沖，驅(qū)動機械手順時針轉(zhuǎn)動，當轉(zhuǎn)過90度到位后，PLC停止輸出脈沖，機械手停止轉(zhuǎn)動；→ 下降電磁閥通電，機械手下降，下降到位后碰到下限行程開關(guān)，下降電磁閥斷電，下降停止；→ 接著手爪柱塞缸電磁閥通電，手爪張開，放下工件準備離開；→ 接著上升電磁閥通電，機械手開始上升，上升到位后，碰到上限位開關(guān)，上升電磁閥斷電，上升停止同時手爪也閉合復(fù)原；→ 接著機械手水平手臂開始后縮，準備回原點，當后縮到位時，后縮停止，機械手回到原點，一個上下料過程結(jié)束；→ 機械手在原點等待命令，準備下一個工作循環(huán)。機械手的每次循環(huán)都從原點位置開始動作。機械手控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計上考慮到機械手工作的穩(wěn)定性、可靠性以及各種控制元件連接的靈活性和方便性，控制器應(yīng)選擇有極高可靠性、專門面向惡劣的工業(yè)環(huán)境設(shè)計開發(fā)的工業(yè)控制器PLC，故選擇在國內(nèi)應(yīng)用較多的西門子S7200型PLC。具體型號為SIMATIC S7200 CPU224。該PLC集成14，輸入/10，輸出共24個數(shù)字量I/O點，可連接7個擴展模塊，最大擴展至168路數(shù)字量I/O點或35路模擬量I/O點，具有16K字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲空間。6個獨立的30kHz 高速計數(shù)器，2路獨立的20KHz高速脈沖輸出，具有PID控制器。1個RS485通訊/編程口，具有PPI通訊協(xié)議、MPI通訊協(xié)議和自由方式通訊能力。I/O端子排可很容易地整體拆卸。是具有較強控制能力的控制器。由于機械手作業(yè)時，取、放工件和裝、卸工件都有較高的定位精度要求，所以在機械手控制中，除了要對垂直手臂、執(zhí)行手爪液壓缸和腰部步進驅(qū)動進行開環(huán)控制外，還要對水平手臂進行閉環(huán)伺服控制。為了減少PLC的I/O點數(shù)，以伺服放大器作為閉環(huán)的比較點。伺服放大器具有傳感器反饋輸入端，給定的輸入信號和反饋信號進行比較后形成的控制信號經(jīng)過PID調(diào)節(jié)和功率放大后，驅(qū)動電液伺服閥對液壓缸進行伺服定位。PLC將上位機輸入的給定信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，輸出至伺服放大器，由伺服放大器作為閉環(huán)比較點，組成模擬控制系統(tǒng)，如圖44所示：這種方案使得PLC控制量少（尤其是模擬量），節(jié)省了系統(tǒng)資源，而且編程簡單，不必過多考慮控制算法等優(yōu)點，也是完全能滿足工作要求的。 PLC外部接線設(shè)計為實現(xiàn)水平手臂液壓缸伺服定位的控制要求，利用西門子SIMATIC S7200 （CPU224）PLC，考慮到位移傳感器和伺服放大器工作采用的都為模擬量，因此增加一個模擬量輸出模塊EM232。鑒于伺服放大器和位移傳感器對輸入的要求，PLC的模擬量采用10V~ +10V輸入輸出，各輸入輸出點及其接線如圖45所示。PLC的具體硬件接線圖如下圖所示（詳細的硬件設(shè)計見圖紙） I/O地址分配詳細參見表442：機械手控制主程序流程圖如圖46所示：結(jié) 論本設(shè)計通過對機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)大學(xué)本科四年所學(xué)知識進行整合，完成一個特定功能、滿足特殊要求的數(shù)控機床上下料機械手的設(shè)計，比較好地體現(xiàn)機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)畢業(yè)生的理論研究水平、實踐動手能力以及專業(yè)精神和態(tài)度，具有較強的針對性和明確的實施目標，實現(xiàn)了理論和實踐的有機結(jié)合。機械手采用可編程序控制器控制,可以實行手動調(diào)整、手動及自動控制。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠，設(shè)計周期短且造價較低。PLC有較高的靈活性，當機械手工藝流程改變時，只要對I/O點的接線稍作修改，或?qū)/O重新分配，在控制程序中作簡單修改，補充擴展即可。經(jīng)過重新編制相應(yīng)的控制程序，就能夠比較容易的推廣到其他類似的加工情況。綜上，經(jīng)過資料的收集、方案的選擇比較和論證，到分析計算，再到工程圖紙的繪制以及畢業(yè)設(shè)計論文的撰寫等各個環(huán)節(jié)，我對大學(xué)四本科階段的知識有了一個整體的深層次的理解，同時對工程的理解更加深刻和準確。因此，通過畢業(yè)設(shè)計實現(xiàn)了預(yù)期目標。致 謝經(jīng)過一段時間的努力，本次畢業(yè)設(shè)計終于完成。在這段時間里，我運用大學(xué)所學(xué)知識，通過對本設(shè)計的論證、計算以及圖紙的繪制，對大學(xué)所學(xué)知識進行了一次系統(tǒng)的整合，使自己的理論和實際動手能力有了很大提高。此次畢業(yè)設(shè)計能夠順利完成，我得到了很多老師和同學(xué)的幫助和支持，在此向他們表示感謝。在此畢業(yè)設(shè)計過程中，尤其要感謝我的指導(dǎo)老師，他給我很多專業(yè)方面的幫助，讓我少走很多彎路。還有在大學(xué)里所有的任課老師和圖書館的管理老師，也謝謝你們，是你們給我知識，謝謝！此外，由于個人知識能力水平有限，論文中難免有紕漏錯誤指出，懇請各位老師批評指正，謝謝！參考文獻1．付永領(lǐng), 王巖, 裴忠才. 基于CAN總線液壓噴漆機器人控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn). 機床與液壓. 2003, (6): 90~922．劉劍雄, 韓建華. 物流自動化搬運機械手機電系統(tǒng)研究. 機床與液壓. 2003, (1): 126~1283．徐軼, 楊征瑞, 朱敏華, 溫齊全. PLC在電液比例與伺服控制系統(tǒng)中的應(yīng)用. 機床與液壓. 2003, (5): 143~1444．胡學(xué)林. 可編程控制器(基礎(chǔ)篇). 北京: 電子工業(yè)出版社, 2003.5．胡學(xué)林. 可編程控制器(實訓(xùn)篇). 北京: 電子工業(yè)出版社, 2004.6．孫兵, 趙斌, 施永康. 基于PLC的機械手混合驅(qū)動控制. 液壓與氣動. 2005, (3): 37~397．孫兵, 趙斌, 施永康. 物料搬運機械手的研制. 機電一體化. 2005, (2): 43~458．王田苗, 丑武勝. 機電控制基礎(chǔ)理論及應(yīng)用. 北京: 清華大學(xué)出版社, 2003.9．陳鐵鳴, 王連明, 王黎欽. 機械設(shè)計(修訂版). 哈爾濱: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社, 2003.10．李建勇. 機電一體化技術(shù). 北京: 科學(xué)出版社, 2004.11．王孫安, 杜海峰, 任華. 機械電子工程. 北京: 科學(xué)出版社,2003.12．張啟玲, 何玉安. PLC在氣動控制稱量包裝裝置中的應(yīng)用. 液壓與氣動. 2005, (1): 31~3313．趙文. 數(shù)字控制技術(shù)在龍門刨床電控系統(tǒng)中的應(yīng)用. 電氣傳動. 2005. 35 卷(3): 55~5714．徐灝等. 機械設(shè)計手冊. 第5卷. 北京: 機械工業(yè)出版社, 2000.52 / 52