【導(dǎo)讀】工業(yè)機(jī)械手是近幾十年發(fā)展起來的一種高科技自動(dòng)生產(chǎn)設(shè)備。工業(yè)機(jī)械手也是工。業(yè)機(jī)器人的一個(gè)重要分支。他的特點(diǎn)是可以通過編程來完成各種預(yù)期的作業(yè)，在構(gòu)造。和性能上兼有人和機(jī)器各自的優(yōu)點(diǎn)，尤其體現(xiàn)在人的智能和適應(yīng)性。確性和環(huán)境中完成作業(yè)的能力，在國民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域有著廣泛的發(fā)展空間。搬運(yùn)物體以完成在不同環(huán)境中的工作。機(jī)械手的結(jié)構(gòu)形式開始比較簡單，專用性較強(qiáng)。隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，制成了能夠。由于通用機(jī)械手能很快的改變工作程序，適應(yīng)性較強(qiáng)，所以它在不斷變換生產(chǎn)品。種的中小批量生產(chǎn)中獲得廣泛的引用。

　　

【正文】 （ 3） 硬件 PLC 連接圖 通過機(jī)械手的輸入和輸出地址分配得出如下硬件連接圖： 江 蘇 技 術(shù) 師 范 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 第 16 頁 共 24 頁 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 機(jī)械手工作原理及過程：機(jī)械 手的初始位置停在原點(diǎn)，按下啟動(dòng)按鈕后，機(jī)械手將完成一系 列動(dòng)作：從原點(diǎn)開始，按下啟動(dòng)按鈕 SB1 時(shí)，下降電磁閥 通電，機(jī)械手下降。下降到底時(shí)，碰到下限位開關(guān) SQ2，下降電磁閥 斷電，機(jī)械手下降停止；同時(shí)接通夾緊電磁閥 ，機(jī)械手夾緊。夾緊后，上升電磁閥 通電，機(jī)械手上升。上升到頂時(shí)，碰到上限位開關(guān) SQ1，上升電磁閥 斷電，上升停止；同時(shí)接通右移電磁閥 ，機(jī)械手右移。右移到位時(shí)，碰到右限位開關(guān) SQ4，右移電磁閥 斷電，機(jī)械手右移停止。若此時(shí)工作臺(tái)上無工件，則光電開關(guān) PS0 接通，下降電磁閥 通電，機(jī)械手下降。于是又開始下降 — 放松 — 再上升 — 左移，回到原點(diǎn)。至此機(jī)械手經(jīng)過 8 步動(dòng)作完成了一個(gè)周期 [13][14]。 上訴過程中，機(jī)械手的下降、上升、右移、左移等動(dòng)作的轉(zhuǎn)換，是由相應(yīng)的限位開關(guān)來控制的，而夾緊、放松動(dòng)作的轉(zhuǎn)換是由時(shí)間來控制的。 光電開關(guān)的作用是為了保證機(jī)械手右移到位后，必須在右工作臺(tái)上無工件時(shí)才能下降，若上次搬運(yùn)到右工作臺(tái)上的工件尚未移走，機(jī)械手應(yīng)自動(dòng)暫停等待。 當(dāng)按下啟動(dòng)按鈕，機(jī)械手從原點(diǎn)開始，按工序自動(dòng)反復(fù)連續(xù)共組，直到按下停止按鈕，機(jī)械手在完成最后一個(gè)周期的工作后，返回原點(diǎn)自動(dòng)停機(jī)。 根據(jù)機(jī)械手的工作過程現(xiàn)將機(jī)械手 流程圖設(shè)計(jì)如下圖所示： 江 蘇 技 術(shù) 師 范 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 第 17 頁 共 24 頁 通過機(jī)械手工作的流程圖得到相應(yīng)的軟件程序如下所示： 江 蘇 技 術(shù) 師 范 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 第 18 頁 共 24 頁 江 蘇 技 術(shù) 師 范 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 第 19 頁 共 24 頁 江 蘇 技 術(shù) 師 范 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 第 20 頁 共 24 頁 江 蘇 技 術(shù) 師 范 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 第 21 頁 共 24 頁 PLC 程序的調(diào)試 由于 PLC是專門為工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境設(shè)計(jì)的控制裝置，因此一般不需要采取什么特殊措施，就可以直接在工業(yè)環(huán)境中使用。但環(huán)境過于惡劣、電磁干擾特別強(qiáng)烈，或安裝使用不當(dāng)，都將不能保證 PLC 正常、安全、可靠的運(yùn)行。因此，討論 PLC 設(shè)計(jì)調(diào)試就具有十分重要的意義。 PLC 控制的安裝與布線 輸入接線 （ 1）輸入接線一般不要超過 30m。但如果環(huán)境干擾較小，電壓降不大時(shí)，輸入接線可適當(dāng)長些。 江 蘇 技 術(shù) 師 范 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 第 22 頁 共 24 頁 （ 2）輸入、輸出線不能用同一根電纜，輸入、輸出線要分開。 （ 3）利用普通二極管恰當(dāng)?shù)拇釉?PLC 輸入回路中，防止信號(hào)干擾，使 PLC 輸入信號(hào)大大增強(qiáng)。 電源接線 電源是 PLC 引入干擾的主要途徑之一， PLC 應(yīng)盡可能取用電壓波動(dòng)較小、波形畸變較小的電源，這對(duì)提高 PLC 的可靠性有很大幫助。 PLC 的供電線路應(yīng)與其他大功率用電設(shè)備或強(qiáng)干擾設(shè)備（如高頻爐、弧焊機(jī)等）分開。為了提高整個(gè)系統(tǒng)的抗干擾能力，可編程序控制器供電回路一般可采用隔離變壓器、交流穩(wěn)壓器、晶體管開關(guān)電源等。我們正是用了隔離變壓器和交流穩(wěn)壓器來抗干擾。隔離變壓器是初級(jí)和次級(jí)之間采用隔離屏蔽層，用漆包線或同等非導(dǎo)磁 材料組成，電器回路上不允許短路，兩極各引出一個(gè)接地抽頭。初級(jí)與次級(jí)之間的靜電屏蔽要聯(lián)結(jié)到零點(diǎn)位，接地抽頭配電容耦合最后引出到接地點(diǎn)。在選用交流穩(wěn)壓器時(shí)，一般可按照實(shí)際最大需求容量的 130%計(jì)算。這樣可以保證穩(wěn)壓特性又有助于穩(wěn)壓器工作可靠 [16]。 PLC 供電電源為 50Hz、 220V?10%的交流電。由于本設(shè)計(jì)使用的是 FX1N系列可編程控制器，所以有直流 24V 輸出接線端。該接線端可為輸入及傳感器（如光電開關(guān)或接近開關(guān)）提供直流 24V 電源。 接地 正確選擇接地點(diǎn)，完善接地系統(tǒng)接地的目的通常有兩個(gè)，其一為了安 全，其二是為了抑制干擾。完善的接地系統(tǒng)是 PLC 控制系統(tǒng)抗電磁干擾的重要措施之一。系統(tǒng)接地方式有：浮地方式、直接接地方式和電容接地三種方式。對(duì) PLC 控制系統(tǒng)而言，它屬高速低電平控制裝置，應(yīng)采用直接接地方式。良好的接地是保證 PLC 可靠工作的重要條件，可以避免偶然發(fā)生的電壓沖擊危害。所以我們給可編程控制器接上了專用接地線。 第四章 結(jié) 論 在本次課題設(shè)計(jì)中，機(jī)械手模型控制系統(tǒng)采用 PLC 進(jìn)行控制，大大提高了該系統(tǒng)的自動(dòng)化程度，減少了大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器 和硬件接線，提高了控制系統(tǒng)的可靠性。同時(shí)，使用 PLC 進(jìn)行控制可方便更改生產(chǎn)流程，增強(qiáng)控制功能。通過本次設(shè)計(jì)，可以根據(jù)工件的變化及運(yùn)動(dòng)流程的要求隨時(shí)更改相關(guān)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械手控制系統(tǒng)的不同工作需求，機(jī)械手控制系統(tǒng)具有了很大的靈活性和可操作性。 本文中介紹的機(jī)械手模型控制系統(tǒng)對(duì)于教學(xué)有很好的輔助作用。機(jī)械手控制技術(shù)是一項(xiàng)綜合型的技術(shù)，機(jī)械手控制系統(tǒng)又是一個(gè)復(fù)雜的隨機(jī)系統(tǒng)，本次設(shè)計(jì)的機(jī)械手模型控制系統(tǒng)與真正的機(jī)械手控制系統(tǒng)之間還有很大的差距。通過本次的設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn)自己對(duì) PLC 的編程還有很多的不足，但是對(duì)機(jī)械手的東一流程 有了一定程度的了解，由于沒有硬件條件，只能進(jìn)行軟件仿真，能夠?qū)嵭邢鄳?yīng)的功能。不過一些功能沒有能應(yīng)用到監(jiān)控系統(tǒng)中。另外，本文中的機(jī)械手模型控制系統(tǒng)比較簡單，還需要不斷改進(jìn)和加強(qiáng)。 江 蘇 技 術(shù) 師 范 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 第 23 頁 共 24 頁 參考文獻(xiàn) [1] 王承義． 機(jī)械手及其應(yīng)用 ．北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1981， 1225 [2] 陳懇，楊向東，劉莉，楊東超． 機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用 ．北京：清華大學(xué)出版社， 20xx， 2735 [3] 彭商賢、趙臣、張啟先．試論國內(nèi)外機(jī)器人機(jī)械學(xué)的發(fā)展趨向 [J]，機(jī)器人， 1991， 13 (3)： 4853 [4] 王承義． 機(jī)械手及其應(yīng)用 ．北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1981， 825 [5] Saeed B. Niku, Introduction to Robotics: Analysis, Systems, Application. USA: Pearson Education,20xx,16~42 [6] 郭洪紅．工業(yè)機(jī)器人技術(shù)．西安：西安電子科技大學(xué)出版社， 20xx 年， 2028 [7] 廖常初．可編程序控制器應(yīng)用技術(shù) (第四版 )．重慶：重慶大學(xué)出版社， 20xx， 114 [8] 吳建強(qiáng)．可編程控制器原理及其應(yīng)用．哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社， 1998， 1260 [9] 林小峰．可編程序控制器及應(yīng)用．北京：高等教 育出版社， 1991， 1726 [10]David G. Johnson. “ Programmable Controllers for Factory Automation” . Marcel Decker, Inc. New York and Basel, 1987,10~23 [11]王永華．現(xiàn)代電氣及可編程序控制器技術(shù)．北京：航空航天大學(xué)出版社， 20xx， 3245 [12]MITSUBISHI PROGRAMMABLE CONTROLLER MELSEC F1 SERIES Programming Manuol. Mitsubishi Electric ,12~18 [13]張鳳珊．電器控制及可編程序控制器．北京：中國輕工業(yè)出版社． 1999， 6279