【導讀】隨著工業(yè)自動化發(fā)展的需要，機械手在工業(yè)應用中越來越重要。手整體座標的形式。同時，本文給出了這臺機械手的主要性能規(guī)格參量。制，使控制程序簡單，系統維護方便。設計過程中，對機械手和液壓缸部分做了。詳細的設計計算。同時，對機械手的通用性主要是采用可更換式手部結構來實現，機械手總體結構能夠實現手臂的水平伸縮、垂直升降、旋轉和抓取等功能，這些動作都是可編程控制器控制，用液壓缸驅動機械手來完成的。文章中介紹了搬運機械手的設計理論與方法。全面詳盡的討論了搬運機械手。最后使用軟件對機械手PLC控制仿真。用于再現人手的的功能的技術裝置稱為機械手。學科――機械手工程。術、傳感器技術和計算機技術等科學領域，是一門跨學科綜合技術。工業(yè)機械手是近幾十年發(fā)展起來的一種高科技自動生產設備。是工業(yè)機器人的一個重要分支。他的特點是可以通過編程來完成各種預期的作。業(yè)，在構造和性能上兼有人和機器各自的優(yōu)點，尤其體現在人的智能和適應性。

　　

【正文】 構緊湊，它與被控制對象的硬件連接方式簡單、接線少，便于維護。 PLC 選擇及 I/O 分配 本設計采用西門子公司生產的 S― 200 系列 PLC，型號為 CPU226 ，本機 I/O為： 24 入 /16 出，類型為：繼電器，輸出電壓為ＤＣ：２４Ｖ，ＡＣ：２４Ｖ～ ２３０Ｖ，輸出電流為２Ａ。其中它有 TONR 和 TON， TOF 兩類定時器。在此說明下本設計要用到的 TON 無記憶定時器，按定時精度有 1ms,10ms,100ms 三個等級，其中 1ms 的定時器編號為 T32， T96； 10ms 的有 T33~T36,T97~T100。100ms的有 T37~T63,T101~T255。此外， 順便說明下面程序用到的移 位寄存器 SHRB，它在順序控制或步進控制中，都很方便。它有 3 個數據輸入端口： S_BIT 為組成移位寄存器的最低位： N 為移位寄存器的長度。移位寄存器的特點如下： N 要小于 64，具體由程序指定當 N 0 時，為正向移位，即從最低位向最高位移位；當 N 0 時，為反向移位，即從最高位向最低位移位。其數據類型為無字節(jié)型，字型，雙字型， DATA 為狀態(tài)輸入端， EN 為使能端。 具體 I/O 分配如下表所示： 表 81 I/O 分配表 輸入部分 輸出部分 功能 地址 說明 功能 地址 說明 啟動 啟動按鈕 SB1 接入 原位指示 接 指 示 燈 HL 上限位 信號 SQ1 接入 上升 接電磁閥 YV1 下限位 信號 SQ1 接入 下降 接電磁閥 YV2 伸限位 信號 SQ1 接入 伸長 接電磁閥 YV3 縮限位 信號 SQ1 接入 縮回 接電磁閥 YV4 停止 啟動按鈕 SB2 接入 手臂左旋轉 接電磁閥 YV5 手臂右旋轉 接電磁閥 YV6 手腕左旋轉 接電磁閥 YV7 手腕右旋轉 接電磁閥 YV8 手爪夾/松 接電磁閥 YV9 具體 S7― 200CUP226 的結構接線如下圖所示 圖 機械手 PLC 控制接線圖 具體機械手動作的執(zhí)行順序如下： 上升 伸長 夾緊 縮回 手腕左擺 手臂左擺 下降 松開工件 上升 手腕右擺 手臂右擺 下降 動作執(zhí)行的具體位置如圖 8― 2 所示： 圖 機械手動作分解圖 PLC 程序設計及仿真 根據圖 作如下程序流程圖： 圖 機械手程序流程圖 本程序設計是在西門子 STEP7Micro/WIN 編程軟件編寫的。它支持中文環(huán)境，具體設置方法如下：在 TOOLS中選擇 OPTIONS選項卡，選 GENERAL，在 LANGUAGE 選項中選擇 CHINERE 確認后退出再進即可。下面的程序在 STEP7 中編譯完全通過，無任何錯誤。 本程序是在仿真軟件 S7― 200 模擬器中模擬的， 以下為模擬圖： 圖 程序仿真圖 PLC 程序梯形圖如下： 網絡 1 // 下限位開關 ，縮限位 ~ 未得電時，使 得電 網絡 2 網絡 3 網絡 4 網絡 5 // 下限位及縮限位開關到位或按下停止按鈕且 未置位時，對 后的 12位復位 網絡 6 // 按下啟動按鈕， 置位，產生移位信號， 的 1態(tài)移至 ，當上升到位時，上限位開關 接通，產生移位信號，依此類推 網絡 7 // 置 1， 線圈接通，原位指示燈亮 網絡 8 // 的 1態(tài)移到 ， 線圈接通，同時啟動定時器 T37，延時2S 網絡 9 // 上升閥輸出繼電器 接通，執(zhí)行上升動作 網絡 10 // 伸長電磁閥接通，執(zhí)行伸長動作 網絡 11 // 縮回電磁閥接通，執(zhí)行縮回動作 網絡 12 // 手腕左擺電磁閥接通，執(zhí)行手腕左旋轉動作 ,同時啟動定時器 T38，延時2S 網絡 13 // 手臂左擺電磁閥接通，執(zhí)行手臂左旋轉動作，同時啟動定時器 T39，延時 2S 網絡 14 // 移位信號使 1態(tài)移至 ， 復位，同時啟動 T40，延時 2S 網絡 15 // 手臂右擺電磁閥接通，執(zhí)行手臂右旋轉動作， 同時啟動 T41，延時 2S 網絡 16 // 手臂右擺電磁閥接通，執(zhí)行手臂右旋轉動作， 同時啟動 T41，延時 2S 網絡 17 // 下降電磁閥接通，執(zhí)行下降動作 網絡 18 // 動合觸點閉 合，夾緊電磁閥接通，執(zhí)行夾緊動作 以上程序對應的 STL 程序如下： Network 1 LD A AN AN Network 2 LD AN AN AN Network 3 LD AN AN AN AN Network 4 LD AN AN AN AN Network 5 LD LD A O AN R , 12 Network 6 LD A LD A OLD LD A OLD LD A T37 OLD LD A OLD LD A T38 OLD LD A T39 OLD LD A OLD LD A T40 OLD LD A OLD LD A T41 OLD LD A T42 OLD LD A OLD SHRB , , +12 Network 7 LD Network 8 LD S , 1 TON T37, 20 Network 9 LD O Network 10 LD Network 11 LD Network 12 LD TON T38, 20 Network 13 LD TON T39, 20 Network 14 LD R , 1 TON T40, 20 Network 15 LD TON T41, 20 Network 16 LD TON T42, 20 Network 17 LD O Network 18 LD 結 論 本設計是在參考了大量相關資料的基礎上，對各種類型的機械手進行分析比較，制定出了合理的設計方案。在本設計中，我完成了總體方案的設計，傳動系統的設計，機械結構的設計及主要零部件的設計與計算，并進行了必要的校核計算。所設計的裝卸料機械手具有 5 個自由度（手臂的升降、伸縮、回 轉，手腕回轉，手爪夾持），采用圓柱坐標式。機械手總體結構能夠實現手臂的水平伸縮、垂直升降、回轉，手腕旋轉，手爪抓取等功能，基本滿足設計所要求的技術性能。通過本次畢業(yè)設計，把相關課程（機械原理、機械設計、液壓與氣壓傳動，控制工程等）中所獲得的理論知識運用到實際工程設計中來，使得這些知識得到鞏固和發(fā)展，并使理論知識和生產密切地結合起來。相信這對以后的生活和學習都將產生非常積極的影響。 謝 辭 在本論文的工作中，自始自終得到了 xx 電子科技大學機電工程學院 xxx 老師的精心指導和親切關懷。導師嚴謹的治學態(tài)度、嚴于 律己寬以待人的做人風范是作者終身學習的榜樣。另外導師們的課題組活躍的學術風氣、學術觀點與為人上的坦誠也深深的感染了我，使我獲得了太多的啟發(fā)，在此特表深深謝意！ 在課題研究的整個過程中， xxx 老師一直給予了悉心的指導與幫助。在她的指導下取得了很大的進步，同時他豐富的理論知識及實際工作經驗、對待學術問題的科學態(tài)度令我十分欽佩。在此表示由衷的感謝！ 在進行機械手機械結構設計過程當中，和我一起研究探討的舍友表示感謝。也對這四年來給予了我各方面極大支持及鼓勵機械學院老師表示感謝。最后向其他關心我支持我的老師、朋友、 同班同學一并表示感謝。 參考文獻 劉明保 ，呂春紅等 .機械手的組成機構及技術指標的確定 .河南高等?？茖W校學報 , 李超，氣動通用上下料機械手的研究與開發(fā) .陜西科技大學， 2021 陸祥生 ，出版社 , ：北京理工大學出版社 ,1992 史國生 .PLC 在機械手步進控制中的應用 .中國工控信息網 , 出版社 , 蔡自興 .機械人學的發(fā)展趨勢和發(fā)展戰(zhàn)略 .機械人技術 ,2021， 4 與密封 ,1999， 4 金茂青，曲忠萍，張桂華 .國外工業(yè)機械人發(fā)展的態(tài)勢分析 .機械 人技術與應用 ,2021， 2 王雄耀 .近代氣動機械人（機械手）的發(fā)展及應用 .液壓氣動與密封 ,1999，5 與機床， 2021. 張軍， 封志輝 .多工步搬運機械手的設計 .機械設計 ,： 21 濮良貴，紀名剛 .機械設計，第七版 .北京：高等教育出版社 , 王國強 . 虛擬樣機技術及其在 ADAM S 上的實踐 [M ]. 西安 : 西北工業(yè)大學出版社 , 2021. 王成，王效月 .虛擬樣機技術及 ， 2021， 6 李軍 .ADAMS 實例教程 .北京： 北京理工大學出版社 .2021 ClavelR .Delta,a fast robot wth parallel geometry. TheInt. Symposium on in dustrial robots ISIR ,Sydney,Australia,1988,91100. John ,Introduction to Robotics Mechanics and Control,Second Edition,AddisonWesley,Reading,MA,1989. Durstewitz,M 。Kiefner,B ,Virtual collaboration environment for aircraft design,Information Visualisation,2021. International Conference on， 1012 July 2021,Page s :502 507 附 錄 主要符號表 手指夾緊力 N D 彈簧中徑 彈簧內徑 彈簧外徑 C 彈簧旋繞比 n 彈簧有效圈數 M 轉動缸的回轉力矩 偏重力臂 mm 偏重力矩 t 螺釘間距 mm 螺釘承受的拉力 N 工作載荷 N 預緊力 N 轉動缸起動角 度 轉動缸轉動角速度 xx 電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報告用紙 xx 電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報告用紙 xx 電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報告用紙 桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報告用紙 xx 電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報告用紙 xx 電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報告用紙 第 1 頁 共 59 頁 啟動 下限位 回原位 , 置位， 置位，燈 HL