【正文】 通過這次設(shè)計(jì)，提高了我分析和解決問題的能力，擴(kuò)寬和深化了學(xué)過的知識，掌握了設(shè)計(jì)的一般程序規(guī)范和方法，培養(yǎng)了我們正確使用機(jī)身材料、國家標(biāo)準(zhǔn)、圖冊等工具書的能力。機(jī)械自動(dòng)化作為工業(yè)發(fā)展的一個(gè)方向，它有著廣闊的市場，屬于實(shí)際需要去研制的一種項(xiàng)目。她嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵(lì)著我。如下圖所示（詳細(xì)見圖紙）步進(jìn)指令 總結(jié)經(jīng)過幾周的的忙碌和工作，本次畢業(yè)論文設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，作為一個(gè)?？粕漠厴I(yè)論文，由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有指導(dǎo)老師的督促指導(dǎo)，以及一起工作的同學(xué)們的支持，想要完成這個(gè)設(shè)計(jì)是難以想象的。 此PLC輸入點(diǎn)數(shù)和輸出點(diǎn)數(shù)均為32點(diǎn)，屬于基本模塊，繼電器輸出電路形式。圖 PLC接線圖PLC選型通過以上分析，看到此控制系統(tǒng)的輸入點(diǎn)數(shù)為22點(diǎn)，輸出點(diǎn)數(shù)為13點(diǎn)，在實(shí)際點(diǎn)數(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行20%的擴(kuò)充，以備后用。哪些信號是由可編程序控制器送到被控對象的，對用到的可編程序控制器內(nèi)部的計(jì)數(shù)器、定時(shí)器等也要進(jìn)行分配。 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)機(jī)械手工況分析待料（起始位置；手爪閉合；待夾料立放）→插定位銷→手臂前伸→手爪張開→手爪夾料→手臂上升→手臂縮回→手腕回轉(zhuǎn)180度→拔定位銷→手臂回轉(zhuǎn)95度→插定位銷→手臂前伸→手爪松料→手爪閉合→手臂下降→手腕反轉(zhuǎn)（復(fù)位）→拔定位銷→手臂復(fù)位→待料卸荷。此時(shí)將輸入信號從輸出狀態(tài)暫存器中取出，送到輸出鎖存電路，驅(qū)動(dòng)輸出繼電器線圈，控制被控設(shè)備進(jìn)行各種相應(yīng)的動(dòng)作。第四階段是輸出處理階段。當(dāng)輸入狀態(tài)信息全部進(jìn)入I/0狀態(tài)表后，CPU工作進(jìn)入到第三個(gè)階段。在同一掃描周期內(nèi)，各個(gè)輸入點(diǎn)的狀態(tài)在I/0狀態(tài)表中一直保持不變，不會(huì)受到各個(gè)輸入端子信號變化的影響，因此不能造成運(yùn)算結(jié)果混亂，保證了本周期內(nèi)用戶程序的正確執(zhí)行。第二階段是處理輸入信號階段。開機(jī)時(shí)， CPU首先使I/0狀態(tài)表清零，然后進(jìn)行自診斷。其中存放輸入狀態(tài)信息的存儲(chǔ)器叫輸入狀態(tài)暫存器?？删幊绦蚩刂破鞯妮斎攵俗硬皇侵苯优c主機(jī)相連，CPU對輸入輸出狀態(tài)的詢問是針對輸入輸出狀態(tài)暫存器而言的。具體的工作過程可分為4個(gè)階段。 可編程序控制器的工作過程可編程序控制器是通過執(zhí)行用戶程序來完成各種不同控制任務(wù)的?！　LC上電后周而復(fù)始地執(zhí)行上述工作過程，直至斷電停機(jī) 可編程序控制器的選擇及工作過程 可編程序控制器的選擇目前 ，國際上生產(chǎn)可編程序控制器的廠家很多，如日本三菱公司的F系列PC,德國西門子公司的SIMATIC N5系列PC、日本OMRON(立石)公司的C型、P型PC等。　　PLC有STOP和RUN兩種工作狀態(tài)，如果PLC處于STOP狀態(tài)，則不執(zhí)行用戶程序，將通過與編程器等設(shè)備交換信息，完成用戶程序的編輯、修改及調(diào)試任務(wù)；如果PLC處于RUN狀態(tài)，則將進(jìn)入掃描過程，執(zhí)行用戶程序。如果不是致命錯(cuò)誤則進(jìn)入PLC的停止（STOP）狀態(tài)；如果是現(xiàn)致命錯(cuò)誤時(shí)，則CPU被強(qiáng)制停止，等待錯(cuò)誤排除后才轉(zhuǎn)入STOP狀態(tài)。1）上電初始化 PLC上電后，首先對系統(tǒng)進(jìn)行初始化，包括硬件初始化，I/O模塊配置檢查、停電保持范圍設(shè)定及清除內(nèi)部繼電器、復(fù)位定時(shí)器等。PLC大都采用高質(zhì)量的工作穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng)的開關(guān)穩(wěn)壓電源，許多PLC電源還可向外部提供直流24V穩(wěn)壓電源，用于向輸入接口上的接入電氣元件供電，從而簡化外圍配置。目前PLC制造廠家大都開發(fā)了計(jì)算機(jī)輔助PLC編程支持軟件，當(dāng)個(gè)人計(jì)算機(jī)安裝了PLC編程支持軟件后，可用作圖形編程器，進(jìn)行用戶程序的編輯、修改，并通過個(gè)人計(jì)算機(jī)和PLC之間的通信接口實(shí)現(xiàn)用戶程序的雙向傳送、監(jiān)控PLC運(yùn)行狀態(tài)等。簡易編程器體積小，攜帶方便，但只能用語句形式進(jìn)行聯(lián)機(jī)編程，適合小型PLC的編程及現(xiàn)場調(diào)試。　4. 編程器　編程器作用是將用戶編寫的程序下載至PLC的用戶程序存儲(chǔ)器，并利用編程器檢查、修改和調(diào)試用戶程序，監(jiān)視用戶程序的執(zhí)行過程，顯示PLC狀態(tài)、內(nèi)部器件及系統(tǒng)的參數(shù)等?！?)其它接口若主機(jī)單元的I/O數(shù)量不夠用，可通過I/O擴(kuò)展接口電纜與I/O擴(kuò)展單元(不帶CPU)相接進(jìn)行擴(kuò)充。輸出接口電路一般由微電腦輸出接口電路和功率放大電路組成，與輸入接口電路類似，內(nèi)部電路與輸出接口電路之間采用光電耦合器進(jìn)行抗干擾電隔離。 直流輸入接口電路　2)輸出接口　輸出接口電路向被控對象的各種執(zhí)行元件輸出控制信號。由于輸入電信號與PLC內(nèi)部電路之間采用光信號耦合，所以兩者在電氣上完全隔離，使輸入接口具有抗干擾能力。交流輸入與交直流輸入接口電路與直流輸入接口電路類似。當(dāng)輸入端的按鈕SB接通時(shí)，光耦合器T導(dǎo)通，直流輸入信號被轉(zhuǎn)換成PLC能處理的5V標(biāo)準(zhǔn)信號電平(簡稱TTL)，同時(shí)LED輸入指示燈亮，表示信號接通?！?)輸入接口　輸入接口用于接收和采集兩種類型的輸入信號，一類是由按鈕、轉(zhuǎn)換開關(guān)、行程開關(guān)、繼電器觸頭等開關(guān)量輸入信號；另一類是由電位器、測速發(fā)電機(jī)和各種變換器提供的連續(xù)變化的模擬量輸入信號。現(xiàn)場控制或檢測元件輸入給PLC各種控制信號，如限位開關(guān)、操作按鈕、選擇開關(guān)以及其他一些傳感器輸出的開關(guān)量或模擬量等，通過輸入接口電路將這些信號轉(zhuǎn)換成CPU能夠接收和處理的信號。PLC的輸入接口有直流輸入、交流輸入、交直流輸入等類型；輸出接口有晶體管輸出、晶閘管輸出和繼電器輸出等類型。RAM是一種高密度、低功耗的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，可用鋰電池作為備用電源，一旦斷電就可通過鋰電池供電，保持RAM中的內(nèi)容。通過修改與調(diào)試后的程序稱為用戶執(zhí)行程序，由于不需要再作修改與調(diào)試，所以用戶執(zhí)行程序就被固化到EPROM內(nèi)長期使用。EPEROM為可電擦除只讀存儲(chǔ)器，須用紫外線照射芯片上的透鏡窗口才能擦除已寫入內(nèi)容，可電擦除可編程只讀存儲(chǔ)器還有E2PROM、FLASH等。系統(tǒng)程序?qū)儆谛栝L期保存的重要數(shù)據(jù)，所以其存儲(chǔ)器采用ROM或EPROM。1)系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器　PLC系統(tǒng)程序決定了PLC的基本功能，該部分程序由PLC制造廠家編寫并固化在系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器中，主要有系統(tǒng)管理程序、用戶指令解釋程序和功能程序與系統(tǒng)程序調(diào)用等部分。小型PLC的CPU采用8位或16位微處理器或單片機(jī)，如803M68000等，這類芯片價(jià)格很低；中型PLC的CPU采用16位或32位微處理器或單片機(jī)，如80896系列單片機(jī)等，這類芯片主要特點(diǎn)是集成度高、運(yùn)算速度快且可靠性高；而大型PLC則需采用高速位片式微處理器。1. 中央處理器中央處理器(CPU)由控制器、運(yùn)算器和寄存器組成并集成在一個(gè)芯片內(nèi)。包括中央處理器(CPU)、存儲(chǔ)器、輸入/輸出接口(縮寫為I/O，包括輸入接口、輸出接口、外部設(shè)備接口、擴(kuò)展接口等)、外部設(shè)備編程器及電源模塊組成，見圖1。因此。 PLC的簡介早期的可編程控制器是為取代繼電控制系統(tǒng)而設(shè)計(jì)的，用于開關(guān)量控制，運(yùn)行邏輯運(yùn)算，故稱之為可編程邏輯控制器。為防止大臂安裝后出現(xiàn)偏心，在安裝現(xiàn)場調(diào)衡重。這兩個(gè)液壓缸直徑和行程不是很大，不再專門設(shè)置排氣裝置，安裝時(shí)一次將氣排空。缸的活塞桿也選45號鋼。實(shí)心的用35或45號鋼，要求高的可用40Gr鋼?；钊麠U導(dǎo)向套也可另外壓入，采用鑄鐵、黃銅、青銅、或尼龍。 缸蓋及活塞桿導(dǎo)向套缸蓋采用35號鋼或45號鋼鍛件，或ZG3ZG45及HT250、HT300、HT350等鑄鐵材料。 活塞活塞材料常用耐磨鑄鐵、鋁合金或鋼外面覆蓋一層青銅、黃銅和尼龍等耐磨套。不與其它零件焊接的缸筒，常用45號鋼調(diào)質(zhì)，調(diào)制處理的目的是保證強(qiáng)度高、加工性好，一般調(diào)質(zhì)到HB241～HB285。其中，20號鋼用的較少，因?yàn)槠漭^軟，機(jī)械強(qiáng)度也低，加工粗糙度不宜保證。（3）缸蓋固定螺栓的校核ds式中F——液壓缸負(fù)載；K——螺紋擰緊系數(shù)，k＝～；Z——固定螺栓個(gè)數(shù)；——螺栓材料的許用應(yīng)力；[]＝s/(～),s為材料屈服點(diǎn) s＝225 MPa ds＝＝故聯(lián)接螺栓符合要求。(3)液壓缸行程的制定升降液壓缸的行程在總體方案中根據(jù)工藝要求已給出，這里為600mm.（1）剛筒壁厚在中低壓液壓系統(tǒng)中，剛筒壁厚往往由結(jié)構(gòu)工藝要求決定，一般不要校核。a/g＝98014/＝4200N η——液壓缸的機(jī)械效率，取η＝ ＝(2940+4200)/＝ D＝ 其中，φ——活塞桿直徑d與D的比值，即φ＝d/D,這里取φ＝。 工作載荷的計(jì)算 油缸提升的工作載荷為F,則F＝K(G+Fa)/η 其中K——安全系數(shù)，取K＝ G——運(yùn)動(dòng)部件所受的重力，若取m＝300kg，則G＝mg＝300＝2940N Fa——慣性載荷，F(xiàn)a＝G當(dāng)手臂上的回轉(zhuǎn)碰鐵碰行程開關(guān)時(shí)，4DT斷電（機(jī)械手停在原始位置上），并發(fā)出電訊號、步進(jìn)選線器跳步，使12DT和13DT通電（兩個(gè)油泵同時(shí)卸荷），機(jī)械手的動(dòng)作循環(huán)結(jié)束。當(dāng)手臂上的碰鐵碰行程開關(guān)，使6DT斷電，并發(fā)出電訊號和跳步，使3DT通電，則換向閥右邊接通油路，壓力油通過QI的單向閥進(jìn)入手腕回轉(zhuǎn)油缸一腔，使手腕回轉(zhuǎn)180度，手腕上的碰鐵碰行程開關(guān)，使10DT斷電，換向閥復(fù)位成“O”型滑閥機(jī)能狀態(tài)，同時(shí)亦使5DT斷電，定位油缸復(fù)位（拔銷）；壓力繼電器復(fù)位，發(fā)出電訊號，并經(jīng)步進(jìn)選線起跳步，使電磁鐵9DT通電，電磁換向閥右邊通路接通油路，壓力油經(jīng)QI的單向閥進(jìn)入手臂回轉(zhuǎn)油缸一腔，使手臂回轉(zhuǎn)95度。由于1100度的熱棒料使光電繼電器發(fā)出電信號，經(jīng)步進(jìn)選線器跳步，使機(jī)械手開始按程序動(dòng)作，此時(shí)卸荷停止（二位二通電磁閥和電磁鐵斷電）。先介紹其動(dòng)作循環(huán)如下：當(dāng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)雙聯(lián)葉片泵回轉(zhuǎn)，油液從油箱中通過網(wǎng)式濾油器，經(jīng)過葉片泵被送到工作油路中去，如果機(jī)械手還未起動(dòng)，則油液通過二為二通電磁閥（電磁鐵12DT和13DT有電）進(jìn)行卸荷。系統(tǒng)中的三個(gè)單向閥（兩個(gè)I25和一個(gè)I40），其中一個(gè)單向閥（I25）和單向閥（I40）是在油泵停止工作時(shí)，防止液壓系統(tǒng)的油液倒流而進(jìn)入空氣，否則影響再啟動(dòng)時(shí)油缸工作的平穩(wěn)性。在手臂回轉(zhuǎn)后，定位所用的定位油缸支路的壓力需比系統(tǒng)壓力低，為此在定位油缸支路前串有減壓閥（J10），使定位油缸獲得適應(yīng)壓力為1518公斤力/厘米，同時(shí)還給電液換向閥（34DY63B）的控制油路供油。當(dāng)活塞要上升時(shí)，壓力油液經(jīng)單向閥進(jìn)入升降油缸下腔，這樣采用單向順序閥克服機(jī)身（全部參與升降運(yùn)動(dòng)的部件）自重，防止了下滑，性能穩(wěn)定可靠。升降缸支路設(shè)置有單向順序閥（XI63B），可以調(diào)整順序閥的彈簧力，使之在活塞、活塞桿及其所支承的手臂等自重所引起的油液壓力作用下仍保持?jǐn)嗦贰Ｊ直鄣纳涤透准吧炜s油缸工作時(shí)，兩個(gè)油泵同時(shí)供油；手臂及手腕的回轉(zhuǎn)油缸和手爪松緊夾用的拉緊油缸及手臂回轉(zhuǎn)定位油缸工作時(shí)，只有小泵供油，大泵自動(dòng)卸荷。上述動(dòng)作均由電磁換向閥實(shí)現(xiàn)，用行程開關(guān)和時(shí)間繼電器、步進(jìn)選線器等電器控制電磁鐵線圈通斷電，使電磁鐵按程序動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)的自動(dòng)控制。由于液壓傳動(dòng)相對于機(jī)械傳動(dòng)有以上幾個(gè)突出的優(yōu)點(diǎn)，所以確定機(jī)械手的前伸后退、左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)、夾緊放松三部分動(dòng)作用液壓傳動(dòng)來實(shí)現(xiàn)。綜上所述，液壓傳動(dòng)由于其優(yōu)點(diǎn)比較突出，故在工、農(nóng)業(yè)各個(gè)部門獲得廣泛的應(yīng)用。（5）液壓元件加工要求高一般情況下又要求有獨(dú)立的能源（如液壓泵站），這些可能使產(chǎn)品成本提高。（4）液壓傳動(dòng)性能對溫度比較敏感，故不宜在高溫及低溫下工作。（2）震 液壓傳動(dòng)中的“液壓沖擊和空穴現(xiàn)象”會(huì)產(chǎn)生很大的震動(dòng)和噪聲。 液壓傳動(dòng)的主要缺點(diǎn)：（1）漏 由于作為傳動(dòng)介質(zhì)的液體是在一定的壓力下，有時(shí)是在較高的壓力下工作的，因此在有相對運(yùn)動(dòng)的表面間不可避免要產(chǎn)生泄漏。(6）液壓元件實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化、便于設(shè)計(jì)、制造和推廣使用。（4）可實(shí)現(xiàn)無間隙傳動(dòng)，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。另一方面，在體積或重量相近的情況下，其輸出功率大，能傳遞較大的扭矩或推力（如萬噸水壓力等）。（2）體積小，、重量輕、功率大。 液壓系統(tǒng)的優(yōu)、缺點(diǎn)液壓系統(tǒng)與機(jī)械、電力等傳動(dòng)相比。（4）輔助元件 輔助元件是指油箱、油管、管接頭、濾油器、壓力表、流量表等。液壓缸和液壓馬達(dá)即為執(zhí)