【正文】 最后在要感謝的就是我的同學(xué)、朋友，對(duì)于他們我更是有千言萬語，還是匯聚一句話感謝你們伴隨著我。所以在這份大學(xué)的最后答卷里我要感謝的很多人，首先要感謝我的學(xué)校，感謝在這三年中交給我的做人道理，讓我從一個(gè)懵懂得中學(xué)生變成一個(gè)成熟的青年。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我學(xué)到了好多的知識(shí)，增長(zhǎng)了見識(shí)，也是在走出校門之前很好的鍛煉機(jī)會(huì)，使我受益匪淺，對(duì)以后的工作更有信心。從尊敬的導(dǎo)師身上，我不僅學(xué)到了扎實(shí)、寬廣的專業(yè)知識(shí)，也學(xué)到了做人的道理。 在此更要感謝我的導(dǎo)師和指導(dǎo)老師尹老師，在我遇到問題時(shí)，你們能耐心，細(xì)致的一次次給我解決，在你們的細(xì)心指導(dǎo)和關(guān)懷，使我能夠順利的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的全部?jī)?nèi)容，在我的設(shè)計(jì)工作中無不傾注著老師們辛勤的汗水和心血。此外，還得出一個(gè)結(jié)論：知識(shí)必須通過應(yīng)用才能實(shí)現(xiàn)其價(jià)值！有些東西以為學(xué)會(huì)了，但真正到用的時(shí)候才發(fā)現(xiàn)是兩回事，所以我認(rèn)為只有到真正會(huì)用的時(shí)候才是真的學(xué)會(huì)了。 隨著設(shè)計(jì)的進(jìn)行，我的體會(huì)也就多了，總之，不管學(xué)會(huì)的還是學(xué)不會(huì)的的確覺得困難比較多，真是萬事開頭難，不知道如何入手。 在沒有做畢業(yè)設(shè)計(jì)以前覺得畢業(yè)設(shè)計(jì)只是對(duì)這幾年來所學(xué)知識(shí)的單純總結(jié)，但是通過這次做畢業(yè)設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn)自己的看法有點(diǎn)太片面。雖然每學(xué)期都安排了課程設(shè)計(jì)或者實(shí)習(xí)，但是沒有一次像這樣的課程設(shè)計(jì)能與此次相比，設(shè)計(jì)限定了時(shí)間長(zhǎng)，而且是單獨(dú)一人一組一個(gè)課題，任務(wù)繁多、細(xì)致、要求更加嚴(yán)格、設(shè)計(jì)要求的獨(dú)立性更加高。不過在設(shè)計(jì)過程中培養(yǎng)了我的綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)課程及其他課程理論知識(shí)來解決實(shí)際問題的能力，真正做到了學(xué)以致用。通過幾周的努力，機(jī)械手的草圖繪制完成了，之后開始了說明書的書寫，工作圖的繪制。一點(diǎn)點(diǎn)的步入正題，根據(jù)在設(shè)計(jì)中老師的輔導(dǎo)和自己的努力，我們對(duì) PLC﹑機(jī)械手和機(jī)械手的動(dòng)作控制等，進(jìn)行了方案的設(shè)計(jì)和最后對(duì)方案的確定，確定了方案我們又通過計(jì)算和查閱資料，對(duì)各部分的元件進(jìn)行了選擇。由于理論知識(shí)的不足，再加上平時(shí)沒有什么設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，一開始的時(shí)候有些手忙腳亂，不知從何入手。31 / 36結(jié)束語通過這幾周在校的畢業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)，感覺到十分重要，經(jīng)過這次設(shè)計(jì)使我知道了平時(shí)學(xué)習(xí)的重要性和各門學(xué)科之間的相互的聯(lián)系，更進(jìn)一步地掌握了過去所學(xué)習(xí)的知識(shí)。 由于夾緊、放松動(dòng)作選用單線圈雙位電磁閥控制，因此在梯形圖中用“置位” 、 “復(fù)位”指令來控制，該指令具有保持功能，并且也設(shè)置了機(jī)械聯(lián)鎖。為了保持系統(tǒng)的安全運(yùn)行，設(shè)置了一些必要的聯(lián)鎖保護(hù)，其中在左右移動(dòng)的控制環(huán)節(jié)中加入了 作上限連鎖。手動(dòng)控制的梯形圖子程序 0 見 所示。圖 輸出顯示梯形圖程序29 / 36 手動(dòng)控制程序的梯形圖及說明圖 手動(dòng)控制的梯形圖主程序圖 手動(dòng)控制的梯形圖（子程序 0）手動(dòng)控制程序。機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)主要包括上升、下降、左行、右行、夾緊、放松，在控制程序中 、 分別控制左、右下降， 控制夾緊， 控制放松，、 分別控制左、右上升，、 分別控制左、右運(yùn)行， 原位顯示。自動(dòng)操作的梯形圖程序如圖 所示。 28 / 36自動(dòng)操作程序中包含了單周或連續(xù)運(yùn)動(dòng),程序執(zhí)行單周或連續(xù)取決于工作方式選擇開關(guān)。9）上升至上限位，上限位開關(guān)受壓， 閉合，移位寄存器右移一位，置“1” （其余為 0） ， 置“1” ，機(jī)構(gòu)左行。7）下降至下限位,下限位開關(guān)受壓，移位寄存器又右移一位，使 置“1”（其余為 0） ， 復(fù)位，機(jī)構(gòu)放松，放下搬運(yùn)零件同時(shí)接通 T38 定時(shí)器，定時(shí)器開始計(jì)時(shí)。5）上升至上限位，上限位開關(guān)受壓， 接通，寄存器在右移一位， 置“1”（其余為 0） ， 接通，機(jī)構(gòu)右行。 4）經(jīng)過延時(shí)（與設(shè)定 K 值有關(guān)） ，T37 觸點(diǎn)接通，移位寄存器又右移一位，使 置“1” （其余為 0） ， 接通，機(jī)構(gòu)上升。 2）按下啟動(dòng)按鈕， 接通，產(chǎn)生移位信號(hào)，使移位寄存器右移一位，置“1” （同時(shí) 恢復(fù)為 0） ， 得電， 輸出下降信號(hào)。為保證運(yùn)行的可靠性，在執(zhí)行夾緊和放松動(dòng)作時(shí)，分別用定時(shí)器 T37 和定時(shí)器T38 作為轉(zhuǎn)換的條件，并采用具有保持功能的繼電器()為夾緊電磁閥線圈供電。圖中矩形方框表示其自動(dòng)工作循環(huán)過程中的一個(gè)“工步” ，方框中用文字表示該步的編號(hào)。由于自動(dòng)操作的動(dòng)作較復(fù)雜，不容易直接設(shè)計(jì)出梯形圖，因此可以先畫出自動(dòng)操作流程圖，用以表明動(dòng)作的順序和轉(zhuǎn)換的條件，然后根據(jù)所采用的控制方法，設(shè)計(jì)梯形圖就比較方便了。表 PLC I／O 地址分配表25 / 36外部設(shè)備 I/O 功能描述 外部設(shè)備 I/O 功能描述SB1 啟動(dòng) SB4 上升SQ2 下限 SB5 左移SQ1 上限 SB6 右移SQ4 右限 SB7 加緊SQ3 左限 SB8 放松SP 無工件檢測(cè) SB9 復(fù)位SB2 停止 YV2 下降SA 手動(dòng) YV5 加緊SA 單步 YV1 上升SA 單周 YV4 右移SA 連續(xù) YV3 左移SB3 下降 HL 原位顯示 PLC 選型及 I／O 接線圖根據(jù)控制要求，PLC 控制系統(tǒng)選用西門子公司 S7200 系列 CPU214 和 EM221，其 I／O 端子接線圖如圖 所示。當(dāng)按下停止按鈕時(shí)，機(jī)械手保持當(dāng)前狀態(tài)。單周期工作方式：按下啟動(dòng)按鈕，從原點(diǎn)開始，機(jī)械手按工序自動(dòng)完成一個(gè)周期的動(dòng)作后，24 / 36停在原位。 此種工作方式可使機(jī)械手置原位。為滿足生產(chǎn)要求，機(jī)械手設(shè)置手動(dòng)工作方式和自動(dòng)工作方式，而自動(dòng)工作方式又分為單步、單周和連續(xù)工作方式。工作臺(tái) A、B 上工件的傳送不用 PLC 控制；機(jī)械手要求按一定的順序動(dòng)作，其流程圖如圖 所示。若上一次搬到右工作臺(tái)上的工件尚未移走，則機(jī)械手應(yīng)自動(dòng)暫停等待。機(jī)械手的上升、下降、左移、右移的動(dòng)作轉(zhuǎn)換靠限位開關(guān)來控制，而夾緊、放松動(dòng)作的轉(zhuǎn)換是由時(shí)間繼電器來控制的。另外，還安裝了光電開關(guān) SP，負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)工作臺(tái) B 上的工件是否已移走，從而產(chǎn)生無工件信號(hào)，為下一個(gè)工件的下放做好準(zhǔn)備。機(jī)械手的夾緊／放松采用單線圈二位電磁閥推動(dòng)液壓缸完成，線圈通電時(shí)執(zhí)行夾緊工作，斷電時(shí)執(zhí)行放松動(dòng)作。當(dāng)某個(gè)電磁閥線圈通電，就一直保持當(dāng)前的機(jī)械動(dòng)作，直到相反動(dòng)作的線圈通電為止。21 / 36第 3 章 機(jī)械手的設(shè)計(jì)方案 結(jié)構(gòu)示意圖圖 機(jī)械手結(jié)構(gòu)示意圖如圖 所示機(jī)械手的所有動(dòng)作均采用電液控制、液壓驅(qū)動(dòng)。因此，在自動(dòng)化機(jī)床的綜合加工自動(dòng)線上，目前幾乎都裝有機(jī)械手，以減少人力和更準(zhǔn)確的控制生產(chǎn)地節(jié)拍，便于有節(jié)奏的進(jìn)行工作生產(chǎn)。在一些簡(jiǎn)單、重復(fù)，特別是較笨重的操作中，以機(jī)械手代替人手進(jìn)行工作，可以避免由于操作疲勞或疏忽而造成的人身事故。在機(jī)械工業(yè)中，應(yīng)用機(jī)械手的意義可言概括如下：應(yīng)用機(jī)械手，有利于實(shí)現(xiàn)材料的傳送、工件的裝卸、刀具的更換以及機(jī)器的裝配等的自動(dòng)化程度，從而可以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本。在機(jī)械工業(yè)中，鑄、鍛、焊、鉚、20 / 36沖壓、熱處理、機(jī)械加工、裝配、檢驗(yàn)、噴漆、電鍍等工種都有應(yīng)用的實(shí)例。 機(jī)械手設(shè)計(jì)的要求及意義 機(jī)械手的設(shè)計(jì)要求本課題設(shè)計(jì)的機(jī)械手主要是模擬工業(yè)送料機(jī)械手為例，主要實(shí)現(xiàn)以下幾個(gè)功能:機(jī)械手下降→夾緊→上升→右移→下降→放松→上升→左移八個(gè)動(dòng)作，這個(gè)主要是采用雙線圈三位電磁閥推動(dòng)液壓缸完成；機(jī)械手手指的夾緊與松開，主要用單線圈二位電磁閥推動(dòng)液壓缸完成，線圈通電時(shí)執(zhí)行夾緊工作，斷電時(shí)執(zhí)行放松動(dòng)作；機(jī)械手的上升、下降、左移、右移、的動(dòng)作轉(zhuǎn)換靠限位開關(guān)來控制，而夾緊、放松動(dòng)作的轉(zhuǎn)換是由時(shí)間繼電器來控制；機(jī)械手的手動(dòng)與自動(dòng)運(yùn)行的轉(zhuǎn)換，由開關(guān)的斷開與閉合來決定。（2）在裝配作業(yè)中應(yīng)用廣范，在電子行業(yè)中它可以用來裝配印制電路板，在機(jī)械行業(yè)中它可以用來組裝零部件。在我國(guó)，近幾年來也有較快的發(fā)展，并取得一定的效果，受到機(jī)械工業(yè)和鐵路工業(yè)部門的重視。工業(yè)機(jī)械手是提高生產(chǎn)過程自動(dòng)化、改善勞動(dòng)條件、提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率的有效手段之一。同時(shí)，現(xiàn)代生產(chǎn)中，存在著各種各樣的生產(chǎn)環(huán)境，如高溫、放射性、有毒氣體、有害氣體場(chǎng)合以及水下作業(yè)等，這些惡劣的生產(chǎn)環(huán)境不利于人19 / 36工進(jìn)行操作。 機(jī)械手的工程應(yīng)用在現(xiàn)代工業(yè)中，生產(chǎn)過程的機(jī)械化、自動(dòng)化已成為突出的主題。國(guó)內(nèi)方面：目前在一些機(jī)種方面，如噴涂機(jī)械手、弧焊機(jī)械手、點(diǎn)焊機(jī)械手、搬運(yùn)機(jī)械手、裝配機(jī)械手、特種機(jī)械手（水下、爬壁、管道、遙控等機(jī)械手）基本掌握了機(jī)械手操作機(jī)的設(shè)計(jì)制造技術(shù)，解決了控制驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和配置，軟件的設(shè)計(jì)和編制等關(guān)鍵技術(shù)，還掌握了自動(dòng)化噴漆線、弧焊自動(dòng)線及其周邊配套設(shè)備的全套自動(dòng)通信、協(xié)調(diào)控制技術(shù)；在基礎(chǔ)元件方面，諧波減速器、機(jī)械手焊接電源、焊縫自動(dòng)跟蹤裝置也有了突破。國(guó)外方面：近幾年國(guó)外工業(yè)機(jī)械手領(lǐng)域有如下幾個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。目前，機(jī)械手技術(shù)有了新的發(fā)展：出現(xiàn)了仿人型機(jī)械手、微型機(jī)械手和微操作系統(tǒng)（如細(xì)小工業(yè)管道機(jī)械手移動(dòng)探測(cè)系統(tǒng)、微型飛行器等） 、機(jī)械手化機(jī)器、智能機(jī)械手（不僅可以進(jìn)行事先設(shè)定的動(dòng)作，還可按照工作狀況相應(yīng)地進(jìn)行動(dòng)作，如回避障礙物的移動(dòng)，作業(yè)順序的規(guī)劃，有效的動(dòng)態(tài)學(xué)習(xí)等） 。18 / 36本設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)采用小型可編程控制器實(shí)現(xiàn)，具有編程簡(jiǎn)單、修改容易、可靠性高等?？刂葡到y(tǒng)可以根據(jù)動(dòng)作的要求，設(shè)計(jì)采用數(shù)字順序控制，它首先要編制程序加以儲(chǔ)存，然后再根據(jù)規(guī)定的程序，控制機(jī)械手工作。機(jī)械手控制的要素包括工作順序、到達(dá)位置、動(dòng)作時(shí)間、運(yùn)動(dòng)速度和加減速度等。本設(shè)計(jì)采用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)手臂運(yùn)動(dòng)，直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)手爪和機(jī)械手的底盤旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。電氣驅(qū)動(dòng)時(shí)，直線運(yùn)動(dòng)可以采用電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)絲杠、螺母機(jī)構(gòu)。一般采用 4～6 個(gè)大氣壓，個(gè)別達(dá)到 8～10 個(gè)大氣壓。液壓驅(qū)動(dòng)主要是通過液壓缸、閥、油箱等實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)主要有四種：液壓驅(qū)動(dòng)、氣壓驅(qū)動(dòng)、電氣驅(qū)動(dòng)和機(jī)械驅(qū)動(dòng)。總之，機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)離不開直線移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)二種，因此它采用的執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要是直線液壓缸、擺動(dòng)液壓缸、電液脈沖馬