【正文】 確定的。本次傳感器選用NPN型。安全光幕也是光電傳感器的一種，一端發(fā)射信號，一端接收，其能夠呈幕布狀擋在沖壓臺前面。接近開關(guān)也有不同的感應(yīng)距離，接近傳感器的不同軸徑對應(yīng)不同的感應(yīng)距離，一般軸徑8mm的接近開關(guān)，30mm的感應(yīng)距離在110mm。在沖壓夾片時(shí)候，需要用接近傳感器檢測夾片的有無。光電傳感器有發(fā)射端和接收端，在沒有檢測到產(chǎn)品時(shí)候，接收端一直能夠接收到發(fā)射端的信號，當(dāng)有產(chǎn)品時(shí)，信號中斷，從而給PLC一個(gè)脈沖。本課題有四個(gè)氣缸動作，每個(gè)氣缸裝有始端和終端兩個(gè)磁性開光傳感器，工選用八個(gè)此傳感器。氣缸的活塞端有磁環(huán)，所以氣缸上的傳感器選用磁性開關(guān)傳感器。4基于PLC機(jī)械手控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) I\O點(diǎn)分配 電器元件的選擇 本課題在設(shè)計(jì)的過程中，如果要實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的正確動作，需要選擇適當(dāng)?shù)碾姎庠?，在正確的電氣元件相互配合下，完成系統(tǒng)動作。轉(zhuǎn)移動作和夾片沖在一個(gè)自動化過程中完成，能夠節(jié)省勞動力，增加工作效率。當(dāng)放下的時(shí)候，夾緊氣缸保持夾緊動作，處于馬達(dá)轉(zhuǎn)子上方的氣缸動作，推動沖壓器件，將套在產(chǎn)品一端的夾片壓緊，機(jī)械手就完成了本次動作，系統(tǒng)回到原來的位置，重復(fù)進(jìn)行下一次操作[9]。本次課題的設(shè)計(jì)，就是將電動器具生產(chǎn)線上馬達(dá)的轉(zhuǎn)移和沖壓夾片在一個(gè)動作流程中完成。電動器具在生產(chǎn)的過程中，電動馬達(dá)在繞線的過程中，有高溫環(huán)境和油漬環(huán)境等，人工操作危險(xiǎn)較高并且效率較低。本課題是選用對電動器具生產(chǎn)流水線中機(jī)械手的設(shè)計(jì)。 機(jī)械手控制系統(tǒng)研究和設(shè)計(jì)早已經(jīng)十分成熟，在不同的行業(yè)，機(jī)械手扮演的角色也各部相同。信息技術(shù)的發(fā)展需要控制系統(tǒng)更加智能化，而基于PLC的控制系統(tǒng)，就能夠滿足智能化的特點(diǎn)。 順應(yīng)社會的需求工業(yè)的發(fā)展,通訊技術(shù)的進(jìn)步，使得自動控制系統(tǒng)的變化更加明顯。機(jī)械手如何正確的完成動作，需要方方面的考慮，從基本的電氣元件選擇，到電氣元件的安裝位置，再到最終的設(shè)備調(diào)試，都需要實(shí)際的進(jìn)行。PLC編程語言較為簡單，學(xué)習(xí)容易，系統(tǒng)設(shè)計(jì)周期也相應(yīng)的變短。基于PLC的機(jī)械手控制系統(tǒng)，能夠通過PLC進(jìn)行開關(guān)量的控制，與傳統(tǒng)的開關(guān)控制相比，不需要實(shí)際的開關(guān)器件作為載體，但能夠?qū)崿F(xiàn)相同甚至更將強(qiáng)大的功能，極大的節(jié)約了控制系統(tǒng)的投入[7]。 成本更低 PLC是高度集成的控制器。 基于PLC機(jī)械手設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)機(jī)械手出現(xiàn)較早，應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，隨著信息技術(shù)和數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，PLC成為了當(dāng)代自動控制系統(tǒng)的主流。自動化就就是機(jī)械和控制系統(tǒng)的有效配合，而控制系統(tǒng)就是整個(gè)系統(tǒng)的指揮者。PLC控制系統(tǒng)較傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)功能更加強(qiáng)大，成本也更加低廉，同時(shí)實(shí)現(xiàn)的功能也更加復(fù)雜。作為信息時(shí)代，工業(yè)高度自動化必將成為社會發(fā)展的趨勢，而機(jī)械手作為自動化設(shè)備的代表，加強(qiáng)其研究，能夠極大的豐富對行業(yè)的認(rèn)知，設(shè)計(jì)和賦予機(jī)械手新的強(qiáng)大功能，極大的降低人們的勞動量，不僅能夠增加效率，同時(shí)也能對勞動者有較大的保護(hù)。PLC作為當(dāng)今自動化領(lǐng)域的寵兒，其價(jià)格較低，功能強(qiáng)大，眾多的模塊能夠滿足不同情況下的控制要求。機(jī)械手由動力系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和執(zhí)行器件構(gòu)成，其在動作過程中，控制系統(tǒng)就是通過得到和發(fā)出信號給動力系統(tǒng)，使動力系統(tǒng)有序的給執(zhí)行器件提供動力，執(zhí)行器件是最終完成動作的機(jī)構(gòu)。當(dāng)然機(jī)械手擁有動力只能使其運(yùn)動，要使得有規(guī)律的動作就需要傳感設(shè)備對動作和位置進(jìn)行識別。機(jī)械手的工作其實(shí)就使機(jī)械按照人們預(yù)設(shè)的步驟進(jìn)行運(yùn)動，一般的機(jī)械手以氣缸動作作為機(jī)械手各步動作的基礎(chǔ)，特殊功能的機(jī)械手也有用電缸、油缸、電機(jī)、伺服作為其動作的動力。如精密機(jī)械加工的過程中，機(jī)械手由早期扮演的“搬運(yùn)者”角色，逐步變?yōu)椤凹庸ふ摺苯巧?，由于信息傳輸更加精確，機(jī)械手完成的加工動作也變得更加精準(zhǔn)。早期的機(jī)械手主要完成抓取，移動等動作，但是由于工業(yè)過程變得更加復(fù)雜，所以這些基本的動作已經(jīng)無法滿足人們的需求，于是機(jī)械手的功能得到了很大的擴(kuò)展，如打磨機(jī)械手、切割機(jī)械手、繞線機(jī)械手等特殊功能的機(jī)械手逐漸產(chǎn)生[4]。機(jī)械手是工業(yè)中最早出現(xiàn)的自動化設(shè)備之一，因?yàn)樵趶?fù)雜的生產(chǎn)環(huán)境中，人工操作已經(jīng)無法直接進(jìn)行，最早的機(jī)械手設(shè)備可追溯到上世紀(jì)四十年代，在工業(yè)革命過程中，已經(jīng)有模仿手關(guān)節(jié)動作的機(jī)械產(chǎn)生，但是早期的機(jī)械手自動化程度很低，部分動作需要靠人力來完成。總之，PLC的選型應(yīng)該根據(jù)實(shí)際的情況，綜合分析比對，選擇最合適的PLC型號，這樣才能在控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中少不必要的麻煩。PLC的輸出有繼電器輸出、晶體管輸出和晶閘管輸出。在進(jìn)行PLC選型時(shí)候，應(yīng)該根據(jù)系統(tǒng)的電源實(shí)際情況，選取合適的電源類型的PLC，使其適合設(shè)計(jì)的要求。PLC有AC和DC兩種型號。同時(shí)在選擇的同時(shí)，應(yīng)注意輸入輸出都要預(yù)留總數(shù)10%左右數(shù)量的觸點(diǎn)作為預(yù)備點(diǎn)。第一，確定輸入輸出點(diǎn)的個(gè)數(shù)。 PLC的選型PLC型號眾多，在進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)和應(yīng)用的時(shí)候，如何準(zhǔn)確的選擇尤為重要。PLC有直流供電和交流供電的，但是最終都是將其轉(zhuǎn)化為直流的方式。但是當(dāng)輸出為晶閘管輸出時(shí)候，交流電源的正負(fù)對于輸出端沒有什么影響，則可以自由選擇。圖23 PLC漏形輸出和源形輸出接線漏形輸出時(shí)候，電流由外部流入端子，公共端接24V。但一般的情況下，繼電器輸出由于負(fù)載能力更強(qiáng)，所以實(shí)用的范圍更廣。輸出單元是給外部電路信號的端口，通常有繼電器輸出和晶體管輸出輸出方式，晶閘管輸出方式一般不是很常用。輸入單元是PLC接收外部信號的通道，不同的PLC有不同的輸入方式，源形和漏形輸入如圖22所示。 輸入輸出單元 輸入和輸出單元是連接外部短路的直接位置，其通過接收信號和發(fā)出信號從而控制外部電路。 PLC存儲器分為系統(tǒng)程序存儲區(qū)、系統(tǒng)RAM存儲區(qū)和用戶程序存儲區(qū)。 PLC的存儲器和電腦的存儲器功能一樣，都是用來存放相對應(yīng)的數(shù)據(jù)。CPU是逐步讀取編寫的程序，每一步都進(jìn)行掃描，當(dāng)前一步執(zhí)行完成，則通過存儲區(qū)的相應(yīng)信息，控制輸出端信號的產(chǎn)生。CPU能夠接收輸入單元的信號，并對信號進(jìn)行識別和處理，同時(shí)通過給輸出單元施加電信號，從而實(shí)現(xiàn)輸入輸出的協(xié)調(diào)配合。 PLC內(nèi)部結(jié)構(gòu)PLC的的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖21所示，組要由CPU、存儲器、輸入輸出接口、電源等組成。PLC的編程語言相較于其他編程語言更加簡單，從而使得系統(tǒng)設(shè)計(jì)周期較短，維護(hù)也更加方便。我國工業(yè)化相較于西方國家起步較晚，但是自改革開放以來，工業(yè)化進(jìn)程步伐十分迅速，工業(yè)自動化發(fā)展在短短幾十年走完其他國家百年走過的路程，基于PLC的控制系統(tǒng)成為了自動化領(lǐng)域的主流。隨著工業(yè)自動化，PLC控制系統(tǒng)逐步應(yīng)用于各行各業(yè)，其運(yùn)算速度快、體積小等特點(diǎn)愈發(fā)起到了不可替代的作用。PLC在逐步掃描的過程中，計(jì)數(shù)器會記錄相應(yīng)的步數(shù)，PLC完成一次掃描動作所需要的時(shí)間就是其掃描周期。PLC擁有著強(qiáng)大的邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)和計(jì)算等功能，其輸入和輸出都是采用數(shù)字量