【正文】 機(jī)加工生產(chǎn)，貨物調(diào)運(yùn)等場合。附圖：搬運(yùn)機(jī)械手結(jié)構(gòu)圖搬運(yùn)機(jī)械手控制梯形圖搬運(yùn)機(jī)械手動(dòng)作流程圖搬運(yùn)機(jī)械手控制接線圖結(jié)圖3—11搬運(yùn)機(jī)械手自動(dòng)工作流程圖用狀態(tài)器代替自動(dòng)工作流程圖的各工步，可得到3—12所示的功能表圖： 圖3—12 搬運(yùn)機(jī)械手自動(dòng)工作功能表圖根據(jù)圖3—12所示的自動(dòng)工作功能表圖，可設(shè)計(jì)出自動(dòng)操作時(shí)的梯形圖如圖3—13所示。自下限位置時(shí)，X404接通，轉(zhuǎn)換為“夾持”過程；夾持電磁閥Y434復(fù)位，至加緊限位X406接通，轉(zhuǎn)換為上升動(dòng)作；當(dāng)上限為開關(guān)SQ4閉合，X405接通，小車開始慢進(jìn)動(dòng)作。圖3—11表示了機(jī)械手自動(dòng)工作時(shí)執(zhí)行各工步的情況，表示了各工步的實(shí)現(xiàn)和轉(zhuǎn)換的條件。在“返回原位”狀態(tài)下，“夾緊”與“下降”動(dòng)作應(yīng)被停止，上限位未動(dòng)作時(shí)，應(yīng)進(jìn)行“上升”；上限位動(dòng)作時(shí)，“右行”動(dòng)作應(yīng)停止，并左行至左限| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 | 位位置。圖3—9手動(dòng)操作梯形圖設(shè)置有互鎖，只有在小車處于左限位（即X403閉合）或右限位（即X412閉合）時(shí)機(jī)械手的上升下降動(dòng)作才能進(jìn)行，只有當(dāng)機(jī)械手處于下限位（即X404接通）機(jī)械手的加緊放松動(dòng)作才可以手動(dòng)控制；為了安全，同一個(gè)電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)線圈不能同時(shí)接通，設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)了自鎖開關(guān)，防止線圈同時(shí)接通造成的短路。 手動(dòng)操作方式由于不需要任何復(fù)雜的順序控制，可以用常規(guī)繼電器順序方式來設(shè)計(jì)梯形圖。故狀態(tài)器轉(zhuǎn)換禁止梯形圖如圖3—8所示。在手動(dòng)方式解除之后，按下啟動(dòng)按鈕，則狀態(tài)轉(zhuǎn)換禁止解除，M574復(fù)位。但沒按下一次啟動(dòng)按鈕時(shí)，M574斷開一次，允許狀態(tài)器轉(zhuǎn)換一次。當(dāng)按下停止按鈕時(shí)，從現(xiàn)行工步重新開始工作，M574應(yīng)復(fù)位，即重新允許新轉(zhuǎn)換。激活特殊輔助繼電器M574并用步進(jìn)梯形指令控制狀態(tài)器轉(zhuǎn)換時(shí)，狀態(tài)器的轉(zhuǎn)換就被自動(dòng)禁止。當(dāng)M575和M100都接通時(shí)，從初始狀態(tài)器開始進(jìn)行轉(zhuǎn)換，故其梯形圖如圖3—8所示。在執(zhí)行“連續(xù)程序” 時(shí)，轉(zhuǎn)換啟動(dòng)繼電器M575一直保持到停機(jī)按鈕按下為止。圖3—7 狀態(tài)器初始化梯形圖2）. 狀態(tài)器轉(zhuǎn)換啟動(dòng)。處于中間工步的狀態(tài)器用手動(dòng)做復(fù)位操作，即在方式選擇開關(guān)位于“手動(dòng)操作”或“返回原位”時(shí)，中間狀態(tài)器同步復(fù)位。初始化狀態(tài)器S600在手動(dòng)方式下被置位、復(fù)位。故梯形圖的總體構(gòu)成如圖3—6所示。PLC I/O接線控制圖第四章 搬運(yùn)機(jī)械手的軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)機(jī)械手動(dòng)控制屬順序控制，故其手動(dòng)程序采用普通的PLC控制指令控制，自動(dòng)程序采用步進(jìn)梯形指令控制按照機(jī)械手控制和工藝流程的要求，在選擇“手動(dòng)方式”時(shí)應(yīng)執(zhí)行手動(dòng)程序；在選擇“回原位”時(shí)應(yīng)執(zhí)行回原| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 | 位程序；在選擇自動(dòng)程序時(shí)應(yīng)執(zhí)行自動(dòng)程序。 F140MR樣圖控制電路設(shè)計(jì)主要是PLC輸入、輸出接線的設(shè)計(jì)，其I/O分配如圖3—5所示。另外設(shè)有啟動(dòng)停止按鈕。手動(dòng)工作方式下，手動(dòng)動(dòng)作包括上升、下降、放松、快進(jìn)、慢進(jìn)、快退、慢退和復(fù)位，故設(shè)置六個(gè)動(dòng)作看官按鈕。根據(jù)控制和生產(chǎn)工藝的要求，控制操作包括手動(dòng)和自動(dòng)，手動(dòng)又包括手動(dòng)步進(jìn)、回原位操作，自動(dòng)控制包括單步、單周期、連續(xù)的操作。主電路由兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)，即慢速電機(jī)和快速電機(jī)，分別拖動(dòng)小車慢行和快行，其控制如下：慢速電動(dòng)機(jī)M1由接觸器KMKM2分別控制其正傳和反轉(zhuǎn)；快速電動(dòng)機(jī)M2由接觸器KM3和KM4分別控制其正傳和反轉(zhuǎn)。其中SQ1為工件是否到位的檢測開關(guān)；SQ2為小車原位檢測開關(guān)；SQSQ4分別為機(jī)械手下降上升是否到位檢測開關(guān)；SQSQ6分別為機(jī)械手夾緊放松檢測開關(guān)；SQSQ8分別為小車速度轉(zhuǎn)換開關(guān)；SQ9為小車運(yùn)動(dòng)停止開關(guān)。搬運(yùn)機(jī)械手硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括機(jī)械部分和電氣控制部分的設(shè)計(jì)。若自動(dòng)工作狀態(tài)解除，則硬件工作方式選擇開關(guān)放置于“手從操作”位置。單周期運(yùn)行：供首次檢驗(yàn)用，當(dāng)機(jī)械手在原點(diǎn)時(shí)按下啟動(dòng)按鈕，機(jī)械手自動(dòng)執(zhí)行一個(gè)周期后停止在原點(diǎn)位置連續(xù)運(yùn)行：正常使用，當(dāng)機(jī)械手在原點(diǎn)并按下啟動(dòng)按鈕時(shí)，機(jī)械手周而復(fù)始的執(zhí)行各工步動(dòng)作?；卦唬寒?dāng)由于斷電或其它原因?qū)е聶C(jī)械手運(yùn)行中途停止時(shí)，再次通電將操作方式選擇置于回原位位置，按下復(fù)位按鈕，機(jī)械手即可按最短路徑的原則返回到原點(diǎn)位置。手動(dòng)操作：供維修用，即用按鈕對機(jī)械手的每一步動(dòng)作單獨(dú)控制。為了便于生產(chǎn)加工、維修、調(diào)整設(shè)置的工作方式選擇開關(guān)。當(dāng)小車前進(jìn)時(shí)以慢—快—慢的形式進(jìn)行，返回時(shí)按慢—快—慢的形式后退。第二章 搬運(yùn)機(jī)械手總體設(shè)計(jì)方案本機(jī)械手用于生產(chǎn)線上工件的自動(dòng)搬運(yùn)，根據(jù)對機(jī)械手的工藝過程及控制要求分析，機(jī)械手的動(dòng)作過程如圖3—1所示： 圖2—1機(jī)械手的動(dòng)作周期如圖3—2所示由A、B兩個(gè)液壓缸完成工件的夾緊和提升的動(dòng)作，A缸通過一個(gè)單電兩位四通電磁換向閥控制工件的夾緊、放松，B缸通過一雙電兩位四通電磁閥控制機(jī)械手的升降；由小車實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的移動(dòng)。組合方便、功能強(qiáng)、應(yīng)用范圍廣。控制系統(tǒng)構(gòu)成簡單、通用性強(qiáng)。5）. 體積小、重量輕、功耗低PLC采用了半導(dǎo)體集成電路，外形尺寸很小，重量輕，同時(shí)功耗也很低。3）. 編程簡單、使用、維護(hù)方便4）. 組合方便、功能強(qiáng)、應(yīng)用范圍廣PLC既可用于開關(guān)量的控制又可用于模擬量的控制；既可用單片機(jī)控制，又可用于組成多級控制系統(tǒng)；既可控制簡單系統(tǒng)，又可控制復(fù)雜系統(tǒng)。3. PLC的特點(diǎn)1）. 可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)PLC能在惡劣的環(huán)境如電磁干擾、電源電壓波動(dòng)、機(jī)械振動(dòng)、溫度變化等中可靠地工作，PLC的平均無故障間隔時(shí)間高，日本三菱公司的F1系列PLC平均無故障時(shí)間間隔長達(dá)30萬h，這是一般微機(jī)所不能比擬的。4）. 用于工業(yè)機(jī)器人控制5）. 用于多層分布式控制系統(tǒng)高功能的PLC具有較強(qiáng)的通信聯(lián)通能力，可實(shí)現(xiàn)PLC與PLC之間、PLC與遠(yuǎn)程I/O之間、PLC與上位機(jī)之間的通信。2）. 用于模擬量控制PLC通過模擬量I/O模塊，可實(shí)現(xiàn)模擬量和數(shù)字量之間轉(zhuǎn)換，并對模擬量控制。用PLC取代繼電器控制和順序控制器控制。按PLC的控制類型，其應(yīng)用大致可分為以下幾個(gè)方面。但是控制裝置體積大、動(dòng)作速度較慢、耗電較多、功能少，特別是由于它靠硬件連線構(gòu)成系統(tǒng)，接線繁雜，當(dāng)生產(chǎn)工藝或控制對象改變時(shí)，原有的接線刻控制盤（柜）就必須隨之改變或更換，通用性和靈活性較差。在可編程序控制器問世以前，工業(yè)控制領(lǐng)域中是繼電器控制占主導(dǎo)地位。 PLC概況及在機(jī)械手中的應(yīng)用1. 可編程序控制器的應(yīng)用和發(fā)展概況可編程序控制器（programmable controller），現(xiàn)在一般簡稱為PLC（programmable logic controller），它是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、半導(dǎo)體集成技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、數(shù)字技術(shù)、通 信網(wǎng)絡(luò)技發(fā)展起來的一種通用的工業(yè)自動(dòng)控制裝置。到1995年，全世界約有50%的汽車由機(jī)械手裝配。手的抓力大小可通過裝在手指內(nèi)側(cè)的壓力敏感元件來控制，達(dá)到自動(dòng)調(diào)整握力的大小。觸覺功能即在機(jī)械手上安裝有觸覺反饋控制裝置。視覺功能即在機(jī)械手上安裝有電視照相機(jī)和光學(xué)測距儀（即距離傳感器）以及衛(wèi)星計(jì)算機(jī)。為此，國外機(jī)械手的發(fā)展趨勢是大力研制具有某些智能的機(jī)械手