【正文】 始步循環(huán)運(yùn)算。用戶編制的控制程序表達(dá)了生產(chǎn)過程的工藝要求，并事先存入 PLC 的用戶程序存儲(chǔ)器中。 PLC 是由模仿原繼電器控制原理發(fā)展起來的，二十世紀(jì)七十年代的 PLC 只有開關(guān)量邏輯控制，首先應(yīng)用的是汽車制造行業(yè)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)、控制技術(shù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展和用戶需求的不斷提高， PLC 在開關(guān)量處理的基礎(chǔ)上增加了模擬量處理和運(yùn)動(dòng)控制等功能。” 自二十世紀(jì)六十年代 美國 推出可編程邏輯控制器（ Programmable Logic Controller， PLC）取代傳統(tǒng)繼電器控制裝置以來， PLC 得到了快速發(fā)展，在世界各地得到了廣泛應(yīng)用。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器 ,用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控 第 13 頁 共 25 頁 制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。 PLC 的選型與編程 PLC 的概述 PLC（ Programmable logic Controller） ,是指以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)裝置。在該自動(dòng)加工的工作中，由于信號(hào)不是高頻信號(hào)，因此可以選擇普通的中間繼電器進(jìn)行信號(hào)間的轉(zhuǎn)換。 表 22 LJ12A34Z/BX接近開關(guān)參數(shù) 規(guī)格型號(hào) LJ12A34Z/BX 外形尺寸 Φ1260mm 檢出方式 電感式 第 12 頁 共 25 頁 檢測距離 4mm 檢測物體 金屬（鐵） 工作電壓 DC636V 輸出形式 NPN 三線常開 工作環(huán)境 在 20℃ ～ +60℃ 溫度范圍內(nèi) 外接線圖 （ 4） 對(duì)于檢測體為金屬時(shí)，若檢測靈敏度要求不高時(shí)，可選用價(jià)格低廉的磁性接近開關(guān)或霍爾式接近開關(guān)。木材、紙張、塑料、玻璃和水等，應(yīng)選用電容型接近開關(guān)。對(duì)鋁、黃銅和不銹鋼類檢測體，其檢測靈敏度就低。當(dāng)有物體移近時(shí)，接近開關(guān)接收到的反射信號(hào)會(huì)產(chǎn)生多普勒頻移，由此可以識(shí)別出有無物體接近。聲納和雷達(dá)就是利用這個(gè)效應(yīng)的原理制成的。這種開關(guān)是將熱釋電器件安裝在開關(guān)的檢測面上，當(dāng)有與環(huán)境溫度不同的物體接近時(shí)，熱釋電器件的輸出便變化，由此便可檢測出有物體接近。當(dāng)有反光面（被檢測物體）接近時(shí)，光電器件接收到反射光后便在信號(hào)輸出，由此便可“感知”有物體接近。 第 11 頁 共 25 頁 （ 5） 光電式接近開關(guān) 利用光電效應(yīng)做成的開關(guān)叫光電開關(guān)。當(dāng)磁性物件移近霍爾開關(guān)時(shí)，開關(guān)檢測面上的霍爾元件因產(chǎn)生霍爾效應(yīng)而使開關(guān)內(nèi)部電路狀態(tài)發(fā)生變化，由此識(shí)別附近有磁性物體存在，進(jìn)而控制開關(guān)的通或斷。 （ 4） 霍爾接近開關(guān) 霍爾元件是一種磁敏元件。當(dāng)有物體移向接近開關(guān)時(shí)，不論它是否為導(dǎo)體，由于它的接近，總要使電容的介電常數(shù)發(fā)生變化，從而使電容量發(fā)生變化，使得和測量頭相連的電路狀態(tài)也隨之發(fā)生變化，由此便可控制開關(guān)的接通或斷開。 （ 3） 電容式接近開關(guān) 這種開關(guān)的測量通常是構(gòu)成電容器的一個(gè)極板，而另一個(gè)極板是開關(guān)的外殼。這個(gè)渦流 反作用到接近開關(guān)，使開關(guān)內(nèi)部電路參數(shù)發(fā)生變化，由此識(shí)別出有無導(dǎo)電物體移近，進(jìn)而控制開關(guān)的通或斷。 （ 2） 渦流式接近開關(guān) 這種開關(guān)有時(shí)也叫電感式接近開關(guān)。當(dāng)磁或者鐵質(zhì)觸發(fā)器靠近開關(guān)磁場時(shí)，和開關(guān)內(nèi)部磁力作用控制閉合。 第 10 頁 共 25 頁 這種響應(yīng)特性被稱為“響應(yīng)頻率”。 有時(shí)被檢測驗(yàn)物體是按一定的時(shí)間間隔，一個(gè)接一個(gè)地移向接近開關(guān)，又一個(gè)一個(gè)地離開，這樣不斷地重復(fù)。通常把這個(gè)距離叫“檢出距離”。利用位移傳感器對(duì)接近物體的敏感特性達(dá)到控制開關(guān)通或斷的目的，這就是接近開關(guān)。特點(diǎn)有工作可靠、壽命長、功耗低、復(fù)定位精度高、操作 頻率 高以及適應(yīng)惡 劣的工作環(huán)境等。這時(shí)，需要安裝兩個(gè)位置檢測傳感器，分別為門完全打開時(shí)檢測到位和門完全關(guān)緊時(shí)檢測到位。這時(shí)，需要安裝一個(gè)位置檢測傳感器。 （查閱《機(jī)床的維修說明與使用說明》可以找到相應(yīng)的控制信號(hào)） 輔助元器件的使用與選型 檢測元器件的使用 在整個(gè)自動(dòng)化生產(chǎn)過程中，需要使用到許許多多的檢測元器件來檢測機(jī)械動(dòng) 第 9 頁 共 25 頁 作的位置情況，然后再利用這些位置到位檢測來驅(qū)動(dòng)下一個(gè)動(dòng)作的開始，達(dá)到有序進(jìn)行的自動(dòng)過程。 機(jī)床信號(hào)的查詢 在了解完機(jī)器人的操作，控制機(jī)器人完成所需的動(dòng)作后，接下來要了解的數(shù)控機(jī)床的控制信號(hào)。 第 8 頁 共 25 頁 表 21 機(jī)器人動(dòng)作模式 模式 操作 示教模式 再現(xiàn)模式 遠(yuǎn)程模式 伺服準(zhǔn)備 示教編程器 示教編程器 外部輸入信號(hào) 啟動(dòng) 無效 示教編程器 外部輸入信號(hào) 循環(huán)變更 示教編程器 示教編程器 外部輸入信號(hào) 調(diào)用主程 序 示教編程器 示教編程器 外部輸入信號(hào) 在安川機(jī)器人的實(shí)際操作后，我們主要利用的是機(jī)器人的示教模式，通過我們?nèi)斯さ乜刂茩C(jī)器人各個(gè)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)，然后讓電腦自動(dòng)記錄各個(gè)關(guān)節(jié)實(shí)際運(yùn)動(dòng)到位的各軸位置參數(shù)，并以此存檔，供以后我們?cè)趯?shí)際應(yīng)用的時(shí)候調(diào)用。此時(shí)，示教編程器上的 [開始 ]按鈕無效。 c 遠(yuǎn)程模式 伺服電源投入、開始、調(diào)用程序、啟動(dòng)循環(huán)等相關(guān)操作需要通過外部輸入信號(hào)的指定、在遠(yuǎn)程模式下進(jìn)行。另外，進(jìn)行各種特性文件和各種參數(shù)的設(shè)定也要在 該模式下進(jìn)行。 第 7 頁 共 25 頁 圖 22 軸的示意動(dòng)作 動(dòng)作模式 NX100 控制柜有示教模式、再現(xiàn)模式、遠(yuǎn)程模式三種動(dòng)作模式。 機(jī)器人把工件送至卡盤處 ? 尾座頂緊工件 ? 卡盤收緊 ? 機(jī)器人退出 ? 尾座縮回（必要時(shí)可頂緊加工） ? 自動(dòng)關(guān)門 ? 加工 ? 自動(dòng)開門 ? 機(jī)器人將工件夾緊 ? 卡盤松開 ? 機(jī)器 人將工件移開掉頭 ? 重復(fù)以上步驟 ? 完成加工機(jī)器人將工件移走 圖 21 自動(dòng)加工的流程圖 機(jī)器人的操作與機(jī)床信號(hào)查詢 機(jī)器人的操作 通過按動(dòng)示教編程器上的每個(gè)軸操作鍵，使機(jī)器人的每個(gè)軸產(chǎn)生所需的作。第一步驅(qū)動(dòng)機(jī)器人把加工的毛坯件夾緊送至卡盤處、第四步機(jī)器人退出機(jī)床加工區(qū)域、第九步機(jī)器人夾緊機(jī)床上的半成品工件、第十一步機(jī)器人將工件掉頭再送回卡盤處和最后一步機(jī)器人將工件取走等這幾個(gè)步驟，應(yīng)用到的是現(xiàn)有機(jī)器人。我組的整個(gè)設(shè)計(jì)方案及實(shí)際加工與分析情況如下文所述。該過程中，負(fù)責(zé)人員還應(yīng)考慮到機(jī)床運(yùn)動(dòng)跟機(jī)械手運(yùn)動(dòng)的時(shí)間上的差異，以及各個(gè)運(yùn)動(dòng)之間的順序，避免動(dòng)作的順序不正確，致使生產(chǎn)事故的發(fā)生。 第四組別的工作內(nèi)容 第四組是在前三組的基礎(chǔ)上，了解整個(gè)自動(dòng)加工的流程，運(yùn)用 PLC 進(jìn)行編程，協(xié)調(diào)機(jī)床跟機(jī)械手之間的作業(yè)。所以在驅(qū)動(dòng)元器件的選擇時(shí)，要充分考慮到這個(gè)夾緊力。其中，手爪的設(shè)計(jì)，要考慮到工件的總長度的基礎(chǔ)上，可以裝夾的位置長度，以及進(jìn)行掉頭加工時(shí)，反向工件的裝夾位置長度的預(yù)留。所以需要對(duì)機(jī)械手的各個(gè)情況進(jìn)行分析，設(shè)計(jì)一部分執(zhí)行機(jī)構(gòu)，配合到機(jī)械手上，從而達(dá) 到一定的實(shí)際應(yīng)用功能。這就需要工作人員去對(duì)鋁材受力進(jìn)行分析，然后經(jīng)過計(jì)算得到最后尾座的頂緊力。因此，第二組的人員還需再找一組機(jī)床空閑的 M 指令，如上所訴，配合編程。在機(jī)械手裝夾工件到位后，讓機(jī)床的尾座 自動(dòng)伸出，頂住工件，然后再讓液壓卡盤夾緊。其次，由于機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)范圍限制，因此無法實(shí)現(xiàn)機(jī)械手夾取工件然后直接裝夾到機(jī)床上，這樣子定位難以控制工件的裝夾到位。故 在加工過程中，設(shè)計(jì)機(jī)床的保護(hù)門，實(shí)現(xiàn)在未加工時(shí)間段時(shí)，自動(dòng)處于開啟狀態(tài)，讓機(jī)械手進(jìn)入作業(yè)；在加工開始前，自動(dòng)處于關(guān)閉狀態(tài)，使機(jī)床處于完全封閉狀態(tài)，以保護(hù)旁邊加工人員。因?yàn)楣ぜ牟牧鲜卿X材，所以還要考慮到卡爪的夾緊力，避免在裝夾過程中夾傷或夾壞工件。第一組是負(fù)責(zé)對(duì)加工零件的毛坯選取及處理，選取過程中，負(fù)責(zé)人員應(yīng)充分考慮到機(jī)械手裝夾的位置預(yù)留，以及工件加工掉頭裝夾位置的大小，所以長度的尺寸要跟機(jī)械手輔助手爪設(shè)計(jì)相協(xié)調(diào)。各個(gè)組別分別負(fù)責(zé)該過程中的一部分內(nèi)容，并對(duì)該部分的機(jī)械手運(yùn)動(dòng)或加工內(nèi)容所需要的元器件進(jìn)行選購，部分零件自己設(shè)計(jì)加工?，F(xiàn)今機(jī)械手的發(fā)展更主要的是將機(jī)械手和柔性制造系統(tǒng)以及柔性制造單元相結(jié)合，從而根本改變目前機(jī)械制造系統(tǒng)的人工操作狀態(tài)。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，使其擁有一定的傳感能力，能反饋 外界條件的變化，做出相應(yīng)的變更。目前主要用于機(jī)床、模鍛壓力機(jī)的上下料，以及點(diǎn)焊、噴漆等作業(yè)中，它可按照事先制定的作業(yè)程序完成規(guī)定的操作，但是還不具備任何傳感反饋能力，不能應(yīng)付外界的變化。在應(yīng)用專業(yè)機(jī)械手的同時(shí)，相應(yīng)地發(fā)展通用機(jī)械手，有條件的還要研制示教機(jī)械手、計(jì)算機(jī)控制機(jī)械手和組合式機(jī)械手等。 機(jī)械手的發(fā)展趨勢 目前國內(nèi)工業(yè)機(jī)械手主要用于機(jī)床加工、鑄鍛、熱處理等方面，數(shù)量、品種、性能方面都不能滿足工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的需要。 3. 可以減少人力，便于有節(jié)奏地生產(chǎn) 應(yīng)用機(jī)械手代替人手進(jìn)行工作，這是直接減少人力的一個(gè)側(cè)面，同時(shí)由于應(yīng)用機(jī)械手可以連續(xù)地工作，這是減少人力的另一個(gè)側(cè)面。 2. 可以改善勞動(dòng)條件 在高溫、高壓、低溫、低壓、有灰塵、噪音、臭味、有放射性或有其它毒性污染以及工作空間狹窄等場合中，用人手直接操作是有危險(xiǎn)或根本不可能的。機(jī)械手可在空間抓放物體，動(dòng)作靈活多樣，適用于可變換生產(chǎn)品種的中 、小批量自動(dòng)化生產(chǎn)，廣泛應(yīng)用于柔性自動(dòng)線。但除切削加工本身外，還有大量的裝卸、搬運(yùn)、裝配等作業(yè)，有待進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)機(jī)械化。在機(jī)械工業(yè)中，加工、裝配等生產(chǎn)