【正文】 顏色后決定檢測開關(guān)是否動作，進(jìn)而決定物料放入位置。 （ 2）垂直手臂的下降 當(dāng)水平氣缸前伸碰到前限位開關(guān)，使 YV1 斷電，手臂伸出動作停止，繼而使三位四通換向閥 2 的 YV3 得電，閥芯動作，垂直手臂執(zhí)行下降動作。二位二通電磁閥實現(xiàn)吸盤的吸物和放物。 10 氣動回路的工作原理 物料分揀機(jī)械手的工作循環(huán)是：水平手臂的伸出 → 垂直手臂的下降 → 吸物→物料檢測→垂直 手臂的上升 → 擺動氣缸的右旋→垂直手臂的下降→放物 → 垂直手臂的上升 → 擺動氣缸的左 旋 →水平手臂回縮→回到初始位置 。 吸盤 吸盤是用來直接吸附物料的元件，一般用橡膠做成。真空發(fā)生器就是一種能夠方便簡單地獲得負(fù)壓的新型的高效的清潔的小型真空元件。 （ 3） 二位二通換向閥只需用到一個電磁閥，得電 閥芯動 作，失電由閥內(nèi)彈簧推動閥芯 到另一側(cè)，能實現(xiàn)快速 換向 控制。左端得電閥芯左移，右得電閥芯右移，兩端都失電， 閥芯處于中位，各口互不相通。 本設(shè)計選用二位二通和三位四通電磁換向閥理由如下： （ 1） 兩端各有一個電磁鐵。 換向閥的性能要求有： 1）各工作位置腔內(nèi)泄漏量??； 2）壓力損失小； 3）換向性能可靠、迅速平穩(wěn)。 （ 2） 換向型控制閥 換向閥通過改變閥芯相對于閥體的位置來實現(xiàn)不同管路間的通斷關(guān)系，從而達(dá)到通斷和改變氣體流向。 （ 1） 單向型控制閥 單向閥是氣流只能向一個方向流動的閥，結(jié)構(gòu)最簡單。分 9 別具有調(diào)節(jié)出口側(cè)壓力，保持回路內(nèi)壓力和穩(wěn)定運(yùn)行速度的作用。 壓力控制閥：用來調(diào)控壓力大小。 控制元件 控制元件是通過調(diào)節(jié)壓縮空氣的壓力、流量和流向，來達(dá)到改變執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動速度和方向的裝置。 擺動氣缸輸出回轉(zhuǎn)擺動式 擺動氣缸：由葉片將內(nèi)腔分隔 為二，向兩腔交替供氣， 輸出軸 做擺動運(yùn)動。 氣缸輸出直線往復(fù)式 氣缸是氣動執(zhí)行元件之一。 空氣壓縮機(jī)是行成壓縮空氣的主要設(shè)備，儲氣罐可以穩(wěn)定工作時輸出的氣流 ，具有調(diào)節(jié)作用。典型的氣壓傳動系統(tǒng)由以下 幾 部分組成： 氣源裝置 氣源裝置是將原動機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)樘峁?qū)動壓力能的裝置，根據(jù)不同規(guī)格的物料而對壓縮空氣的壓力、流量和清潔度有一定的要求。其氣動驅(qū)動系統(tǒng)原理圖如圖 圖 驅(qū)動系統(tǒng)原理圖 8 氣動系統(tǒng)主要有以下部件組成： （ 1）三位四通電磁換向閥：改變氣缸運(yùn)動方向； （ 2）二位二通電磁閥 ：控制真空發(fā)生器的通斷； （ 3）調(diào)速閥；控制氣缸運(yùn)動速度，保護(hù)物料及手臂； （ 4）氣缸、吸盤等。因此具有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，自由度大，清潔度高，維護(hù)簡單，價格實惠，技術(shù)要求低，安全系數(shù)高等優(yōu)點的氣壓傳動自然成了本課題的首選。機(jī)械手的驅(qū)動系統(tǒng)一般可分為液壓、氣壓、電氣三種驅(qū)動方式。其動作順序為：初始位置 → 前伸 → 下降 → 吸物 → 檢測→ 上升 → 右旋→ 下降 → 放物 → 上升 → 左旋 → 回縮 → 初始位置。 機(jī)座結(jié)構(gòu)的選擇 本機(jī)械手開率到機(jī)座要求其結(jié)構(gòu)剛性好、占地面積小等，還需一個 旋轉(zhuǎn)模塊，擺動氣缸就要固定在機(jī)座上，故采用雙向推力球軸承的國定機(jī)座。 手臂伸縮運(yùn)動還必須有導(dǎo)向裝置，它能防止手臂沿中軸線轉(zhuǎn)動，加強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 驅(qū)動機(jī)構(gòu)一般有雙作用單活塞桿油 (氣 )缸和雙作 用雙活塞桿油 (氣 )缸，前者缸體和活塞桿可以各自固定而另一個運(yùn)動，是機(jī)械手手臂往復(fù)運(yùn)動用的最多的；后者多用于手臂要求長，行程長的機(jī)械手，雖能滿足行程要求，但設(shè)計比較復(fù)雜。通過手臂移動手部到達(dá)指定位置抓取工件。這里選擇吸氣式手部。先使吸盤內(nèi)產(chǎn)生真空或負(fù)壓，從而達(dá)到吸附工件的目的。 夾持式手部的結(jié)構(gòu)與人手類似，也有手指，夾持工件需要有一定的夾緊力，對定位精度要求高，設(shè)計起來比 較復(fù)雜。手部的選擇通常是由工件的屬性決定的，不同規(guī)格的工件要求機(jī)械手的手部形式也不同。 （ 4） 機(jī)座 機(jī)械手執(zhí)行機(jī)構(gòu)各部件及驅(qū)動均安裝于機(jī)座，起支承和聯(lián)接作用。 （ 2） 臂部 是支承腕部與手部德部件，用以改變工件的位置和姿勢。因此圓柱坐標(biāo)式機(jī)械手既能滿足設(shè)計基本要求，又使操作簡單，所以決定用圓柱坐標(biāo)式。直角坐標(biāo)式機(jī)械手只能做三個平面內(nèi)的直線運(yùn)動，上下、前后、左右，不能做要求的整體旋轉(zhuǎn)動作。 3 第二章 執(zhí)行系統(tǒng)的分析與選擇 執(zhí)行機(jī)構(gòu)坐標(biāo)形式的選擇 機(jī)械手的坐標(biāo)形式較多，主要有四種基本型式：直角坐標(biāo)式、圓柱坐標(biāo)式、球坐標(biāo)式和關(guān)節(jié)式。主要要求設(shè)計驅(qū) 動系 統(tǒng) 的工作原理和回路，繪制驅(qū)動原理圖。本論文主要研究內(nèi)容如下： （ 1） 物料分揀機(jī)械手執(zhí)行系統(tǒng)的分析與選擇 執(zhí)行系統(tǒng)：機(jī)械手執(zhí)行系統(tǒng)主要由手部、手臂、立柱和機(jī)座以及傳動機(jī)等構(gòu)成，主要負(fù)責(zé)實現(xiàn)機(jī)械手的各種機(jī)械運(yùn)動。 在未來，機(jī)械手將做到 復(fù)高精度 ，模塊化，無給油化，機(jī)電一體化從而將會廣泛應(yīng)用于 核工業(yè)，軍事工業(yè)，醫(yī)藥，生物工程，精密儀器 等行業(yè)。 隨著機(jī)械手不斷融入新的科技，其應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)得到了質(zhì)的飛躍。國內(nèi)機(jī)械手行業(yè)要想做大，做強(qiáng)，必須頂住壓力，積極與國際接 軌，順應(yīng)著我國向“制造強(qiáng)國”邁進(jìn)的口號，推進(jìn)工業(yè)自動化進(jìn)程。安川、松下、 FANLUC、川崎、 CLOOS、GM等都是機(jī)械手的大頭。同時其配合數(shù)控加工中心、自動檢測系統(tǒng)等的技術(shù)，實現(xiàn)了生產(chǎn)自動化。 本課題目的是利用 PLC 對物料分揀機(jī)械手加以控制，要求 做到機(jī)械手按指定程序?qū)Σ煌锪线M(jìn)行分揀，動作靈活流暢。很好地代替了人對于一些繁復(fù)重勞力及在危險環(huán)境中的作業(yè)，以至于它能在各領(lǐng)域中有著很好地發(fā)展空間。 關(guān)鍵詞 : 機(jī)械手，氣動控制， 可編程控制器（ PLC），自動化控制，物料分揀 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） Abstract With the development of productive forces, advanced manufacturing are introducing manipulator gradually, through which to acplish some work,for example handling, sorting, etc., instead of a humandominated heavy labor. The paper observes the status of the development of manipulator, focus on the impact of future manipulator for the entire manufacturing industry, put forward some ideas of the design of the manipulator . Firstly I decide to use pneumatic drive and PLC to control , to a great extent play the advantages of their functions, so the software and hardware to achieve a plementary effect, this is the future development of a trend robot. Overall the material sorting robot mechanical structure, actuators, drives and control system analysis and design. Finally, I put forward a simple and efficient control strategies. Through a series of r