【正文】 ....................... 12 電磁閥的選型 ................................................................................................... 13 氣缸的選型 ..................................................................................................... 13 Firstair螺桿空壓機的選型 ............................................................................. 14 3 控制系統(tǒng)的硬、軟件設(shè)計 ........................................................................................... 15 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計 ............................................................................................ 15 PLC外圍接線圖（見附錄 1） .................................................................... 15 Z軸氣動、夾爪原理圖 .............................................................................. 15 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計 ............................................................................................ 15 I/O地址分配 ............................................................................................ 16 控制程序梯形圖 ....................................................................................... 17 4 設(shè)計小結(jié) .................................................................................................................... 20 致 謝 ......................................................................................................................... 21 參考文獻 ........................................................................................................................ 22 附錄 1 ............................................................................................................................ 23 附錄 2 ............................................................................................................................ 23 III 1 1 概述 課題背景 機械手是近幾十年發(fā)展起來的一種高科技自動化的生產(chǎn)設(shè)備。它的特點是可通過編程來完成各種預期的作業(yè)任務(wù)，在構(gòu)造和性能上兼有人和機器的優(yōu)點。機械手作業(yè)的準確性和各種環(huán)境中完成作業(yè)的能力，在全國經(jīng)濟各領(lǐng)域有著廣闊的發(fā)展前景，隨著工業(yè)自動化的發(fā)展，出現(xiàn)了數(shù)控加工中心，它在減輕工人的勞動強度的同時，大大提高了勞動生產(chǎn)率，但是數(shù)控加工中心加工中常見的上下料工序，通常乃采用人工操作或傳統(tǒng)繼電器控制的半自動化裝置。容易車體震動干擾，而存在可靠性差，故障多，維修困難等問題。保證了系統(tǒng)運行 的可靠性，降低了維修率 ,提高了工作效率。 機械手是一種能自動化定位控制并可重新編程序以變動的多功能機器， 它有多個自由度，可用來搬運物體以完成在各個不同環(huán)境中工作。但現(xiàn)在的變化 是 那些分布在工業(yè)密集的華南，華東沿海地區(qū)也開始對機械手表現(xiàn)出越來 越濃厚的興趣，因為他們要面對工人流失率高，以及交帶來的挑戰(zhàn)。 2 機械手的發(fā)展 機械手一般為三類：一是不需要人工控制的通用型機械手?？梢愿鶕?jù)任務(wù)需要編制獨立程序完成各項規(guī)定操作。二是需要人工操作的，起源于原子，軍事工業(yè)。第三類是專用機械手，通常依附于自動生產(chǎn)線上，用于機床的上下料和裝卸工件。它由主機驅(qū)動來服務(wù)，工作程序固定，一半是專用的。第一臺機械手是在 1958 年美國聯(lián)合控制公司研究制作出來的。 日本在工業(yè)上應(yīng)用機械手最多，發(fā)展最快的國家，自 1969 年從美國引進兩種機械手后開始大力研發(fā)機械手。 現(xiàn)代工業(yè)中，自動化在生產(chǎn)過程中已日趨突出，機械手就是在機械工業(yè)中為實現(xiàn)加工、裝配、搬運等工序的自動化而產(chǎn)生的。采用機械手已為目前研究的熱重點。 3 2 設(shè)計原理 操作原理簡要說明 機械手有手動、單周期、自動循環(huán) 、單步 和回原點 五 種工作方式，機械手在最上面、最左邊且電磁鐵線圈斷電，稱為系統(tǒng)處于原點狀態(tài)（或稱初始狀態(tài)）。在通過初始化執(zhí)行程序，利用輔助繼電器來決定機械手的工作方式。在按下停止按鈕并不馬上停止工作，完成最后一個周期的工作后，系統(tǒng)才返回并停留在原點。單步工作方式常用于系統(tǒng) 的調(diào)試。 機械手的一個工作周期（動作順序）為下降、夾緊、上升、右行、下降、釋放、上升、左行返回，如圖 （詳細流程如： 附錄 2） 。當右行到右限位時， 4 機械手下降，下降到下限位時 ,氣爪得電，釋放工件，機械手上升，回到原點，機械手一周期動作完成。即：載物臺左右移動、夾爪上下移動、夾爪抓取工件。機械手效果圖 （如 圖 ） 。當改變發(fā)出脈沖的個數(shù)，可控制載物臺的 X軸運動的距離。采用 5 絲桿、 滾珠軸承 結(jié)構(gòu)傳動的特點是易于自鎖，位置精度較高，傳動效率較高。所以為無杠氣缸設(shè)計一個機械限位擋塊（圖 ），使擋塊具有又能對氣缸進行防止超程又能進行定位 兩 個功能。 圖 無桿氣缸 圖 機械限位擋塊 電氣控制方式 6 主要是采用三菱的 FX2N48MT 可編程控制器對設(shè)計中的步進電機、氣缸和夾爪進行控制。氣缸通過 PLC 控制電磁閥線圈的得電，使電磁閥改變通道控制氣缸的上下移動。進行 PLC 選型時，基本原則是滿足控制系統(tǒng)的功能需要，同時要兼顧維修、備件的通用性。當控制速度要求較高、輸出有高速脈沖信號等情況時，要考慮輸入 /輸出點的形式，最好采用晶體管形式輸出。 輸入 /輸出的點數(shù)可以衡量 PLC 規(guī)模的大小。多數(shù)小型 PLC 為整體式，具有體積小、價格便宜等優(yōu)點，適于工藝過程比較穩(wěn)定，控制要求比較簡單的系統(tǒng)。 此外，還應(yīng)考慮用戶存儲器的容量、 PLC 的處理速度是否能滿足實時控制的要求、編程器與外圍設(shè)備的選擇等。 日本 三菱 FX 系列的 PLC 性價比搞、功能完善、指令豐富等優(yōu)點，能滿足本對象各項控制性能要求， 所以 系統(tǒng)采用 日本 三菱 FX2N—48MT 的 PLC