機(jī)床上下料機(jī)械手設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</b></p><p>　　機(jī)床上下料機(jī)械手設(shè)計(jì)</p><p>　　系 部 機(jī)電工程系 </p><p>　　專 業(yè) 機(jī)械制造與自動(dòng)化 </p><p>　　班 級(jí) ______機(jī)械二班________ </

2、p><p>　　學(xué) 號(hào) </p><p>　　學(xué)生姓名 </p><p>　　指導(dǎo)教師 </p><p>　　職 稱 </p><p>　　二O一 一 年

3、五 月 一 日 </p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　在當(dāng)今大規(guī)模制造業(yè)中,企業(yè)為提高生產(chǎn)效率,保障產(chǎn)品質(zhì)量,普遍重視生 產(chǎn)過程的自動(dòng)化程度,工業(yè)機(jī)器人作為自動(dòng)化生產(chǎn)線上的重要成員,逐漸被企業(yè) 所認(rèn)同并采用. 工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)水平和應(yīng)用程度在一定程度上反映了一個(gè)國家 工業(yè)自動(dòng)化的水平,目前,工業(yè)機(jī)器人主要承擔(dān)著焊

4、接,噴涂,搬運(yùn)以及堆垛等 重復(fù)性并且勞動(dòng)強(qiáng)度極大的工作,工作方式一般采取示教再現(xiàn)的方式. 本文將設(shè)計(jì)一臺(tái)用于給機(jī)床設(shè)備安裝物料的簡易機(jī)械手.首先,本文將設(shè)計(jì)機(jī)械手的手部、腕部、臂部結(jié)構(gòu),然后選擇合適的傳動(dòng)方 式、驅(qū)動(dòng)方式,在此基礎(chǔ)上,本文將設(shè)計(jì)該機(jī)械手的控制系統(tǒng) ,重點(diǎn)加強(qiáng)控制軟件的可靠性和機(jī)器人運(yùn)行過程的安全性,最終實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)包括:關(guān)節(jié)的伺服控制和制動(dòng)問題,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)機(jī) 器人的各個(gè)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)情況,機(jī)器人的示教編程和在線修改程序,設(shè)置參考

5、點(diǎn)和 回參考點(diǎn).</p><p>　　關(guān)鍵詞:機(jī)器人；示教編程；伺服；制動(dòng) </p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要1</b></p><p><b>　　第一章 緒論3</b></p><p><

6、;b>　　1.1課題背景3</b></p><p>　　1.2設(shè)計(jì)目的及意義4</p><p>　　1.3機(jī)械手的發(fā)展與趨勢(shì)4</p><p>　　1.4 應(yīng)用機(jī)械手的意義5</p><p>　　第二章 機(jī)械手的總體設(shè)計(jì)6</p><p>　　2.1機(jī)械手的概述6</p>&

7、lt;p>　　2.2機(jī)械手的組成及各部分關(guān)系6</p><p>　　2.3機(jī)械手的總體方案擬定8</p><p>　　2.4機(jī)械手的主要參數(shù)9</p><p>　　第三章機(jī)械手機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)9</p><p><b>　　3.1手部9</b></p><p><b>　　

8、3.2腕部10</b></p><p><b>　　3.3臂部11</b></p><p>　　第四章機(jī)械手的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)12</p><p>　　4.1PLC概述12</p><p>　　4.2系統(tǒng)及原理12</p><p>　　4.3 PLC梯形圖13</p

9、><p>　　4.4機(jī)械手采用PLC控制的優(yōu)點(diǎn)13</p><p><b>　　結(jié) 論14</b></p><p><b>　　致 謝15</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)16</b></p><p><b>　　第一章 緒

10、論</b></p><p><b>　　1.1 課題背景</b></p><p>　　在現(xiàn)代工業(yè)中,生產(chǎn)過程的機(jī)械化,自動(dòng)化已成為突出的主題.化工等連續(xù) 性生產(chǎn)過程的自動(dòng)化已基本得到解決.但在機(jī)械工業(yè)中,加工,裝配等生產(chǎn)是不 連續(xù)的.專用機(jī)床是大批量生產(chǎn)自動(dòng)化的有效辦法;程控機(jī)床,數(shù)控機(jī)床,加工 中心等自動(dòng)化機(jī)械是有效地解決多品種小批量生產(chǎn)自動(dòng)化的重要辦法

11、. 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),有待于進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)機(jī)械化. 機(jī)器人的出現(xiàn)并得到應(yīng)用,為這些作業(yè)的機(jī)械化奠定了良好的基礎(chǔ). "工業(yè)機(jī)器人" (Industrial Robot) :多數(shù)是指程序可變(編)的獨(dú)立的自 動(dòng)抓取,搬運(yùn)工件,操作工具的裝置(國內(nèi)稱作工業(yè)機(jī)器人或通用機(jī)器人) . 機(jī)器人是一種具有人體上肢的部分功能,工作程序固定的自動(dòng)化裝置.機(jī)器 人具有結(jié)構(gòu)簡單,成本低廉,維修容易的優(yōu)勢(shì),

12、但功能較少,適應(yīng)性較差.目前 我國常把具有上述特點(diǎn)的機(jī)器人稱為專用機(jī)器人, 而把工業(yè)機(jī)械人稱為通用機(jī)器 人. 簡而言之,機(jī)器人就是用機(jī)器代替人手,把工件由某個(gè)地方移向指定的工作 位置,或按照工作要求以操縱工件進(jìn)行加工. 機(jī)器人一般分為三類.第一類是不需要人工操作的通用機(jī)器人,也即本文所 研究的對(duì)象.它是一種</p><p>　　1.2 設(shè)計(jì)的目的和意義</p><p>　　當(dāng)面臨人工無法實(shí)

13、現(xiàn)的工作時(shí)，機(jī)械手成為了替代人工的替代品。機(jī)械手的使用能夠顯著的提高生產(chǎn)效率，減少人為因素造成的廢次品率。機(jī)械手可以完成很多工作，它在自動(dòng)化車間中用來運(yùn)送物料，從事多種工藝操作。它的特點(diǎn)是通過編程來完成各種預(yù)期的作業(yè)，在構(gòu)造和性能上兼有人和機(jī)器人的部分優(yōu)點(diǎn)，尤其體現(xiàn)了人的靈活協(xié)調(diào)和機(jī)器人的精確到位。</p><p>　　隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)機(jī)械手的安全性，可靠性，準(zhǔn)確性有了充分的認(rèn)識(shí)，同時(shí)對(duì)其要求也越來越高

14、?？删幊炭刂破鲬{其穩(wěn)定性，簡單性，強(qiáng)大性成為了目前應(yīng)用最廣的工業(yè)自動(dòng)化支柱之一。</p><p>　　1.3 機(jī)械手的發(fā)展與趨勢(shì) 機(jī)械手首先是從美開始研制的。1958年美國聯(lián)合控制公司研制出第一臺(tái)機(jī)械手。它的結(jié)構(gòu)是：機(jī)體上安裝一回轉(zhuǎn)長臂，端部裝有電磁鐵的工件抓放機(jī)構(gòu)，控制系統(tǒng)是示教型的?，F(xiàn)代工業(yè)中，自動(dòng)化在生產(chǎn)過程中已日趨突出

15、，機(jī)械手就是在機(jī)械工業(yè)中為實(shí)現(xiàn)加工、裝配、搬運(yùn)等工序的自動(dòng)化而產(chǎn)生的。隨著工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展，機(jī)械手的出現(xiàn)大大減輕了人類的勞動(dòng)，提高了生產(chǎn)效率。采用機(jī)械手已為目前研究的熱重點(diǎn)。 日本在工業(yè)上應(yīng)用機(jī)械手最多，發(fā)展最快的國家，自1969年從美國引進(jìn)兩種機(jī)械手后開始大力研發(fā)機(jī)械手。</p><p>　　前蘇聯(lián)自六十年代開始發(fā)展和應(yīng)用，自1977年，前蘇聯(lián)使用的機(jī)械手一半來自國產(chǎn)一半來自進(jìn)口

16、。</p><p>　　現(xiàn)代工業(yè)中，自動(dòng)化在生產(chǎn)過程中已日趨突出，機(jī)械手就是在機(jī)械工業(yè)中為實(shí)現(xiàn)加工、裝配、搬運(yùn)等工序的自動(dòng)化而產(chǎn)生的。隨著工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展，機(jī)械手的出現(xiàn)大大減輕了人類的勞動(dòng)，提高了生產(chǎn)效率。采用機(jī)械手已為目前研究的熱重點(diǎn)。</p><p>　　目前機(jī)械手在工業(yè)上主要用于機(jī)床加工、鑄造，熱處理等方面，但是還不能夠滿足現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的需求。</p><p>

17、;　　1.4 應(yīng)用機(jī)械手的意義</p><p>　　隨著科技的發(fā)展，機(jī)械手應(yīng)用的越來越多。在機(jī)械工業(yè)中，機(jī)械手應(yīng)用的意義概括如下：</p><p>　　·提高生產(chǎn)過程自動(dòng)化程度，增強(qiáng)生產(chǎn)效率。</p><p>　　機(jī)械手方便與材料的傳送、工件的裝卸、刀具的更換等自動(dòng)化過程，從而提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低勞動(dòng)投入，從而降低生產(chǎn)成本。</p><

18、p><b>　　·改善勞動(dòng)條件</b></p><p>　　在車間的勞動(dòng)環(huán)境下，高溫、高壓、噪音、灰塵等污染會(huì)嚴(yán)重影響人的身體健康，人在車間工作不可避免的會(huì)接觸到危險(xiǎn)，而應(yīng)用機(jī)械手可以替代人安全的完成作業(yè)，從而改善勞動(dòng)條件。</p><p>　　在一些簡單，重復(fù)的工作中以機(jī)械手代替人進(jìn)行工作可以避免因疲勞和疏忽造成的事故。</p><

19、;p>　　·減少人力資源，便于節(jié)奏生產(chǎn)。</p><p>　　機(jī)械手的應(yīng)用增強(qiáng)了自動(dòng)化生產(chǎn)，會(huì)減少人力的使用。機(jī)械手可以長時(shí)間重復(fù)性連續(xù)完成工作，這是人工無法實(shí)現(xiàn)并完成的。生產(chǎn)線增加使用機(jī)械手以減少人力和精準(zhǔn)的生產(chǎn)節(jié)拍，有利于節(jié)奏性的工作生產(chǎn)。</p><p>　　綜上所述，機(jī)械手的合理利用是機(jī)械行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。</p><p>　　第二章 機(jī)

20、械手的總體設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1 機(jī)械手的概述</p><p>　　工業(yè)機(jī)械手（以下簡稱機(jī)械手）是近代自動(dòng)控制領(lǐng)域中出現(xiàn)的一向新技術(shù)，并已成為現(xiàn)代機(jī)械生產(chǎn)系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分。這種新技術(shù)發(fā)展很快，逐漸形成一門新興的學(xué)科—機(jī)械手工程。</p><p>　　機(jī)械手一般為三類：一是不需要人工控制的通用型機(jī)械手。它是不屬于其他主機(jī)的獨(dú)立裝置?？梢愿鶕?jù)任務(wù)需要編

21、制獨(dú)立程序完成各項(xiàng)規(guī)定操作。它的特點(diǎn)是具備不同裝置的性能之外還具備通用機(jī)械及記憶功能的三元型機(jī)械。二是需要人工操作的，起源于原子，軍事工業(yè)。先是通過操作完成特定工序，后來逐步發(fā)展到無線遙控操作。第三類是專用機(jī)械手，通常依附于自動(dòng)生產(chǎn)線上，用于機(jī)床的上下料和裝卸工件。這種機(jī)械手國外叫做“Mechanical Hand”。它由主機(jī)驅(qū)動(dòng)來服務(wù)，工作程序固定，一半是專用的。

22、 機(jī)械手的迅速發(fā)展是由于它的積極作用正日益為人們所認(rèn)識(shí)：其一、它能部分代替人工操作；其二、它能按照生產(chǎn)工藝的要求，遵循一定的程序、時(shí)間和位置來完成工件的傳送和裝卸；其三、它能操作必要的機(jī)具進(jìn)行焊接和裝配。從而大大的改善工人的勞動(dòng)條件，顯著的提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，加快實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化和自動(dòng)化的步伐。因而，受到各現(xiàn)金工業(yè)園的重視，投入大量的人力物力加以研究和應(yīng)用。尤其在高壓、高溫、粉塵、噪音以及帶有放射性和污染的場(chǎng)合，應(yīng)用的更為廣泛。在我國，近

23、年來也有較快的發(fā)展，</p><p>　　2.2 機(jī)械手的組成及各部分關(guān)系</p><p>　　機(jī)械手的形式是多樣的，但是其基本的組成都是相似的。一般機(jī)械手由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，控制系統(tǒng)和輔助裝置組成。</p><p>　?。▓D2.1.1 機(jī)械手的組成及相互關(guān)系）</p><p><b>　　·執(zhí)行機(jī)構(gòu)</b>

24、</p><p>　　執(zhí)行機(jī)構(gòu)由手、關(guān)節(jié)、手臂和支柱組成，與人體手臂相似。手為抓取機(jī)構(gòu)，用于抓取工件。關(guān)節(jié)是連接手與手臂的關(guān)鍵性原件，具有多方位旋轉(zhuǎn)特性。支柱用來支撐手臂，可做活動(dòng)支柱方便機(jī)械手多方位移動(dòng)。</p><p><b>　　·傳動(dòng)機(jī)構(gòu)</b></p><p>　　傳動(dòng)機(jī)構(gòu)用于實(shí)現(xiàn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作。常用的有機(jī)械傳動(dòng)、液壓傳動(dòng)、

25、氣壓傳動(dòng)，電力傳動(dòng)等形式。</p><p><b>　　·控制系統(tǒng)</b></p><p>　　機(jī)械手按照制定的程序，步驟，參數(shù)進(jìn)行動(dòng)作完成該指定工作要依靠控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。簡易機(jī)械手通常情況下不使用專用的控制系統(tǒng)，只有動(dòng)作復(fù)雜的機(jī)械手采用可編程控制器，微型計(jì)算機(jī)控制進(jìn)行動(dòng)作。</p><p><b>　　·輔助裝置

26、</b></p><p>　　輔助裝置主要是連接機(jī)械手各部分元件的裝置。</p><p>　　機(jī)械手按用途分類為：專用機(jī)械手、通用機(jī)械手。</p><p>　　按照傳動(dòng)方式分類為：液壓式機(jī)械手、氣動(dòng)式機(jī)械手、機(jī)械式機(jī)械手和電動(dòng)機(jī)械手。</p><p>　　2.3 機(jī)械手的總體方案擬定</p><p>　　工

27、業(yè)機(jī)械手的主題結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要問題是選擇有連桿件和運(yùn)動(dòng)副組成的坐標(biāo)形式。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，總體設(shè)計(jì)方案示意圖如圖2-3所示，采用直角坐標(biāo)式，可實(shí)現(xiàn)左右、上下、小臂旋轉(zhuǎn)、爪加緊與放松四個(gè)動(dòng)作。</p><p>　　直角坐標(biāo)式機(jī)械手主要用于生產(chǎn)設(shè)備的上下料，也可用于高精度的裝配和檢測(cè)作業(yè)，大約占工業(yè)機(jī)器人總數(shù)的%14.一般直角坐標(biāo)式機(jī)械手的手臂能垂直上下移動(dòng)，并可沿滑架和橫梁上的導(dǎo)軌進(jìn)行水平面內(nèi)二維移動(dòng)。直角坐標(biāo)式機(jī)械手主

28、體結(jié)構(gòu)具有三個(gè)自由度，而手腕自由度的多少可視用途而定。</p><p>　　直角坐標(biāo)式機(jī)械手的優(yōu)點(diǎn)是：</p><p><b>　　結(jié)構(gòu)簡單</b></p><p><b>　　容易編程</b></p><p>　　采用直線滾動(dòng)導(dǎo)軌后，速度高，定位精度高</p><p>　　

29、在x，y和z三個(gè)坐標(biāo)軸方向上的運(yùn)動(dòng)沒有耦合作用</p><p>　　2.4 機(jī)械手的主要參數(shù)</p><p><b>　　·傳動(dòng)方式</b></p><p><b>　　·反應(yīng)速度</b></p><p><b>　　·尺寸和重量</b></

30、p><p><b>　　·負(fù)荷能力</b></p><p><b>　　·控制方式</b></p><p><b>　　·操控范圍</b></p><p><b>　　·反應(yīng)速度</b></p><p

31、><b>　　·定位</b></p><p><b>　　·自由度</b></p><p><b>　　·安全性</b></p><p><b>　　·實(shí)用性</b></p><p>　　第三章 機(jī)械手機(jī)械系統(tǒng)

32、的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　3.1 手部</b></p><p>　　手部（亦稱抓取機(jī)構(gòu)）是用來直接握持工件的部件，由于被握持工件的形狀。尺寸大小、重量、材料性能、表面狀況等的不同，所以工業(yè)機(jī)械手的手部結(jié)構(gòu)多種多樣，大部分的手部結(jié)構(gòu)是根據(jù)特定的工件要求而定的。歸結(jié)起來，常用的手部，按其握持工件的原理，大致可分成夾持和吸附兩大類。</p><

33、p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)要求，這里只討論夾鉗式的手部結(jié)構(gòu)。</p><p>　　夾鉗式手部是由手指、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)裝置三部分組成的，它對(duì)抓取各種形狀的工件具有較大的適應(yīng)性，可以抓取軸。盤、套類零件。一般情況下，多采用兩個(gè)手指。驅(qū)動(dòng)裝置為傳動(dòng)機(jī)構(gòu)提供動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)源有液壓的、氣動(dòng)的和電動(dòng)的等幾種形式。常見的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)往往通過滑槽、斜楔、齒輪齒條、連桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)加緊或放松。</p><p>　　平移型手

34、指的張開閉合靠手指的平行移動(dòng)，適于夾持平板、方料。在夾持直徑不同的圓棒是，不會(huì)引起中心位置的偏移。但這種手指比較復(fù)雜、體積大，要求加工精度高。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，工件是圓盤，所以采用回轉(zhuǎn)型手指，其張開和閉合靠手指根部的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)來完成。摳軸支點(diǎn)為一個(gè)的，稱為但支點(diǎn)回轉(zhuǎn)型；為兩個(gè)支點(diǎn)的，稱為雙支點(diǎn)回轉(zhuǎn)型。這種手指結(jié)構(gòu)簡單，形狀小巧，但夾持不同工件會(huì)產(chǎn)生夾持定位誤差。為了手指根部的結(jié)構(gòu)緊湊，這里采用單支點(diǎn)滑槽杠桿式，如圖3-1 3.2 腕部

35、</p><p>　　手腕部件設(shè)置于手部和臂部之間，它的作用主要是在臂部運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步改變或調(diào)整手部在空間的方位，以擴(kuò)大機(jī)械手的動(dòng)作范圍，并使機(jī)械手變得更靈巧，適應(yīng)性更強(qiáng)。手腕部件具有獨(dú)立的自由度。一般手腕沒有回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或在增加一個(gè)上下即可滿足工作要求。目前，應(yīng)用最廣泛的手腕回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)為回轉(zhuǎn)液壓（氣）缸，它的結(jié)構(gòu)緊湊，靈巧但回轉(zhuǎn)角度較?。ㄒ话阈∮?70°）。并且要求嚴(yán)格密封，否則就很難保證穩(wěn)定的輸出

36、扭矩。因此，在要求較大或轉(zhuǎn)角的情況下，采用齒條齒輪傳動(dòng)或鏈輪以及輪系結(jié)構(gòu)。</p><p>　　腕部設(shè)計(jì)的基本要求：</p><p>　　力求結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕</p><p>　　腕部處于臂部的最前端，它連同手部的精。動(dòng)載荷均由臂部承受。顯然腕部的結(jié)構(gòu)。重量和動(dòng)力載荷，直接影響著臂部的結(jié)構(gòu)、重量和運(yùn)轉(zhuǎn)性能。因此，在腕部設(shè)計(jì)時(shí)，必須力求結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕。</p&

37、gt;<p><b>　　綜合考慮，合理布局</b></p><p>　　腕部作為機(jī)械手的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，有承擔(dān)連接和支撐作用，除保證力和運(yùn)動(dòng)的要求以及具有足夠的強(qiáng)度。剛度外，還應(yīng)該綜合考慮，合理布局。如應(yīng)解決好腕部與臂部和手部的連接，腕部各個(gè)自由度的位置檢測(cè)，管線布置，以及潤滑、維修、調(diào)整等問題</p><p><b>　　必須考慮工作條件<

38、/b></p><p>　　對(duì)于高溫作業(yè)和腐蝕性介質(zhì)中的機(jī)械手，其腕部在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分估計(jì)環(huán)境對(duì)腕部的不良影響（如熱膨脹、壓力油的粘度惡化燃點(diǎn)，有關(guān)材料及電控原件的耐熱性等）。由于本設(shè)計(jì)不需要腕部的回轉(zhuǎn)和擺動(dòng)，故只用一個(gè)鋼管作為腕部，起到連接與支撐手部和臂部的作用。又考慮到經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性，最終選用45號(hào)鋼管，其力學(xué)性能和價(jià)格都比較適中，中間的管道作為油管通道。</p><p><

39、b>　　3.3 臂部</b></p><p>　　手臂部件是機(jī)械手的主要握持部件，它的作用是支承腕部和手部（包括工件或工具），并帶動(dòng)它們做空間運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　臂部運(yùn)動(dòng)的目的：把手部送到空間運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)的任意一點(diǎn)。如果改變手部的姿態(tài)（方位），則用腕部的自由度加以實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　臂部的各種運(yùn)動(dòng)通常用驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)（如液壓缸或氣缸）和各

40、種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)，從臂部的受力情況分析，它在工作中既直接承受腕部、手部和工件的靜、動(dòng)載荷，而且自身運(yùn)動(dòng)又較多，故受力復(fù)雜。因此，它的結(jié)構(gòu)、工作范圍、靈活性以及抓重大小和定位精度直接影響機(jī)械手的工作性能。</p><p>　　第四章 機(jī)械手的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　4.1 PLC概述</b></p><p>　　PLC 是

41、可編程控制器的簡稱。PLC 源于繼電器控制技術(shù)，通過運(yùn)行存儲(chǔ)在其 內(nèi)存中的程序，把經(jīng)輸入電路的物理過程得到的輸入信息，變換為所需要的輸出信息，進(jìn)而再通過輸出電路的物理過程去實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載的控制。PLC基于電子計(jì)算機(jī)，但并不等同于普通計(jì)算機(jī)。普通計(jì)算機(jī)進(jìn)行輸入輸出信息變換時(shí)，大多只考慮信息本身，信息輸入輸出的物理過程一般不考慮的。而 PLC 則要考慮信息輸入 輸出的可靠性、實(shí)時(shí)性，以及信息的實(shí)際使用，特別要考慮怎么適應(yīng)于工作環(huán)境，比如，便于安

42、裝，便于維護(hù)及抗干擾等問題，輸入輸出信息變換及可靠的物理實(shí) 現(xiàn)，可以說是PLC實(shí)現(xiàn)控制的兩個(gè)基本要點(diǎn)。PLC可以通過它的外設(shè)或通信接口與外界交換信息。它的功能要比繼電器控制裝置多得多，也強(qiáng)得多。根據(jù)PLC豐富的指令系統(tǒng)，各種各樣的I/O 接口、通信接口，大容量的內(nèi)存，可靠的自身監(jiān)控系統(tǒng)，可以知道PLC 的基本功能：邏輯處理功能；數(shù)據(jù)運(yùn)算功能；準(zhǔn)確定時(shí)功能；高速計(jì)數(shù)功能；；中斷處理功能；程序與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能；聯(lián)網(wǎng)通信 功能；自檢測(cè)、自診斷功

43、能。PLC 把這些功能集于一身，是別的電控器所沒有的，也是傳統(tǒng)的繼電器控制電路所無法比擬的。PLC 豐富的功能</p><p><b>　　4.2 系統(tǒng)及原理</b></p><p>　　（圖3.3 控制系統(tǒng)原理圖）</p><p>　　4.3 PLC梯形圖</p><p>　　PLC 梯形圖是使用得最多的圖形編程語言，

44、被稱為PLC 的第一編程語言。梯形圖的最大優(yōu)點(diǎn)就是直觀易懂，很容易被電氣工人掌握，非常適合開關(guān)量邏輯控 制。PLC 梯形圖中的某些編程元件沿用了繼電器這一名稱，如輸入繼電器、輸出繼電器等，它們不是真實(shí)的物理繼電器，而是一些存儲(chǔ)單元，每一次繼電器與PLC 存儲(chǔ)器中映像寄存器的一個(gè)存儲(chǔ)單元相對(duì)應(yīng)。梯形圖兩側(cè)的垂直公共線稱為母線，在分析梯形圖的邏輯關(guān)系時(shí)，為了借用繼電器電路圖的分析方法，可以想象左右兩側(cè)母線之間有一個(gè)左正右負(fù)的直流電 源電壓，

45、母線之間有能流從左向右流動(dòng)，右母線可以不畫出。根據(jù)梯形圖中各觸 點(diǎn)的狀態(tài)和邏輯關(guān)系，求出與圖中各線圈對(duì)應(yīng)的編程元件的狀態(tài)，稱為梯形圖的邏輯解算。梯形圖中邏輯解算是按從左至右、從上到下的順序進(jìn)行的。邏輯解算是根據(jù)輸入映像寄存器中的值，而不是根據(jù)解算瞬時(shí)外部輸入觸點(diǎn)的狀態(tài)來進(jìn)行的。</p><p>　　4.4 機(jī)械手采用PLC控制的優(yōu)點(diǎn)</p><p>　　機(jī)械手不止有一種控制系統(tǒng)，一些控制系

46、統(tǒng)或多或少會(huì)存在一些缺點(diǎn)，而這些缺點(diǎn)在自動(dòng)化生產(chǎn)中會(huì)造成不可避免的損失。而PLC控制的機(jī)械手在工業(yè)應(yīng)用上表現(xiàn)最為突出，我們從幾方面論述一下PLC控制機(jī)械手的優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　·控制方式：電氣控制屬于硬接線，邏輯一旦確定，要改變邏輯或增加功能非常困難；而PLC控制是軟接線，改變控制程序即可實(shí)現(xiàn)邏輯的改變或增加功能。</p><p>　　·工作方式：電氣控制是并行

47、工作，而PLC是串行工作，不受制約。</p><p>　　·控制速度：電氣控制速度慢，觸電易動(dòng)；PLC通過半導(dǎo)體控制，速度快，無觸點(diǎn)，無抖動(dòng)。</p><p>　　·可靠性能：電氣控制觸點(diǎn)多，會(huì)產(chǎn)生磨損和電弧燒傷，接線多，可靠性差；PLC無觸點(diǎn)，壽命長，具有自診功能，執(zhí)行程序監(jiān)控，調(diào)試和維護(hù)方便。</p><p><b>　　結(jié)

48、論</b></p><p>　　本課題所設(shè)計(jì)的機(jī)械手的操作過程是由電動(dòng)機(jī)和氣缸組成執(zhí)行機(jī)構(gòu)作為驅(qū)動(dòng)，系統(tǒng)采用可編程控制器控制，運(yùn)用步進(jìn)順序控制編程，程序簡單且便于調(diào)試。通過PLC 本身通信接口與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)操作的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)、修改、調(diào)整，使系統(tǒng)處于最佳工作狀態(tài)。利用 PLC 控制機(jī)械手相對(duì)于其它控制方式，具有很高的可靠性，較好的性價(jià)比，較強(qiáng)的可操作性和實(shí)用性。就本課題設(shè)計(jì)的目的，實(shí)際應(yīng)用運(yùn)行

49、良好，大大方便了工作和生活。</p><p>　　通過這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我學(xué)到了很多東西，在做設(shè)計(jì)的過程中對(duì)工作的細(xì)心得到了提高，認(rèn)識(shí)到自己在這方面的不足。并且，對(duì)本設(shè)計(jì)的內(nèi)容有了更好的了解，比如加深了解了有關(guān)可編程控制器的功能，還有機(jī)械手的工作原理等等。通過做這個(gè)設(shè)計(jì)，對(duì)以前不足的知識(shí)進(jìn)行彌補(bǔ)，在指導(dǎo)老師那里學(xué)到了很多寶貴的東西，這些都是對(duì)我很有幫助的。</p><p><b>

50、　　致 謝</b></p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的研究工作是在我的指導(dǎo)老師李老師的精心指導(dǎo)和同學(xué)的幫助下完成的。在這里，首先要向本次設(shè)計(jì)的指導(dǎo)老師表示最誠摯的謝意。老師在自己緊張的工作中，仍然會(huì)抽出時(shí)間對(duì)我進(jìn)行指導(dǎo)，時(shí)刻關(guān)心我的設(shè)計(jì)的進(jìn)展?fàn)顩r。老師給予的幫助對(duì)我的設(shè)計(jì)是非常重要的，從借閱參考資料到現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際操作，他都給予了指導(dǎo)，不僅讓我掌握了書本中的知識(shí)，更學(xué)會(huì)了學(xué)習(xí)操作方法，如何合理安排時(shí)

51、間和論文的編寫，對(duì)我提出的問題認(rèn)真講解，這讓我更容易懂得那些比較難的問題。其次，還要向給予此次畢業(yè)設(shè)計(jì)幫助的同學(xué)們以誠摯的謝意，在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，他們也給我很多幫助，更重要的是為我們提供不少技術(shù)方面的資料，在此感謝他們，沒有這些資料就不是一個(gè)完整的論文?？傊敬卧O(shè)計(jì)是在老師的指導(dǎo)下和同學(xué)的幫助下共同完成的，在設(shè)計(jì)的這段時(shí)間里，我們合作的非常愉快，教會(huì)了我許多道理，是我人生的一筆財(cái)富，我再次向給予我?guī)椭睦蠋熀屯瑢W(xué)表示感謝。在設(shè)計(jì)過程中

52、，我通過查閱大量有關(guān)資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗(yàn)和自學(xué)，并向老師請(qǐng)教等方式，使自己學(xué)到了不少知識(shí)，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個(gè)設(shè)計(jì)中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨(dú)立工作的能力，樹立了對(duì)自己工作能力的</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 李國平編著，《基于PLC控制的氣動(dòng)機(jī)械手實(shí)驗(yàn)裝置的研制[J]》，液壓與氣動(dòng)，2003<

53、/p><p>　　[2] 常曉玲編著，《電氣控制系統(tǒng)與可編程控制器》，北京；機(jī)械工業(yè)出版社，2004</p><p>　　[3] 范建東編著，《可編程控制器原理及應(yīng)用》，廣州；華南理工大學(xué)出版社，2003</p><p>　　[4] 李乃夫編著，《可編程控制器原理、應(yīng)用》，北京；中國輕工業(yè)出版社，2003</p><p>　　[5] 郝海青編著，