基于PLC控制的氣動(dòng)機(jī)械手的設(shè)計(jì)

.12/14WORD完美格式畢業(yè)設(shè)計(jì)〔論文、作業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)〔論文、作業(yè)題目：基于PLC控制的氣動(dòng)機(jī)械手的設(shè)計(jì)分?！舱尽Ⅻc(diǎn)：年級、專業(yè)：教育層次：學(xué)生姓名：學(xué)號：指導(dǎo)教師：完成日期：目錄摘要······························Ⅰ一、機(jī)械手設(shè)計(jì)方案························1〔一機(jī)械手的手部結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)················1〔二機(jī)械手的手腕結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)················1〔三機(jī)械手的手臂結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)················1〔四機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)方案設(shè)計(jì)··················1〔五機(jī)械手的控制方案設(shè)計(jì)··················1〔六機(jī)械手的主要參數(shù)····················1〔七機(jī)械手的技術(shù)參數(shù)列表··················2二、機(jī)械手手部設(shè)計(jì)························2〔一夾持式手部結(jié)構(gòu)·····················2〔二升降缸的尺寸設(shè)計(jì)與校核和伸縮缸的選擇··········3三、機(jī)械手的PLC控制設(shè)計(jì)·····················13〔一可編程序控制器的選擇及工作過程·············13〔二機(jī)械手可編程序控制器控制方案··············13四、結(jié)論····························14參考文獻(xiàn)····························14致謝······························16內(nèi)容摘要對氣動(dòng)機(jī)械手的基本要求是能快速、準(zhǔn)確地拾-放和搬運(yùn)物件,這就要求它們具有高精度、快速反應(yīng)、一定的承載能力、足夠的工作空間和靈活的自由度及在任意位置都能自動(dòng)定位等特性。設(shè)計(jì)氣動(dòng)機(jī)械手的原則是:充分分析作業(yè)對象<工件>的作業(yè)技術(shù)要求,擬定最合理的作業(yè)工序和工藝,并滿足系統(tǒng)功能要求和環(huán)境條件;明確工件的結(jié)構(gòu)形狀和材料特性,定位精度要求,抓取、搬運(yùn)時(shí)的受力特性、尺寸和質(zhì)量參數(shù)等,從而進(jìn)一步確定對機(jī)械手結(jié)構(gòu)及運(yùn)行控制的要求;盡量選用定型的標(biāo)準(zhǔn)組件,簡化設(shè)計(jì)制造過程,兼顧通用性和專用性,并能實(shí)現(xiàn)柔性轉(zhuǎn)換和編程控制.本次設(shè)計(jì)的機(jī)械手是通用氣動(dòng)上下料機(jī)械手,是一種模擬大中型場合工作的機(jī)械搬運(yùn)設(shè)備?？梢愿淖儎?dòng)作程序的自動(dòng)搬運(yùn)或操作設(shè)備,操作頻繁的生產(chǎn)場合。在發(fā)出指令協(xié)調(diào)各有關(guān)驅(qū)動(dòng)器之間的運(yùn)動(dòng)的同時(shí),還要完成編程、示教/再現(xiàn)以及其他環(huán)境狀況〔傳感器信息、工藝要求、外部相關(guān)設(shè)備之間的信息傳遞和協(xié)調(diào)工作,使各關(guān)節(jié)能按預(yù)定運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)。關(guān)鍵詞：機(jī)械手PCL氣動(dòng)Ⅰ.基于PLC控制的氣動(dòng)機(jī)械手的設(shè)計(jì)一、機(jī)械手的設(shè)計(jì)方案〔一機(jī)械手的手部結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)為了使機(jī)械手的通用性更強(qiáng),把機(jī)械手的手部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成可更換結(jié)構(gòu),當(dāng)工件是棒料時(shí),使用夾持式手部;當(dāng)工件是板料時(shí),使用氣流負(fù)壓式吸盤。〔二機(jī)械手的手腕結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)考慮到機(jī)械手的通用性,同時(shí)由于被抓取工件是水平放置,因此手腕必須設(shè)有回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)才可滿足工作的要求。因此,手腕設(shè)計(jì)成回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)手腕回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)為回轉(zhuǎn)氣缸?！踩龣C(jī)械手的手臂結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)按照抓取工件的要求,本機(jī)械手的手臂有三個(gè)自由度,即手臂的伸縮、左右回轉(zhuǎn)和降<或俯仰>運(yùn)動(dòng)。手臂的回轉(zhuǎn)和升降運(yùn)動(dòng)是通過立柱來實(shí)現(xiàn)的,立柱的橫向移動(dòng)即為手臂的橫移。手臂的各種運(yùn)動(dòng)由氣缸來實(shí)現(xiàn)?！菜臋C(jī)械手的驅(qū)動(dòng)方案設(shè)計(jì)由于氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)作迅速,反應(yīng)靈敏,阻力損失和泄漏較小,成本低廉因此本機(jī)械手采用氣壓傳動(dòng)方式?！参鍣C(jī)械手的控制方案設(shè)計(jì)考慮到機(jī)械手的通用性,同時(shí)使用點(diǎn)位控制,因此我們采用可編程序控制器<PLC>對機(jī)械手進(jìn)行控制。當(dāng)機(jī)械手的動(dòng)作流程改變時(shí),只需改變PLC程序即可實(shí)現(xiàn),非常方便快捷。〔六機(jī)械手的主要參數(shù)1、機(jī)械手的最大抓重是其規(guī)格的主參數(shù),由于是采用氣動(dòng)方式驅(qū)動(dòng),因此考慮抓取的物體不應(yīng)該太重,查閱相關(guān)機(jī)械手的設(shè)計(jì)參數(shù),結(jié)合工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際情況,本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)抓取的工件質(zhì)量為5公斤2、基本參數(shù)運(yùn)動(dòng)速度是機(jī)械手主要的基本參數(shù)。操作節(jié)拍對機(jī)械手速度提出了要求,設(shè)計(jì)速度過低限制了它的使用范圍。而影響機(jī)械手動(dòng)作快慢的主要因素是手臂伸縮及回轉(zhuǎn)的速度。該機(jī)械手最大移動(dòng)速度設(shè)計(jì)為。最大回轉(zhuǎn)速度設(shè)計(jì)為。平均移動(dòng)速度為。平均回轉(zhuǎn)速度為。機(jī)械手動(dòng)作時(shí)有啟動(dòng)、停止過程的加、減速度存在,用速度一行程曲線來說明速度特性較為全面,因?yàn)槠骄俣扰c行程有關(guān),故用平均速度表示速度的快慢更為符合速度特性。除了運(yùn)動(dòng)速度以外,手臂設(shè)計(jì)的基本參數(shù)還有伸縮行程和工作半徑。大部分機(jī)械手設(shè)計(jì)成相當(dāng)于人工坐著或站著且略有走動(dòng)操作的空間。過大的伸縮行程和工作半徑,必然帶來偏重力矩增大而剛性降低。在這種情況下宜采用自動(dòng)傳送裝置為好。根據(jù)統(tǒng)計(jì)和比較,該機(jī)械手手臂的伸縮行程定為600mm,最大工作半徑約為。手臂升降行程定為。定位精度也是基本參數(shù)之一。該機(jī)械手的定位精度為。〔七機(jī)械手的技術(shù)參數(shù)列表1、用途:用于自動(dòng)輸送線的上下料。2、設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù):〔1抓重:〔2自由度數(shù):4個(gè)自由度〔3坐標(biāo)型式:圓柱坐標(biāo)〔4最大工作半徑:〔5手臂最大中心高:〔6手臂運(yùn)動(dòng)參數(shù):伸縮行程伸縮速度升降行程升降速度回轉(zhuǎn)范圍回轉(zhuǎn)速度〔7手腕運(yùn)動(dòng)參數(shù):回轉(zhuǎn)范圍回轉(zhuǎn)速度〔8手指夾持范圍:棒料:〔9定位方式:行程開關(guān)或可調(diào)機(jī)械擋塊等〔10定位精度:〔11驅(qū)動(dòng)方式:氣壓傳動(dòng)〔12控制方式:點(diǎn)位程序控制<采用PLC>二、機(jī)械手手部設(shè)計(jì)〔一夾持式手部結(jié)構(gòu)夾持式手部結(jié)構(gòu)由手指<或手爪>和傳力機(jī)構(gòu)所組成。其傳力結(jié)構(gòu)形式比較多,如滑槽杠桿式、斜楔杠桿式、齒輪齒條式、彈簧杠桿式等。1、手指的形狀和分類夾持式是最常見的一種,其中常用的有兩指式、多指式和雙手雙指式:按手指夾持工件的部位又可分為內(nèi)卡式<或內(nèi)漲式>和外夾式兩種:按模仿人手手指的動(dòng)作,手指可分為一支點(diǎn)回轉(zhuǎn)型,二支點(diǎn)回轉(zhuǎn)型和移動(dòng)型<或稱直進(jìn)型>,其中以二支點(diǎn)回轉(zhuǎn)型為基本型式。當(dāng)二支點(diǎn)回轉(zhuǎn)型手指的兩個(gè)回轉(zhuǎn)支點(diǎn)的距離縮小到無窮小時(shí),就變成了一支點(diǎn)回轉(zhuǎn)型手指;同理,當(dāng)二支點(diǎn)回轉(zhuǎn)型手指的手指長度變成無窮長時(shí),就成為移動(dòng)型。回轉(zhuǎn)型手指開閉角較小,結(jié)構(gòu)簡單,制造容易,應(yīng)用廣泛。移動(dòng)型應(yīng)用較少,其結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜龐大,當(dāng)移動(dòng)型手指夾持直徑變化的零件時(shí)不影響其軸心的位置,能適應(yīng)不同直徑的工件。2、設(shè)計(jì)時(shí)注意的問題<1>具有足夠的握力<即夾緊力>在確定手指的握力時(shí),除考慮工件重量外,還應(yīng)考慮在傳送或操作過程中所產(chǎn)生的慣性力和振動(dòng),以保證工件不致產(chǎn)生松動(dòng)或脫落。<2>手指間應(yīng)具有一定的開閉角兩手指張開與閉合的兩個(gè)極限位置所夾的角度稱為手指的開閉角。手指的開閉角應(yīng)保證工件能順利進(jìn)入或脫開,若夾持不同直徑的工件,應(yīng)按最大直徑的工件考慮。對于移動(dòng)型手指只有開閉幅度的要求。<3>保證工件準(zhǔn)確定位為使手指和被夾持工件保持準(zhǔn)確的相對位置,必須根據(jù)被抓取工件的形狀,選擇相應(yīng)的手指形狀。例如圓柱形工件采用帶"V"形面的手指,以便自動(dòng)定心。<4>具有足夠的強(qiáng)度和剛度手指除受到被夾持工件的反作用力外,還受到機(jī)械手在運(yùn)動(dòng)過程中所產(chǎn)生的慣性力和振動(dòng)的影響,要求有足夠的強(qiáng)度和剛度以防折斷或彎曲變形,當(dāng)應(yīng)盡量使結(jié)構(gòu)簡單緊湊,自重輕,并使手部的中心在手腕的回轉(zhuǎn)軸線上,以使手腕的扭轉(zhuǎn)力矩最小為佳?！?>考慮被抓取對象的要求根據(jù)機(jī)械手的工作需要,通過比較,我們采用的機(jī)械手的手部結(jié)構(gòu)是一支點(diǎn)兩指回轉(zhuǎn)型,由于工件多為圓柱形,故手指形狀設(shè)計(jì)成V型。〔二升降缸的尺寸設(shè)計(jì)與校核和伸縮缸的選擇1、氣缸的分類普通氣缸的結(jié)構(gòu)組成見圖3-1。主要由前蓋、后蓋9、活塞6、活塞桿4、缸筒5其他一些零件組成。圖3-1普通氣缸的結(jié)構(gòu)組成1—組合防塵圈；—前端蓋；3—軸用YX密封圈；4—活塞桿；5—缸筒；6—活塞；7—孔用YX密封圈；8—緩沖調(diào)節(jié)閥；9—后端蓋〔1單作用氣缸柱塞式氣缸：壓縮空氣只能使柱塞向一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)；借助外力或重力復(fù)位活塞式氣缸：壓縮空氣只能使活塞向一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)；借助外力或重力復(fù)位〔或借助彈簧力復(fù)位；用于行程較小場合薄膜式氣缸：以膜片代替活塞的氣缸。單向作用；借助彈簧力復(fù)位；行程短；結(jié)構(gòu)簡單,缸體內(nèi)壁不須加工；須按行程比例增大直徑。若無彈簧,用壓縮空氣復(fù)位,即為雙向作用薄膜式氣缸。行程較長的薄膜式氣缸膜片受到滾壓,常稱滾壓〔風(fēng)箱式氣缸?！?雙作用氣缸普通氣缸：利用壓縮空氣使活塞向兩個(gè)方向運(yùn)動(dòng),活塞行程可根據(jù)實(shí)際需要選定,雙向作用的力和速度不同雙活塞桿氣缸：壓縮空氣可使活塞向兩個(gè)方向運(yùn)動(dòng),且其速度和行程都相等不可調(diào)緩沖氣缸：設(shè)有緩沖裝置以使活塞臨近行程終點(diǎn)時(shí)減速,防止沖擊,緩沖效果不可調(diào)整可調(diào)緩沖氣缸：緩沖裝置的減速和緩沖效果可根據(jù)需要調(diào)整〔3特殊氣缸差動(dòng)氣缸：氣缸活塞兩端有效面積差較大,利用壓力差原理使活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng),工作時(shí)活塞桿側(cè)始終通以壓縮空氣雙活塞氣缸：兩個(gè)活塞同時(shí)向相反方向運(yùn)動(dòng)多位氣缸：活塞桿沿行程長度方向可在多個(gè)位置停留,圖示結(jié)構(gòu)有四個(gè)位置串聯(lián)氣缸：在一根活塞桿上串聯(lián)多個(gè)活塞,可獲得和各活塞有效面積總和成正比的輸出力沖擊氣缸：利用突然大量供氣和快速排氣相結(jié)合的方法得到活塞桿的快速?zèng)_擊運(yùn)動(dòng),用于切斷、沖孔、打入工件等數(shù)字氣缸：將若干個(gè)活塞沿軸向依次裝在一起,每個(gè)活塞的行程由小到大,按幾何級數(shù)增加回轉(zhuǎn)氣缸：進(jìn)排氣導(dǎo)管和導(dǎo)氣頭固定而氣缸本體可相對轉(zhuǎn)動(dòng)。用于機(jī)床夾具和線材卷曲裝置上伺服氣缸：將輸入的氣壓信號成比例地轉(zhuǎn)換為活塞桿的機(jī)械位移。用于自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中。撓性氣缸缸筒由撓性材料制成,由夾住缸筒的滾子代替活塞。用于輸出力小,占地空間小,行程較長的場合,缸筒可適當(dāng)彎曲鋼索式氣缸：以鋼絲繩代替剛性活塞桿的一種氣缸,用于小直徑,特長行程的場合〔4組合氣缸增壓氣缸：活塞桿面積不相等,根據(jù)力平衡原理,可由小活塞端輸出高壓氣體氣-液增壓缸：液體是不可壓縮的,根據(jù)力的平衡原理,利用兩兩相連活塞面積的不等,壓縮空氣驅(qū)動(dòng)大活塞,小活塞便可輸出相應(yīng)比例的高壓液體氣-液阻尼缸：利用液體不可壓縮的性能及液體流量易于控制的優(yōu)點(diǎn),獲得活塞桿的穩(wěn)速運(yùn)動(dòng)2、升降氣缸的尺寸設(shè)計(jì)與校核<1>活塞桿上輸出力和缸徑的計(jì)算本課題中采用的是雙作用氣缸,單活塞桿雙作用氣缸是使用最為廣泛的一種普通氣缸,因其只在活塞一側(cè)有活塞桿,所以壓縮空氣作用在活塞兩側(cè)的有效面積不等.活塞左行時(shí)活塞桿產(chǎn)生推力,活塞右行時(shí)產(chǎn)生拉力?！?-1〔3-2式中活塞桿的推力<N>;活塞桿的拉力<N>;活塞直徑<m>;活塞桿直徑<m>;氣缸工作壓力<Pa>;氣缸工作總阻力<N>;氣缸工作時(shí)的總阻力與眾多因素有關(guān),如運(yùn)動(dòng)部件慣性力,背壓阻力,密封處摩擦力等.以上因素可以載荷率的形式計(jì)入公式,如要求氣缸的靜推力和靜拉力,則計(jì)入載荷率后〔3-3〔3-4計(jì)入載荷率就能保證氣缸工作時(shí)的動(dòng)態(tài)特征.若氣缸動(dòng)態(tài)參數(shù)要求較高;且工作頻率高,其載荷率一般取,速度高時(shí)取小值,速度低時(shí)取大值.若氣缸動(dòng)態(tài)參數(shù)要求一般,且工作頻率低,基本是勻速運(yùn)動(dòng),其載荷率可取。根據(jù)要求本次設(shè)計(jì)中,我們?nèi)??；钊麠U拉力為克服機(jī)械手的自重〔1.5KG和克服抓取物的重量<0.5KG>所用的力為由式〔3-3,3-4可求得氣缸直徑D。當(dāng)推力作功時(shí)〔3-5〔3-6用式〔3-6計(jì)算時(shí),活塞桿d可根據(jù)氣缸拉力預(yù)先估定,詳細(xì)計(jì)算見活塞的計(jì)算。估定活塞桿直徑可按計(jì)算〔必要時(shí)也可取0.4。若將代入式〔3-6,則可得〔3-7式中系數(shù)在缸徑較大時(shí)取小值,缸徑較小時(shí)取大值。以上公式計(jì)算出的氣缸內(nèi)徑D應(yīng)圓整為標(biāo)準(zhǔn)值。參考表3-1得根據(jù)可估算得表缸筒內(nèi)徑系列〔mm810121620253240506380<90>100<110>125<140>160<180>200<220>250320400500630注：無括號的數(shù)值為優(yōu)先選用者活塞桿直徑系列〔mm456810121416182022252832364045505663708090100110125140160180200220250280320360400〔2活塞桿的計(jì)算①按強(qiáng)度條件計(jì)算當(dāng)活塞桿的長度L較小時(shí)〔L≤10d,可以只按強(qiáng)度條件計(jì)算活塞桿直徑d〔3-8式中氣缸的推力〔N；活塞桿材料的許用應(yīng)力<Pa>,材料的抗拉強(qiáng)度〔Pa；安全系數(shù),S≥1.4。②按縱向彎曲極限力計(jì)算氣缸承受軸向壓力以后,會(huì)產(chǎn)生軸向彎曲,當(dāng)縱向力達(dá)到極限力以后,活塞桿會(huì)產(chǎn)生永久性彎曲變形,出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象。該極限力與缸的安裝方式、活塞桿直徑及行程有關(guān)。當(dāng)長細(xì)比時(shí)〔3-9當(dāng)長細(xì)比時(shí)〔3-10式中活塞桿計(jì)算長度〔m,見表3-3活塞桿橫截面回轉(zhuǎn)半徑,實(shí)心桿空心桿活塞桿橫截面慣性矩,實(shí)心桿空心桿空心活塞桿內(nèi)徑直徑〔m；活塞桿截面積實(shí)心桿空心桿系數(shù),見表3-3材料彈性模量,對鋼取材料強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)值,對鋼取系數(shù),對鋼取a=1/5000安裝方式為鉸支鉸支,根據(jù)表3-3得知取n=1,由于活塞桿長度L=10cm<行程為5mm>,活塞桿桿橫截面回轉(zhuǎn)半徑<實(shí)心桿>所以長細(xì)比所以若縱向推力載荷〔總載荷超過極限力,就應(yīng)采取相應(yīng)措施。在其他條件〔行程、安裝方式不變的前提下,多以加大活塞桿直徑d來解決。表活塞桿計(jì)算長度L及系數(shù)nn安裝方式<3>缸筒壁厚的計(jì)算缸筒直接承受壓力,需有一定的厚度。由于一般氣缸缸筒壁厚與內(nèi)徑之比,所以通?？梢园幢”谕补接?jì)算〔3-11式中氣缸筒的壁厚〔m；氣缸筒內(nèi)徑〔缸徑〔m；氣缸試驗(yàn)壓力,一般取氣缸工作壓力〔Pa；缸筒材料許用應(yīng)力〔Pa；材料抗拉強(qiáng)度〔Pa；安全系數(shù),一般取常用缸筒材料有：鑄鐵HT150或HT200等,其Q235A鋼管、20鋼管,其鋁合金ZL3,其；45鋼,其本氣缸選用45號缸,,其所以常用計(jì)算出的缸筒壁厚都相當(dāng)薄,但考慮到機(jī)械加工,缸筒兩端要安裝缸蓋等需要,往往將氣缸筒壁厚作適當(dāng)加厚,且盡量選用標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)徑和壁厚的鋼管和鋁合金管。表3-4所列缸筒壁厚值可供參考。因加工等原因如表3-4選=5mm.表氣缸筒壁厚<mm>材料氣缸直徑鑄鐵HT1505080100125160200250320壁厚78101012141616鋼Q235A、45、20號無縫管5677881010鋁合金ZL38--1212--1414--173、伸縮缸的選擇根據(jù)機(jī)械手的總體的受力,伸縮缸的選擇可以和升降缸使用相同的尺寸?！踩剞D(zhuǎn)氣缸的尺寸設(shè)計(jì)與校核1、工件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算當(dāng)工件為Φ20時(shí),R=10＞J的計(jì)算取R＞情況下的公式,查表3-5可知,按圓柱體計(jì)算：當(dāng)工件為Φ5時(shí),J的計(jì)算取R=10＞情況下的公式,查表3-5可知,按圓柱體計(jì)算：因?yàn)?J工件〔ф20＞J工件〔ф5,所以,J工件取J工件〔ф20=計(jì)算。2、手部的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算根據(jù)手部結(jié)構(gòu),查表3-5可知,按長方體計(jì)算。因?yàn)?m手部總=1.5〔kg表2-13、旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算4、旋轉(zhuǎn)回轉(zhuǎn)力矩的計(jì)算：⑴克服啟動(dòng)慣性所需的力矩M慣：式中：ω——手腕回轉(zhuǎn)過程的角速度〔1/st啟——啟動(dòng)過程中所需的時(shí)間〔st啟=0.1s那么,⑵腕部回轉(zhuǎn)所屬的總力矩M總：由于手夾持在工件重心〔中心位置轉(zhuǎn)動(dòng),M偏=0,腕部與手部聯(lián)接使用非軸承元件,所生的摩擦力矩M摩不大,為了簡化計(jì)算可以將M慣適當(dāng)放大,而省略掉M偏、M摩,這時(shí)M總=1.5×M慣那么,M總=1.5×M慣=0.45<Nm>查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》第4版資料,選擇齒輪齒條轉(zhuǎn)擺動(dòng)氣缸〔缸徑為50mm型號：DRQ-PPVJ-A。在0.5Mpa時(shí),轉(zhuǎn)矩為6Nm,大于M總〔安全。三、機(jī)械手的PLC控制設(shè)計(jì)〔一可編程序控制器的選擇及工作過程1、可編程序控制器的選擇目前,國際上生產(chǎn)可編程序控制器的廠家很多,如日本三菱公司的F系列PC,德國西門子公司的SIMATICN5系列PC、日本OMRON<立石>公司的C型、P型PC等?？紤]到本機(jī)械手的輸入輸出點(diǎn)不多,工作流程較簡單,同時(shí)考慮到制造成本,因此在本次設(shè)計(jì)中選擇了OMRON公司的C28P型可編程序控制器。2、可編程序控制器的工作過程可編程序控制器是通過執(zhí)行用戶程序來完成各種不同控制任務(wù)的。為此采用了循環(huán)掃描的工作方式。具體的工作過程可分為4個(gè)階段。第一階段是初始化處理?？删幊绦蚩刂破鞯妮斎攵俗硬皇侵苯优c主機(jī)相連,CPU對輸入輸出狀態(tài)的詢問是針對輸入輸出狀態(tài)暫存器而言的。輸入輸出狀態(tài)暫存器也稱為I/0狀態(tài)表.該表是一個(gè)專門存放輸入輸出狀態(tài)信息的存儲區(qū)。其中存放輸入狀態(tài)信息的存儲器叫輸入狀態(tài)暫存器;存放輸出狀態(tài)信息的存儲器叫輸出狀態(tài)暫存器。開機(jī)時(shí),CPU首先使I/0狀態(tài)表清零,然后進(jìn)行自診斷。當(dāng)確認(rèn)其硬件工作正常后,進(jìn)入下一階段。第二階段是處理輸入信號階段。在處理輸入信號階段,CPU對輸入狀態(tài)進(jìn)行掃描,將獲得的各個(gè)輸入端子的狀態(tài)信息送到I/0狀態(tài)表中存放。在同一掃描周期內(nèi),各個(gè)輸入點(diǎn)的狀態(tài)在I/0狀態(tài)表中一直保持不變,不會(huì)受到各個(gè)輸入端子信號變化的影響,因此不能造成運(yùn)算結(jié)果混亂,保證了本周期內(nèi)用戶程序的正確執(zhí)行。第三階段是程序處理階段。當(dāng)輸入狀態(tài)信息全部進(jìn)入I/0狀態(tài)表后,CPU工作進(jìn)入到第三個(gè)階段。在這個(gè)階段中,可編程序控制器對用戶程序進(jìn)行依次掃描,并根據(jù)各I/0狀態(tài)和有關(guān)指令進(jìn)行運(yùn)算和處理,最后將結(jié)果寫入I/0狀態(tài)表的輸出狀態(tài)暫存器中。第四階段是輸出處理階段。段CPU對用戶程序已掃描處理完畢,并將運(yùn)算結(jié)果寫入到I/0狀態(tài)表狀態(tài)暫存器中。此時(shí)將輸入信號從輸出狀態(tài)暫存器中取出,送到輸出鎖存電路,驅(qū)動(dòng)輸出繼電器線圈,控制被控設(shè)備進(jìn)行各種相應(yīng)的動(dòng)作。然后,CPU又返回執(zhí)行下一個(gè)循環(huán)的掃描周期。〔二機(jī)械手可編程序控制器控制方案四、結(jié)論〔一本次設(shè)計(jì)的是氣動(dòng)通用機(jī)械手,相對于專用機(jī)械手,通用機(jī)械手的自由度可變,控制程序可調(diào),因此適用面更廣?！捕捎脷鈮簜鲃?dòng),動(dòng)作迅速,反應(yīng)靈敏,能實(shí)現(xiàn)過載保護(hù),便于自動(dòng)控制。工作環(huán)境適應(yīng)性好,不會(huì)因環(huán)境變化影響傳動(dòng)及控制性能。阻力損失和泄漏較小,不會(huì)污