智能物料機器人-機械手的結構外觀設計-金俊慧

摘要在工業(yè)迅速發(fā)展的時代，為達到提高生產效率、節(jié)約成本的目的，企業(yè)會購入一些自動化產品，這些自動化產品主要為了代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人力去做一些重復性高、危險性高、勞動力大的工作，這其中被廣泛運用的是物料搬運機器人，尤其是在汽車行業(yè)發(fā)達、物流發(fā)達的這個時代，但即便是如此，國內的物料機器人發(fā)展還是相對落后的，尤其是在搬運物料方面上，廣泛運用國外的進口的物料機器人。本次設計主要采用電動與氣動結合的設計思路，采用51單片機進行控制，通過結合原始數據對智能物料機器人進行結構設計以及電機與電子元件、氣缸與氣動元件的計算與選型，再通過運動學分析、力學分析、強度校核分析設計的可行性，運用solidworks軟件對智能物料機器人進行三維建模。本文詳細闡述了本人設計的智能物料機器人的機械手結構外觀設計全部過程，其中包括X、Y軸的平面定位、Z軸的上下移動取料、氣動機械手夾取裝置。全文詳細的描述了X、Y、Z軸主要部件的選型與設計，包括步進電機選型、輔助部件選型、滑軌選型、氣爪選型、氣動元件選型等等。最終通過對電機及氣爪的控制，實現對物料的定點夾取與運輸。關鍵詞：單片機、三維建模、步進電機、氣爪Designofstructureandappearanceofintelligentmaterialrobot-manipulatorAbstractIntheindustrialeraofrapiddevelopment,inordertoreachthegoalofimprovingproductionefficiency,costsavings,companieswillpurchasesomeautomationproducts,theseautomationproductsaremainlytoreplacetraditionalmanpowertodosomehighlyrepetitive,highrisk,laborwork,whichiswidelyusedasmaterialhandlingrobot,especiallyinthiseraofautomobileindustryanddevelopedlogistics,butevenso,thedevelopmentofdomesticmaterialrobotsisstillrelativelybackward,especiallyinthehandlingofmaterials.Importedmaterialrobotsfromabroad.Thisdesignmainlyadoptsthecombinationofelectricandpneumaticdesignideas,using51singlechipmicrocomputertocontrol,throughacombinationoftheoriginaldataforintelligentmaterialsrobotstructuredesign,andelectricalandelectroniccomponents,cylindersandpneumaticcomponents,andthenthroughkinematicsThefeasibilityofanalysis,mechanicalanalysis,andstrengthcheckanalysisdesign,usingsolidworkssoftwaretocarryoutthree-dimensionalmodelingofintelligentmaterialrobots.ThisarticleelaboratedonthedesignprocessofthemanipulatorstructuredesignoftheintelligentmaterialrobotIdesigned,includingtheplanepositioningoftheXandYaxes,theupanddownmovementoftheZaxis,andthepneumaticmanipulatorgrippingdevice.ThefulltextdescribesindetailtheselectionanddesignofthemaincomponentsoftheX,Y,andZaxes,includingtheselectionofsteppermotors,theselectionofauxiliarycomponents,theselectionofsliderails,theselectionofairgrippers,andtheselectionofpneumaticcomponents.Finally,throughthecontrolofthemotorandtheairjaw,thematerialcanbepinchedandtransported.KEYWORDS:SingleChip;3Dmodeling;steppermotor；gasclaw目錄1.緒論 51.1選題背景 51.2機械手的發(fā)展歷史與趨勢 61.3研究現狀 61.4研究目標 71.5課題的主要研究方向 72.機械手的電動設計與氣動設計 82.1研究思路 82.2氣動部分的工作原理 92.3機械手氣動部分的系統(tǒng)設計 102.4機械手電動部分的工作原理 102.5機械手電動部分的系統(tǒng)設計 102.6可行性分析 112.7設計中用到的原始數據 113.Z軸氣缸與氣爪的整體設計 123.1氣動技術的特點 123.2氣爪裝置的設計 123.2.1氣爪的工作原理 123.2.2氣爪夾持力和夾持距的計算 123.2.3確定氣爪型號 133.3氣缸總設計 143.3.1氣缸輸出力的有關計算 143.3.2氣缸耗氣量相關計算 153.3.3自由空氣消耗量計算 163.4氣動元件的選擇 163.4.1電磁閥選型 163.4.2消聲器選型 173.4.3節(jié)流閥選型 174.滾珠絲杠及滑塊選型計算? 184.1滾珠絲杠選型? 184.1.1滾珠絲杠導程計算 184.1.2滾珠絲杠副的載荷及轉速計算 184.1.3滾珠絲杠扭矩計算 194.1.4選定滾珠絲杠規(guī)格代號 194.2Y軸滑塊選型 204.2.1滑塊選型計算 204.2.2滑塊選型確定 215.步進電機的選型與計算 215.1步進電機簡介 215.2加在電機上的轉動慣量 225.3加在電機上的總力矩 225.4確定步進電機的型號 235.5確定步進電機的控制器型號 246.機械手三維建模 256.1機械手整體三維結構圖 256.2X軸移動機構外觀設計 286.3Y軸移動機構外觀設計 296.4Z軸移動機構外觀設計 317.部分外發(fā)加工零件編程與工程圖 337.1Y軸載板銑板編程 337.2Y軸載板鉆孔編程 347.2.1加工Y軸載板孔CAD圖層設置 347.2.2載板與X軸固定板程序編程 358.機械手裝配 368.1組裝 368.2部裝 378.2.1X軸的組裝 378.2.2Y軸的組裝 388.2.3Z軸的組裝 388.3總裝 399.總結 40參考文獻 40謝辭 41附錄 42附錄1步進電機與電機驅動器實物圖 42附錄2加強塊工程圖 42附錄3氣缸安裝板工程圖 43附錄4立柱工程圖 43附錄5KK安裝板工程圖 44附錄6機械手X軸實物圖 44附錄7Z軸實物圖 45附錄8物料運輸裝置實物圖 46附錄9控制裝置實物圖 471.緒論1.1選題背景近年來人口老齡化越來越嚴重，這意味著勞動力的減少，尤其是在以勞動力為競爭優(yōu)勢的中國，勞動力的減少意味著企業(yè)制造生產率的降低。只有不斷發(fā)展工業(yè)自動化，以自動化代替?zhèn)鹘y(tǒng)人工，才能解決老齡化這一問題。這其中最為常見的莫過于機械手，它是一種模擬人類的手、臂、關節(jié)，再輸入固定的程序就能實現抓取、搬運物料的自動化裝置。它的出現不僅大大減少了企業(yè)制造過程中的勞動力，而且保證了產品的質量。在制造業(yè)高速發(fā)展的時代，機械手也得到了較快的發(fā)展，現如今第一代機械手被人們廣泛運用于自動化生產中，操作者可根據生產要求對機械手進行控制；第二代機械手結合了人類的感官功能，例如視覺、聽覺、觸覺的能力，科技含量較高，所以還未被廣泛運用于企業(yè)中；結合了人工智能的第三代機械手，不需要人為操作便能能獨自進行工作，它與我們日常生活常見的電視設備和電子計算機有著密不可分的聯系，目前依舊處于被研制狀態(tài)。至2018年末，中國已有幾十個具有較大影響力的智能制造基地，智能機械人的發(fā)展，推動了成千上萬的企業(yè)開展機器換人。1.2機械手的發(fā)展歷史與趨勢目前被廣泛運用的第一代機械手是在古代機械手的基礎上發(fā)展而來的，早在20世紀中期，機械手就開始被研制了，隨著科學技術的不斷發(fā)展和電子計算機的發(fā)明，尤其是在1946年第一代計算機的發(fā)明以來，人們對生活質量的追求也更高了，需求推動生產，這時候大批量的計算機需要被生產，然而當時勞動力不足，這就為機器手的發(fā)展奠定了基礎。第一臺機械手于1958年被美國聯合控制公司研制，該機械手通過模擬人類的手臂結構進行設計，再對機械手控制器輸入特定的程序就可以進行一些指定的動作；最早的一個關于機器人的概念于1954年被一個叫戴沃爾的美國人提出，這個概念在當時就已經已被申請為專利。該專利的大致內容是機械手模擬人類關節(jié)，人類進行一些動作并對機器人進行示教，機器人學會以后便可再現人類所進行的一些動作。這也就是當時最早的示教機器人?，F如今的社會依然使用這種示教的控制方式，可想而知，當初的概念對如今機器人發(fā)展的影響是多么的巨大。衡量機器手靈活度標準有很多，靈活度越高的機械手所能進行的動作也就越多，這其中最為關鍵的參數為機械手的自由度，現如今市場上機械手的自由度已經達到了6個自由度，但被廣泛運用的機械手的自由度有2-3個。美國聯合控制公司抓住了時代的浪潮，大力發(fā)展機械手制造企業(yè)，在1958年便研制出了第一臺機械手，當時轟動了各國的機械手研究所，這也為機械手開拓了新篇章。嗅到科技力量的美國，大力發(fā)展科技，有了第一臺機械手的基礎，美國聯合控制公司于1962年研制出了一臺數控再現機械手，這臺機械手被廣泛運用于數控機床上，它工作效率高，制造成本低。隨著科技快速發(fā)展，現如今日本已經成為機械手運用最為廣泛的國家之一。中國于上世紀70年代就開始研發(fā)與制造機械手，1972年首臺中國自己研發(fā)制造的機械手在上海研發(fā)成功，隨后中國23個省也陸續(xù)開始了對機械手的研究。1.3研究現狀國外的機械手發(fā)展是比較快的，尤其是在物料搬運機械手這個領域上，精度越高自由度越多的機械手被研發(fā)與制造[3]?，F如今國外的搬運物料機械手朝著更加智能的方向發(fā)展，機械手具有感應物料的功能，操作者能通過設置搬運的參數來控制夾持的方式。隨著互聯網的全球普及、航天航空技術的發(fā)展、生物技術的發(fā)展，機械手也致力于精度更高、功能更強大、更加智能的方向發(fā)展[1]。國內的機械手相對還是比較落后的，尤其是在搬運物料的機械手方面，大部分依然使用國外進口的機械手。其實中國在上世紀70年代就開始研發(fā)與制造機械手了，但即便如此，我國在機械手上的造詣還是與歐美國家保持著30年差距。意識到差距的中國政府調取大量的資金，召集了全國最頂尖的研究人員，開始對機械手進行研究，成功研發(fā)制造出了第一批屬于中國人的機械手。但是總的來看，我國的機器人技術依舊與國外存在著不可忽視的差距，無論是在機械手的精度還是在智能化程度上，我們都有一定的距離，尤其是在國際競爭力日益增加的狀況下，我國機械手面臨著發(fā)展的機遇和來自國外的不斷挑戰(zhàn)，因此我國政府應高度重視機械手的研發(fā)與制造，投入更多地資金，召集更多的研究人員，提高我國科技競爭實力，大力發(fā)展高科技機器人，掌握機械手關鍵技術，為推進我國機械手的發(fā)展不斷努力學習。1.4研究目標現在市面上的機械手大部分都將三軸移動平臺的三根軸懸掛在一起，因為軸本身就存在一定的重量，使用這樣的設計會大大減低了機械手的承載能力，而且軸之間的移動阻力也會增加，同時也會影響到機械手的使用壽命與定位的精確度。本次設計針對市面上機械手的問題，對傳統(tǒng)機械手的結構進行改造，通過將Y軸單獨隔開進行設計，將X軸與Z軸進行結合，并且將Z軸的電機與絲桿滑軌改為氣缸與氣爪，這樣的設計不僅減低了軸之間的阻力，大大提高了氣動機械手抓取物料的承載重量，同時也提高了三軸移動平臺的使用壽命；再通過團隊自身研究的控制方式對電機以及氣缸進行控制，提高了三軸移動平臺定位的精確性與穩(wěn)定性，使機械手精準定位并進行夾取。作為智能物料機器人實現動作的載體，本次設計的機械手需具有以下特點：各軸承載物料的重量大、使用壽命長、高精準定位與夾取、穩(wěn)定性高。1.5課題的主要研究方向1.通過原始數據對電機、氣缸、氣爪以及其他部件進行選型。2.使用solidworks進行三維建模。3.運用solidworks對零件進行裝配。因為考慮到機械結構可能會出現模塊與模塊之間的干涉，因此用solidworks軟件對模型進行運動仿真分析。4.對加工件和標準件進行區(qū)分并且出BOM表（物料清單）。5.對加工件進行數控編程（包括銑板編程與鉆孔編程）。2.機械手的電動設計與氣動設計2.1研究思路根據X、Y、Z三軸設計移動平臺，再分別對X、Y、Z軸的步進電機、絲桿、連接器以及零件進行選型與三維建模，用solidworks設計軟件對已經確定的部件及零件進行繪圖，并用solidworks對已經設計好的部件與零件進行裝配，再進行模擬三軸移動平臺動作，根據設計要求進行改善。如圖2.1所示為研究思路圖如圖2.1研究思路圖如圖2.1所示為設計工作流程圖根據原始參數要求進行方案設根據原始參數要求進行方案設計對設計要求抽象化對設計要求抽象化認清事物的本質確定系統(tǒng)的功能確定系統(tǒng)的功能結構尋求實現各分功能的作用原理尋求實現各分功能的作用原理 組合作用原理，形成原理解組合作用原理，形成原理解根據原理解進行三維設計根據原理解進行三維設計對三維模型進行運動仿真與優(yōu)化對三維模型進行運動仿真與優(yōu)化圖2.1設計工作流程圖2.2氣動部分的工作原理氣缸與氣爪的工作步驟如下:氣缸到位→氣缸伸出→傳感器感應氣缸伸出到位→氣爪夾取→感應氣爪抓取到位→氣缸縮回→感應運輸到位→氣缸伸出→傳感器感應氣缸伸出到位→氣爪卸料→歸位。在氣動過程中，必須考慮到以下幾個環(huán)節(jié):1).如何快速自動的歸位。2).如何對物料快速定位與夾緊。3).如何通過傳感器與控制系統(tǒng)實現動作的精確循環(huán)運行。2.3機械手氣動部分的系統(tǒng)設計為了實現上述的功能，本設計采用了一個氣缸與一個氣爪。氣缸與氣爪均為雙作用氣缸，氣缸作為機械手的Z軸進行上下移動，氣爪作為機械手的夾取物料裝置，二者均通過電磁閥進行控制，氣動系統(tǒng)的原理如圖2.2所示圖2.2氣動系統(tǒng)原理圖2.4機械手電動部分的工作原理該機械手電動部分需要完成Y軸、X軸的定點移動以及歸位，完成一次作業(yè)的步驟為：Y軸與X軸同時移動到原點→Y軸與X軸同時移動到系統(tǒng)設置的夾取位置→等待夾取→Y軸與X軸同時移動到系統(tǒng)設置的卸料位置→Y軸與X軸同時移動到系統(tǒng)設置的原點。2.5機械手電動部分的系統(tǒng)設計為了實現上述的功能，本設計的電動設計用了兩個步進電機、兩個絲桿、四個滑塊、兩個鏈接器等，單片機輸入控制算法控制電機的控制器，控制器輸出信號給電機驅動電機，位置傳感器反饋當前位置給單片機，單片機進行信號的A/D轉換，將信號轉換為電壓大小控制電機的旋轉，進而對當前位置進行糾正。電動的系統(tǒng)原理圖如圖2.3所示。圖2.3電動系統(tǒng)原理圖2.6可行性分析操作可行性：當今科技的迅速發(fā)展，社會逐步進入人工智能時代，人類對機械手的運用創(chuàng)新要求也有了不斷地提高。而在人工智能時代，機械手起著關鍵的作用，例如：3D打印、流水線上的定位夾取物料裝置，這些都運用到了機械手。技術可行性：該裝置的設計主要由SolidWorks進行設計，電機、絲杠以及連接器的選型主要參考本人實習公司的培訓資料，并在公司現有的選型軟件進行選型并根據零件的工程圖進行設計。經濟可行性：該智能物料機器人-三軸平臺及夾取裝置采用的大部分電機、絲桿及連接器都是自主選型并進行配合，電機選用的標準都是采用價格相對便宜的，其他零部件都是自主設計并進行加工，所以在經濟上是相對可行的。2.7設計中用到的原始數據需要運輸的物料直徑為80-100mm。氣爪未通氣狀態(tài)時的最大距離為150mm。氣爪夾持點距轉軸的力臂大約為800mm。1S夾緊，夾持速度為12-20mm/s。運輸的工件材料可為塑料、鋁制品、鋼制品，重量可確定的范圍為：4-6kg。X軸可移動的距離為100cm。Y軸可移動的距離為60cm。Z軸氣缸可伸出的距離為40cm。氣缸工作壓力P為0.5MPa。X軸電機驅動的負載量本設計設定為50kg。Z軸氣缸與氣爪的整體設計3.1氣動技術的特點(1)氣動所需的工作介質為空氣，具有取之不盡用之不竭的優(yōu)勢，而且用完后排出外面也不會污染環(huán)境。(2)能多方面運用到各種工作環(huán)境，例如：易爆、易燃、輻射等環(huán)境。

(3)相比電動、液壓而言，氣動具有動作反應迅速、控制簡單的優(yōu)勢。

(4)氣動元件使用壽命長，能更好地適應不同的工作環(huán)境，可靠性高。

(5)結構外觀簡單，方便工程師進行設計。3.2氣爪裝置的設計3.2.1氣爪的工作原理氣爪的動作由氣缸進行驅動，在我們設計氣爪時，可以根據原始參數中設定的夾持力的大小來確定活塞的拉力與推力。氣爪的動作主要由氣體推動氣爪體內的左右兩個獨立活塞運動實現的，因此活塞的運動表示氣爪的運動?；钊谶\動的過程中會有所損耗，使用我們在選擇氣爪的時候，輸出的力應選擇比計算量略大，具體數值應參考實際計算所得。倘若選擇的缸徑小了，則輸出力不夠，氣爪夾持力達不到設計要求；如果氣缸缸徑選大了，這不僅會造成能源的浪費，而且增加我們的設計成本，所以我們在設計的過程中，應該結合實際要求，根據計算的數據對氣爪進行選型。3.2.2氣爪夾持力和夾持距的計算本設計設定夾取物料的重量為2kg，假設綜合摩擦系數為μ=0.1，由G=mg得G=20N，又G=2μF可得F=100N（F為氣爪對物料的夾持力）氣缸內徑的確定結合原始數據中Z軸的工作載荷與工作壓力，我們可以根據公式3.1進行計算氣爪的缸徑D：D=4F1·（πPη）（式3.1D表示氣缸的內徑（mm）；F1表示作用在活塞上的推力（N），根據原始數據我們取F1=F=100N；P表示初選的工作壓力（Pa）,本設計去P=0.5Pa；η表示為總機械效率（當氣缸動態(tài)性能要求和工作效率較高時，η=0.3-0.5;當氣缸動態(tài)性能要求一般，工作效率要求低時，η=0.7-0.85，本設計對氣缸動態(tài)要求和工作效率較高，所以取η=0.4；將上述數據代入式3.1，得D=25mm；3.2.3確定氣爪型號綜合上述數據，本設計我們選用亞德客型號為WGY11-25-50-2的雙作用氣爪，該氣缸的夾持力為131N，缸徑為25mm，手指行程為50mm，接管的口徑為M5，使用壓力范圍0.1-0.6MPa，磁性開關數量為2個。如圖3.1所示為氣爪實物圖圖3.1氣爪實物圖3.3氣缸總設計3.3.1氣缸輸出力的有關計算如圖3.2為本次設計選擇的氣缸，它為雙作用氣缸，缸徑為25mm，動作行程為150mm，帶磁環(huán)，使用壓力范圍0.15-1MPa。圖3.2Z軸氣缸氣缸作用力的大小：

在氣缸選型設計過程中，我們可以先結合實際設計要求設定氣缸正常工作所需的力大小，再來確定活塞桿上的拉力與推力。下面是氣缸理論推力的計算公式：(式3.2)F表示氣缸理論的輸出力(kgf)F'表示氣缸工作效率為85%時的輸出力(kgf)D表示氣缸的缸徑(mm)P表示氣缸的工作壓力(kgf/cm2)本次設計，如上述我們選擇的氣缸缸徑為25mm，原始數據給出的工作壓力P為0.5MPa。將各組數據代入公式3.2中，得出：F=2.45kgf，F'=2.08kgf通常在工程中確定輸出力的大小時，可直接查閱經驗圖3.3。根據已確定的缸徑與工作壓力，兩點一線，直線與中間線的相交點就是實際輸出里與理論輸出力的數值，同樣的，也可以通過另外兩組數據求出其他數據，例如知道缸徑與實際輸出力，我們便可通過畫直線求出工作壓力。根據已確定的缸徑與工作壓力，兩點一線，直線與中間線的相交點就是實際輸出里與理論輸出力的數值，同樣的，也可以通過另外兩組數據求出其他數據，例如知道缸徑與實際輸出力，我們便可通過畫直線求出工作壓力。圖3.3氣缸計算經驗圖3.3.2氣缸耗氣量相關計算在氣缸選型的過程中，氣缸的耗氣量是我們不可忽視的一部分，本次設計可根據公式（3.3）進行計算。Q=π/4?D2?S?P?10-4（式3.3）Q表示氣缸運動過程中每厘米所消耗的空氣量（L/cm）D表示氣缸運動活塞的直徑(mm)S表示氣缸的行程(mm)P表示操作過程中的壓力，簡稱操作壓力(kgf/cm2)由上述數據與原始數據可得：D=5mm，S=150mm，P=0.5MPa將數據帶入公式3.3得：Q=117.18L/cm3.3.3自由空氣消耗量計算氣缸運動過程中，每分鐘消耗的空氣量為：（式3.4）（式3.5）氣爪連接的氣缸僅對氣爪有提供拉力，所以根據上述對氣缸計算所得的數據以及原始數據S、t數值代入公式3.4與公式3.5得：V拉=63.4L/min，V推=73.6L/min3.4氣動元件的選擇3.4.1電磁閥選型由于本次實驗我們選擇的Z軸氣缸為雙作用氣缸，根據設計要求，型號為WLE12-4V210-06-A的兩位五通電磁閥為我們本次選擇的電磁閥。該產品具有的特點：電磁閥結構為滑柱式結構，內孔采用了特殊的加工工藝，這樣的加工工藝不僅減小了摩擦阻力，而且延長了產品的使用壽命，具有密封性良好，反應靈敏的特點；如圖3.4為Z軸氣缸電磁閥實物圖圖3.4電磁閥實物圖3.4.2消聲器選型氣缸在工作的過程中，會不斷的排出廢氣，由于氣體在氣缸里面的體積是被壓縮的，排出時氣體體積會在外界突然變大產生非常大的噪聲，這是屬于噪聲污染，長期身處于這種工作環(huán)境下，工作者會造成耳鳴和情緒暴躁的不良癥狀。本次設計我們選擇的消聲器品牌為NIHONSEIKI，型號為BN-26T01，該消聲器的外徑為M5。如圖3.5為消聲器實物圖圖3.5消聲器實物圖3.4.3節(jié)流閥選型節(jié)流閥的主要作用通過改變節(jié)流截面或節(jié)流長度來控制氣體的大小，進而控制氣缸的伸出速度。在實際運用中，我們可以通過調節(jié)節(jié)流閥上的手擰螺絲來控制氣體的流量進而控制氣爪抓取速度和Z軸氣缸的伸出速度。如圖3.6所示為本次設計選擇的節(jié)流閥實物圖圖3.6節(jié)流閥實物圖滾珠絲杠及滑塊選型計算?4.1滾珠絲杠選型?4.1.1滾珠絲杠導程計算本次設計我們選用的X軸上的驅動電機為松下牌子型號為MDMA152P1V的步進電機，該電機的最高轉速為4600rpm。設定電機與滾珠絲杠之間的傳動比為1，X軸上滑塊運動的最大速度為25mm/s。根據X軸滑塊最大速度與電機的額定轉速，將各數據代入公式4.1計算絲杠導程：（式4.1）將已知數據代入式4.1得，Ph=0.34mm實際取Ph=10mm，因此滿足設計要求。4.1.2滾珠絲杠副的載荷及轉速計算本次設計中當滾珠絲杠受到外力作用時，我們設定滑動摩擦力系數的最大值為0.008，靜摩擦系數的取值跟滑動摩擦系數取值差不多，因此本次設計取靜摩擦系數也為0.008。根據公式4.2計算導軌靜摩擦力：F=μ·M·g﹢f(式4.2)公式中：M為X軸電機驅動的總質量，本設計設定為50kg。F為導軌滑塊的密封阻力，本設計按4個滑塊計算，每個滑塊密封阻力5N。將數據代入公式4.2中，得：F=0.008·50·10+4·5=24N由于X軸上裝有Z軸，所以X軸工作是會受到Z軸帶來的切削力，所以X軸的阻力除了導軌、滑塊的阻力以為，還有Z軸帶來的阻力。這里我們設定Z軸的總質量為M1=10kg，假設Z軸與X軸間的摩擦系數μ1為0.06，則有：F1=μ1·M1·g=6N滾珠絲桿副的載荷為：滾珠絲杠副的當量轉速：?4.1.3滾珠絲杠扭矩計算如右圖4.1所示，根據能量守恒有： T?2π?i?η=F?PB（式 則電機對負載所需輸出扭矩T為：T=F? T-輸出扭矩（N.m）; i-減速比（無減速環(huán)節(jié)時i=1）; η-傳輸效率； F-物體受力(N)；圖4.1 PB-導程(m)；將綜上所述數據帶入式4.4可得：T=2.5N.m4.1.4選定滾珠絲杠規(guī)格代號根據上述所得的數據，本次設計我們選擇型號為FYBS1210的內循環(huán)雙螺母式滾珠絲杠，精度等級C7級。該絲桿的基本導程為10mm，外徑為12mm，載荷大小為100KN/m2。圖4.2內循環(huán)雙螺母式滾珠絲杠4.2Y軸滑塊選型4.2.1滑塊選型計算由于采用滾珠推薦其直徑為d≥3-6mm，因此本次設計我們采用滾珠直徑為4mm。根據設計要求，滾動體的數量由導軌的長度決定，因此本次設計所用導軌的設計長度為900mm，每條導軌上的滾動體數量要求不少于10-16個。推薦滾珠數量：（式4.5）式4.5中，F為每條導軌所承受的載荷（N），本次Y軸總負載我們設定為23kg，d為滾珠直徑（mm）。將數據代入式4.5得：Zb=12F1=1/4(G+F)+(F·L3)/(2L1)+(F·L4)/(2L2)（式4.6）承載板自重G為15N垂直向下的外力F為8N運動方向兩滑塊之間的距離為L1為0.17m外力距垂直于運動方向的中心距離為L3為0m外力距運動方向中心距離為L4為0.08m兩導軌之間的距離L2為0.17mm將上述數據代入式4.6得：F=76.3N由T=F·L得：T=76.3·0.08=6N·m4.2.2滑塊選型確定綜上所述，本次設計我們選取怡和達滑塊，型號為IAY31-H28-L900，該滑塊高度為28mm，導軌長度為900mm。如圖4.3所示為滑塊選型圖圖4.3滑塊選型圖由圖可知，我們選取的滑塊力矩T1=9N·m＞T，所有符合選型要求。如圖4.4為滑塊實物圖圖4.4滑塊實物圖5.步進電機的選型與計算5.1步進電機簡介步進電機是一種將電脈沖轉化為角位移的執(zhí)行機構。簡單來講，步進電機由脈沖信號控制，當電機接收到一個脈沖信號時，它會根據步進電機所設定的方向轉動一個原始設定的角度。因此我們可以通過控制脈沖信號的個數進而控制電機的精確定位。5.2加在電機上的轉動慣量由上述計算可得：X軸負載運動速度為25mm/s，負載的總質量為50kg，絲桿轉速為150rpm。由直線運動系統(tǒng)有：J=900mV2π2n2 m-負載質量（kg）; V-負載運動速度（m/s）; J-負載相對于電機轉動慣量（g.cm2 n-絲桿轉速（r/min）;將數據帶入公式5.0得：J=50.7g.cm5.3加在電機上的總力矩支撐軸承產生的負載扭矩為：結合上述選擇的滾珠絲杠型號數據，本次設計我們選擇NSK單列深溝球軸承，軸承代號：FY0003586，查軸承樣本可知摩擦力矩：Ta=0.3N.m如圖5.1所示為所選軸承實物圖圖5.1NSK單列深溝球軸承電機加速產生的負荷扭矩：根據原始數據及計算可得，X軸移動的速度為25m/min，電機的轉速為150rpm，最大加速度為a=36mm/s2,則X軸速度從0加速到25mm/s的時間為：t2=2V/a,帶入數據得：t=1.2s電機轉速從0升至150rpm時，負荷扭矩為：Tf=【J?2π（n0-n）】/60t(將數據帶入公式5.1得：Tf=0.66N?m加在電機的總力矩為：T總=T-Tf-Ta=1.54N?m5.4確定步進電機的型號安照上述數據，本次設計我們選擇的是凱福剎車方形步進電機，產品編號為Y07-59D1-3075M，產品法蘭尺寸為57mm，保持力矩為1.4N.m，斷電剎車，步距角為1.8°，電流4.2A，轉子慣量為245g.cm2，總質量為1.15kg。如圖5.2所示為X軸所選電機圖5.2剎車方形步進電機如圖5.3為電機的接線圖圖5.3電機接線圖5.5確定步進電機的控制器型號根據所選電機型號和所得數據，選取合適的控制器，綜合所得數據，本次設計我們選擇的控制器型號為EEDO-06-80，為開環(huán)控制，輸入電源支持18-56AC或24V-80VDC，尺寸為103.2x107.8x62.5。如圖5.4所示為控制器的技術參數圖。圖5.4控制器的技術參數圖如圖5.5為控制器實物圖圖5.5EEDO-06-80控制器6.機械手三維建模6.1機械手整體三維結構圖如圖6.1為機械手的三維結構圖，長度為1217mm，寬度為545mm，高度為423mm，它有X軸、Y軸、Z軸組成。

圖6.1三軸移動平臺的氣動機械手如同下圖6.2，6.3所示為機械手的物料表，分為加工件與外購件圖6.2加工件圖標圖6.3外購件圖表6.2X軸移動機構外觀設計如圖6.4所示為X軸移動機構的整體外觀三維圖。圖6.4X軸移動機構的整體外觀下列所示圖為X軸加工部件及標準件三維圖，其中包括連接器、Z軸加強塊、Z軸連接塊、氣缸安裝板、X軸安裝板、X軸滑塊、X軸滑軌、X軸電機三維圖。圖6.5X軸滑塊圖6.6X軸滑軌圖6.7X軸連接器圖6.8Z軸加強塊圖6.9Z軸連接塊圖6.11Z軸安裝板圖6.12X軸安裝板圖6.13X軸電機6.3Y軸移動機構外觀設計如圖6.14所示為Y軸移動機構的整體外觀三維圖。圖6.14Y軸移動機構的整體外觀下列所示圖為Y軸加工部件及標準件三維圖，其中包括連接器、Y軸底板、電機固定塊、Y軸絲桿、Y軸滑軌、Y軸載板、電機固定環(huán)、絲桿支撐座、氣缸安裝板、Y軸滑塊、Y軸滑軌、Y軸電機三維圖、限位傳感器、載板連接塊。圖6.15Y軸電機圖6.16Y軸滑軌圖6.17Y軸固定環(huán)圖6.18Y軸固定塊圖6.19Y軸連接器圖6.20Y軸絲桿穩(wěn)定塊圖6.21Y軸絲杠圖6.22載板圖6.23限位傳感器圖6.24感應鐵片圖6.25滑塊圖6.26載板連接塊6.4Z軸移動機構外觀設計如圖6.27所示為Z軸移動機構的整體外觀三維圖。圖6.27Z軸結構圖下列所示圖為Y軸加工部件及標準件三維圖，其中包括Z軸固定板、Z軸氣缸、氣爪、氣爪固定塊。圖6.28Z軸固定板圖6.29氣爪固定塊圖6.30氣爪圖6.31氣流閥圖6.32Z軸氣缸圖6.33立柱7.部分外發(fā)加工零件編程與工程圖7.1Y軸載板銑板編程使用JDPaint5.5軟件對所需的加工件進行編程，框選加工輪廓→選擇加工方式→輸入加工參數→選擇刀具→輸出加工件路徑，輸出格式為eng。如圖7.1所示為Y軸載板銑板文件編程，全選將編輯的加工件輸出為eng格式，并將編程的文件外發(fā)給加工商即可。圖7.1Y軸載板銑板圖7.2Y軸載板鉆孔編程7.2.1加工Y軸載板孔CAD圖層設置首先打開CAD圖層設置，對圖層命名TD_+孔大小，例如：TD_φ3，并用不同的顏色標識。設計完成后如圖7.2所示。圖7.2鉆孔圖層設置根據孔的大小選取相應的圖層，設置完成后如圖如圖7.3所示。圖7.3載板鉆孔圖層設置7.2.2載板與X軸固定板程序編程輸出上述已經設置好圖層的CAD加工文件，打開軟件，按鍵盤B鍵，輸入鉆孔文件，軟件會自動輸出鉆孔文件程序，但軟件識別不出鉆孔的深度，所有我們需要出一份鉆孔說明給加工商，如圖7.4所示為鉆孔說明，T代表板子厚度，T1-Tn代表孔的大小及深度。圖7.4鉆孔說明8.機械手裝配機械裝配的概念：所謂機械裝配指的是將幾個零件組合成部件或將幾個零件與部件組合成一個產品的過程。機械裝配可分為三個階段：組件裝配、部件裝配、總裝配。裝配前期準備：將機械組裝所需的物料按照BOM表及裝配圖紙要求準備齊全并且歸類分好。機械手組裝前我們需將輔料包括螺絲、定位銷、卡環(huán)等準備齊全。將安裝所用到的工具，包括螺絲刀、鉗子、內六角扳手等準備齊全。安裝時需在大理石或者表面平整的工作臺進行。8.1組裝組裝：指將幾個零件組合在一起的過程，例如：絲杠滑軌中的絲桿組件。如圖8.1所示為Y軸絲杠組件爆炸。圖8.1Y軸絲杠組件爆炸圖如圖8.2所示為Y軸電機組件爆炸圖圖8.2Y軸電機組件爆炸圖8.2部裝部裝：將兩個零件或兩個以上的零件和組件組合在一起的過程稱為部件裝配。8.2.1X軸的組裝以工作臺或大理石平臺為基準安裝X軸模組，安裝支撐立柱，保證與X軸模組垂直。如圖8.3所示。圖8.3X軸安裝圖8.2.2Y軸的組裝以X軸模組為基準安裝Y軸模組，安裝時需保證Y軸與X軸模組相互垂直。如圖8.4所示。圖8.4Y軸安裝圖8.2.3Z軸的組裝以X軸模組與Y軸模組為基準安裝Z軸模組，安裝Z軸模組時需保證Z軸與Y軸、X軸相互垂直。如圖8.5所示。圖8.5Z軸安裝圖8.3總裝總裝：將零件、組件、部件結合成一臺完整產品的裝配工作，稱為總裝。如圖8.6所示為機械手總裝圖圖8.6機械手總裝圖9.總結一直心心念念的畢設隨著時間的推移，也慢慢接近尾聲了。畢設不僅拓展了自己的知識面，同時也鍛煉了我如何更熟練的運用在大學里所學到的知識，在學校學的大部分都是理論知識，這離實踐還是有一段距離的，自己要學的還有很多，在做畢設過程中發(fā)現自身的問題并采取措施進行解決，如何整理自己所學的知識并將其運用到實際生活中，畢設對我個人的整體能力的提升還是很有幫助的。在做畢設的過程中，我對自動化設備有了更深刻的了解，包括對電機的選型、絲桿的選型、氣缸的選型、連接器的選型等。明白了設計一個產品的具體過程是如何的，同時對solidworks的操作也更加熟悉。不僅如此，在本次畢設也讓我們明白團隊協作的重要性，由于疫情的原因，我們團隊不能面對面進行交流，因此也對畢設進度照成了不好的影響，盡然線下不能交流，那我們就進行線上語音交流或視頻交流，雖然效果沒面對面交流好，但是多次的線上視頻交流，也讓我們團隊工作進度快了不少，期間雖然還是出現了不少差錯，但也使我們同學之間的關系更進一步，畢設出現了什么問題，不懂的大家一起商量，團隊里面互幫互助，最終收獲了本次完成畢設后的喜悅。參考文獻[1]菜自興.機器人學的發(fā)展趨勢和戰(zhàn)略.機器人技術與應用，2001.-16.[2]李允文.工業(yè)機械手設計.北京：機械工業(yè)出版社，1996.43-50.[3]于靖軍,劉辛軍等.機器人機構學的數學基礎.北京：機械工業(yè)出版社，2008.25-30.[4]張建民.工業(yè)機器人.北京：北京理工大學出版社，1988.[5]邱士安.機電一體化技術.西安電子科技大學出版社，2005.[6]蔡自興.機器人學的發(fā)展趨勢和發(fā)展戰(zhàn)略.機器人技術，2001.[7]王雄耀.近代氣動機器人（氣動機械手）的發(fā)展及應用.液壓氣動與密封，1999.[8]機械設計師手冊.北京：機械工業(yè)出版社，1986.[9]成大先.機械設計圖冊.北京：化學工業(yè)出版社.[10]鄭洪生.氣壓傳動及控制.北京：機械工業(yè)出版社，1987.[11]吳振順.氣壓傳動與控制.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社，1995[12]徐永生.氣壓傳動.北京：機械工業(yè)出版社，1990.[13]Kalpakjian&Serope,Manufacturingengineeringandtechnology[M],Addison-WesleyPublishingCompany,1995.[14]YX.Singlemicrocomputerprincipleapplicationandinterfacetechnology.Beijing：NationalDe—fenceIndustryPress,1993．謝辭經過了兩個多月的努力，我終于把畢設給完成了，雖然過程中也出現了很多問題，但好在得到了老師和同學們的幫忙，畢設完成之際，我要特別感謝我的隊友（佘梓浩、葉志雄），在做畢設的過程中，少不了他們的照顧，有什么問題，都是彼此相互幫忙，共度難關，最終完成了畢設；同時我也要感謝我們的文豪老師，文豪老師會經常在群上為我們解答畢設的各種問題，為了方便同學們理解，他還用心良苦地拍了個視頻給同學們看，真的很感謝他的幫忙，畢設有什么問題，我們自己解決不了的，找文豪老師就對了，熱情的他會耐心地幫我們解答。在此感謝各位同學們在畢業(yè)設計過程中給予我的幫助，以及向文豪老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。附錄附錄1步進電機與電機驅動器實物圖附錄2加強塊工程圖附錄3氣缸安裝板工程圖附錄4立柱工程圖附錄5KK安裝板工程圖附錄6機械手X軸實物圖附錄7Z軸實物圖附錄8物料運輸裝置實物圖附錄9控制裝置實物圖

ExcelXP的八則快速輸入技巧如果我們在用ExcelXP處理龐大的數據信息時，不注意講究技巧和方法的話，很可能會花費很大的精力。因此如何巧用ExcelXP，來快速輸入信息就成為各個ExcelXP用戶非常關心的話題，筆者向大家介紹幾則這方面的小技巧。1、快速輸入大量含小數點的數字如果我們需要在ExcelXP工作表中輸入大量的帶有小數位的數字時，按照普通的輸入方法，我們可能按照數字原樣大小直接輸入，例如現在要在單元格中輸入0.05這個數字時，我們會把“0.05”原樣輸入到表格中。不過如果需要輸入若干個帶有小數點的數字時，我們再按照上面的方法輸入的話，每次輸入數字時都需要重復輸入小數點，這樣工作量會變大，輸入效率會降低。其實，我們可以使用ExcelXP中的小數點自動定位功能，讓所有數字的小數點自動定位，從而快速提高輸入速度。在使用小數點自動定位功能時，我們可以先在ExcelXP的編輯界面中，用鼠標依次單擊“工具”/“選項”/“編輯”標簽，在彈出的對話框中選中“自動設置小數點”復選框，然后在“位數”微調編輯框中鍵入需要顯示在小數點右面的位數就可以了。以后我們再輸入帶有小數點的數字時，直接輸入數字，而小數點將在回車鍵后自動進行定位。例如，我們要在某單元格中鍵入0.06的話，可以在上面的設置中，讓“位數”選項為2，然后直接在指定單元格中輸入6，回車以后，該單元格的數字自動變?yōu)椤?.06”，怎么樣簡單吧？2、快速錄入文本文件中的內容現在您手邊假如有一些以純文本格式儲存的文件，如果此時您需要將這些數據制作成ExcelXP的工作表，那該怎么辦呢？重新輸入一遍，大概只有頭腦有毛病的人才會這樣做；將菜單上的數據一個個復制/粘貼到工作表中，也需花很多時間。沒關系！您只要在ExcelXP中巧妙使用其中的文本文件導入功能，就可以大大減輕需要重新輸入或者需要不斷復制、粘貼的巨大工作量了。使用該功能時，您只要在ExcelXP編輯區(qū)中，依次用鼠標單擊菜單欄中的“數據/獲取外部數據/導入文本文件”命令，然后在導入文本會話窗口選擇要導入的文本文件，再按下“導入”鈕以后，程序會彈出一個文本導入向導對話框，您只要按照向導的提示進行操作，就可以把以文本格式的數據轉換成工作表的格式了。3、快速輸入大量相同數據如果你希望在不同的單元格中輸入大量相同的數據信息，那么你不必逐個單元格一個一個地輸入，那樣需要花費好長時間，而且還比較容易出錯。你可以通過下面的操作方法在多個相鄰或不相鄰的單元格中快速填充同一個數據，具體方法為：首先同時選中需要填充數據的單元格。若某些單元格不相鄰，可在按住Ctrl鍵的同時，點擊鼠標左鍵，逐個選中；其次輸入要填充的某個數據。按住Ctrl鍵的同時，按回車鍵，則剛才選中的所有單元格同時填入該數據。4、快速進行中英文輸入法切換一張工作表常常會既包含有數字信息，又包含有文字信息，要錄入這樣一種工作表就需要我們不斷地在中英文之間反復切換輸入法，非常麻煩，為了方便操作，我們可以用以下方法實現自動切換：首先用鼠標選中需要輸入中文的單元格區(qū)域，然后在輸入法菜單中選擇一個合適的中文輸入法；接著打開“有效數據”對話框，選中“IME模式”標簽，在“模式”框中選擇打開，單擊“確定”按鈕；然后再選中輸入數字的單元格區(qū)域，在“有效數據”對話框中，單擊“IME模式”選項卡，在“模式”框中選擇關閉（英文模式）；最后單擊“確定”按鈕，這樣用鼠標分別在剛才設定的兩列中選中單元格，五筆和英文輸入方式就可以相互切換了。5、快速刪除工作表中空行刪除ExcelXP工作表中的空行，一般的方法是需要將空行都找出來，然后逐行刪除，但這樣做操作量非常大，很不方便。那么如何才能減輕刪除工作表中空行的工作量呢？您可以使用下面的操作方法來進行刪除：首先打開要刪除空行的工作表，在打開的工作表中用鼠標單擊菜單欄中的“插入”菜單項，并從下拉菜單中選擇“列”，從而插入一新的列Ｘ，在Ｘ列中順序填入整數；然后根據其他任何一列將表中的行排序，使所有空行都集中到表的底部。刪去所有空行中Ｘ列的數據，以Ｘ列重新排序，然后刪去Ｘ列。按照這樣的刪除方法，無論工作表中包含多少空行，您就可以很快地刪除了。6、快速對不同單元格中字號進行調整在使用ExcelXP編輯文件時，常常需要將某一列的寬度固定，但由于該列各單元格中的字符數目不等，致使有的單元格中的內容不能完全顯示在屏幕上，為了讓這些單元格中的數據都顯示在屏幕上，就不得不對這些單元格重新定義較小的字號。如果依次對這些單元格中的字號調整的話，工作量將會變得很大。其實，您可以采用下面的方法來減輕字號調整的工作量：首先新建或打開一個工作簿，并選中需要ExcelXP根據單元格的寬度調整字號的單元格區(qū)域；其次單擊用鼠標依次單擊菜單欄中的“格式”/“單元格”/“對齊”標簽，在“文本控制”下選中“縮小字體填充”復選框，并單擊“確定”按鈕；此后，當你在這些單元格中輸入數據時，如果輸入的數據長度超過了單元格的寬度，ExcelXP能夠自動縮小字符的大小把數據調整到與列寬一致，以使數據全部顯示在單元格中。如果你對這些單元格的列寬進行了更改，則字符可自動增大或縮小字號，以適應新的單元格列寬，但是對這些單元格原設置的字體字號大小則保持不變。7、快速輸入多個重復數據在使用ExcelXP工作表的過程中，我們經常要輸入大量重復的數據,如果依次輸入，無疑工作量是巨大的。現在我們可以借助ExcelXP的“宏”功能,來記錄首次輸入需要重復輸入的數據的命令和過程,然后將這些命令和過程賦值到一個組合鍵或工具欄的按鈕上,當按下組合鍵時,計算機就會重復所記錄的操作。使用宏功能時，我們可以按照以下步驟進行操作:首先打開工作表，在工作表中選中要進行操作的單元格；接著再用鼠標單擊菜單欄中的“工具”菜單項，并從彈出的下拉菜單中選擇“宏”子菜單項，并從隨后彈出的下級菜單中選擇“錄制新宏”命令；設定好宏后，我們就可以對指定的單元格，進行各種操作，程序將自動對所進行的各方面操作記錄復制。8、快速處理多個工作表有時我們需要在ExcelXP中打開多個工作表來進行編輯，但無論打開多少工作表，在某一時刻我們只能對一個工作表進行編輯，編輯好了以后再依次編輯下一個工作表，如果真是這樣操作的話，我們倒沒有這個必要同時打開多個工作表了，因為我們同時打開多個工作表的目的就是要減輕處理多個工作表的工作量的，那么我們該如何實現這樣的操作呢？您可采用以下方法：首先按住“Shift"鍵或“Ctrl"鍵并配以鼠標操作，在工作簿底部選擇多個彼此相鄰或不相鄰的工作表標簽，然后就可以對其實行多方面的批量處理；接著在選中的工作表標簽上按右鍵彈出快捷菜單，進行插入和刪除多個工作表的操作；然后在“文件”菜單中選擇“頁面設置……”，將選中的多個工作表設成相同的頁面模式；再通過“編輯”菜單中的有關選項，在多個工作表范圍內進行查找、替換、定位操作；通過“格式”菜單中的有關選項，將選中的多個工作表的行、列、單元格設成相同的樣式以及進行一次性全部隱藏操作；接著在“工具”菜單中選擇“選項……”，在彈出的菜單中選擇“視窗”和“編輯”按鈕，將選中的工作表設成相同的視窗樣式和單元格編輯屬性；最后選中上述工作表集合中任何一個工作表，并在其上完成我們所需要的表格，則其它工作表在相同的位置也同時生成了格式完全相同的表格。高效辦公Excel排序方法"集中營"排序是數據處理中的經常性工作，Excel排序有序數計算（類似成績統(tǒng)計中的名次）和數據重排兩類。本文以幾個車間的產值和名稱為例，介紹Excel2000/XP的數據排序方法。一、數值排序1.RANK函數RANK函數是Excel計算序數的主要工具，它的語法為:RANK（number，ref，order），其中number為參與計算的數字或含有數字的單元格，ref是對參與計算的數字單元格區(qū)域的絕對引用，order是用來說明排序方式的數字（如果order為零或省略，則以降序方式給出結果，反之按升序方式）。例如圖1中E2、E3、E4單元格存放一季度的總產值，計算各車間產值排名的方法是:在F2單元格內輸入公式“=RANK（E2，$E$2:$E$4）”，敲回車即可計算出鑄造車間的產值排名是2。再將F2中的公式復制到剪貼板，選中F3、F4單元格按Ctrl+V，就能計算出其余兩個車間的產值排名為3和1。如果B1單元格中輸入的公式為“=RANK（E2，$E$2:$E$4，1）”，則計算出的序數按升序方式排列，即2、1和3。需要注意的是:相同數值用RANK函數計算得到的序數（名次）相同，但會導致后續(xù)數字的序數空缺。假如上例中F2單元格存放的數值與F3相同，則按本法計算出的排名分別是3、3和1（降序時）。2.COUNTIF函數COUNTIF函數可以統(tǒng)計某一區(qū)域中符合條件的單元格數目，它的語法為COUNTIF（range，criteria）。其中range為參與統(tǒng)計的單元格區(qū)域，criteria是以數字、表達式或文本形式定義的條件。其中數字可以直接寫入，表達式和文本必須加引號。仍以圖1為例，F2單元格內輸入的公式為“=COUNTIF（$E$2:$E$4，">"&E2）+1”。計算各車間產值排名的方法同上，結果也完全相同，2、1和3。此公式的計算過程是這樣的:首先根據E2單元格內的數值，在連接符&的作用下產生一個邏輯表達式，即“>176.7”、“>167.3”等。COUNTIF函數計算出引用區(qū)域內符合條件的單元格數量，該結果加一即可得到該數值的名次。很顯然，利用上述方法得到的是降序排列的名次，對重復數據計算得到的結果與RANK3.IF函數Excel自身帶有排序功能，可使數據以降序或升序方式重新排列。如果將它與IF函數結合，可以計算出沒有空缺的排名。以圖1中E2、E3、E4單元格的產值排序為例，具體做法是:選中E2單元格，根據排序需要，單擊Excel工具欄中的“降序排序”或“升序排序”按鈕，即可使工作表中的所有數據按要求重新排列。假如數據是按產值由大到?。ń敌颍┡帕械?，而您又想賦予每個車間從1到n（n為自然數）的排名?？梢栽贕2單元格中輸入1，然后在G3單元格中輸入公式“=IF（E3=E2，G3,G3+1）”，只要將公式復制到G4等單元格，就可以計算出其他車間的產值排名。二、文本排序選舉等場合需要按姓氏筆劃為文本排序，Excel提供了比較好的解決辦法。如果您要將圖1數據表按車間名稱的筆劃排序，可以使用以下方法:選中排序關鍵字所在列（或行）的首個單元格（如圖1中的A1），單擊Excel“數據”菜單下的“排序”命令，再單擊其中的“選項”按鈕。選中“排序選項”對話框“方法”下的“筆畫排序”，再根據數據排列方向選擇“按行排序”或“按列排序”，“確定”后回到“排序”對話框（圖2）。如果您的數據帶有標題行（如圖1中的“單位”之類），則應選中“有標題行”（反之不選），然后打開“主要關鍵字”下拉列表，選擇其中的“單位”，選中排序方式（“升序”或“降序”）后“確定”，表中的所有數據就會據此重新排列。此法稍加變通即可用于“第一名”、“第二名”等文本排序，請讀者自行摸索。三、自定義排序如果您要求Excel按照“金工車間”、“鑄造車間”和“維修車間”的特定順序重排工作表數據，前面介紹的幾種方法就無能為力了。這類問題可以用定義排序規(guī)則的方法解決:首先單擊Excel“工具”菜單下的“選項”命令，打開“選項”對話框中的“自定義序列”選項卡（圖3）。選中左邊“自定義序列”下的“新序列”，光標就會在右邊的“輸入序列”框內閃動，您就可以輸入“金工車間”、“鑄造車間”等自定義序列了，輸入的每個序列之間要用英文逗號分隔，或者每輸入一個序列就敲回車。如果序列已經存在于工作表中，可以選中序列所在的單元格區(qū)域單擊“導入”，這些序列就會被自動加入“輸入序列”框。無論采用以上哪種方法，單擊“添加”按鈕即可將序列放入“自定義序列”中備用（圖3）。使用排序規(guī)則排序的具體方法與筆劃排序很相似，只是您要打開“排序選項”對話框中的“自定義排序次序”下拉列表，選中前面定義的排序規(guī)則，其他選項保持不動?；氐健芭判颉睂υ捒蚝蟾鶕枰x擇“升序”或“降序”，“確定”后即可完成數據的自定義排序。需要說明的是:顯示在“自定義序列”選項卡中的序列（如一、二、三等），均可按以上方法參與排序，請讀者注意Excel提供的自定義序列類型。談談Excel輸入的技巧在Excel工作表的單元格中，可以使用兩種最基本的數據格式：常數和公式。常數是指文字、數字、日期和時間等數據，還可以包括邏輯值和錯誤值，每種數據都有它特定的格式和輸入方法，為了使用戶對輸入數據有一個明確的認識，有必要來介紹一下在Excel中輸入各種類型數據的方法和技巧。一、輸入文本Excel單元格中的文本包括任何中西文文字或字母以及數字、空格和非數字字符的組合，每個單元格中最多可容納32000個字符數。雖然在Excel中輸入文本和在其它應用程序中沒有什么本質區(qū)別，但是還是有一些差異，比如我們在Word、PowerPoint的表格中，當在單元格中輸入文本后，按回車鍵表示一個段落的結束，光標會自動移到本單元格中下一段落的開頭，在Excel的單元格中輸入文本時，按一下回車鍵卻表示結束當前單元格的輸入，光標會自動移到當前單元格的下一個單元格，出現這種情況時，如果你是想在單元格中分行，則必須在單元格中輸入硬回車，即按住Alt鍵的同時按回車鍵。二、輸入分數幾乎在所有的文檔中，分數格式通常用一道斜杠來分界分子與分母，其格式為“分子/分母”，在Excel中日期的輸入方法也是用斜杠來區(qū)分年月日的，比如在單元格中輸入“1/2”，按回車鍵則顯示“1月2日”，為了避免將輸入的分數與日期混淆，我們在單元格中輸入分數時，要在分數前輸入“0”（零）以示區(qū)別，并且在“0”和分子之間要有一個空格隔開，比如我們在輸入1/2時，則應該輸入“01/2”。如果在單元格中輸入“81/2”，則在單元格中顯示“81/2”，而在編輯欄中顯示“三、輸入負數在單元格中輸入負數時，可在負數前輸入“-”作標識，也可將數字置在（）括號內來標識，比如在單元格中輸入“（88）”，按一下回車鍵，則會自動顯示為“-88”。四、輸入小數在輸入小數時，用戶可以向平常一樣使用小數點，還可以利用逗號分隔千位、百萬位等，當輸入帶有逗號的數字時，在編輯欄并不顯示出來，而只在單元格中顯示。當你需要輸入大量帶有固定小數位的數字或帶有固定位數的以“0”字符串結尾的數字時，可以采用下面的方法：選擇“工具”、“選項”命令，打開“選項”對話框，單擊“編輯”標簽，選中“自動設置小數點”復選框，并在“位數”微調框中輸入或選擇要顯示在小數點右面的位數，如果要在輸入比較大的數字后自動添零，可指定一個負數值作為要添加的零的個數，比如要在單元格中輸入“88”后自動添加3個零，變成“88000”，就在“位數”微調框中輸入“-3”，相反，如果要在輸入“88”后自動添加3位小數，變成“0.088”，則要在“位數”微調框中輸入“3”。另外，在完成輸入帶有小數位或結尾零字符串的數字后，應清除對“自動設置小數點”符選框的選定，以免影響后邊的輸入；如果只是要暫時取消在“自動設置小數點”中設置的選項，可以在輸入數據時自帶小數點。五、輸入貨幣值Excel幾乎支持所有的貨幣值，如人民幣（￥）、英鎊（￡）等。歐元出臺以后，Excel2000完全支持顯示、輸入和打印歐元貨幣符號。用戶可以很方便地在單元格中輸入各種貨幣值，Excel會自動套用貨幣格式，在單元格中顯示出來，如果用要輸入人民幣符號，可以按住Alt鍵，然后再數字小鍵盤上按“0165”即可。六、輸入日期Excel是將日期和時間視為數字處理的，它能夠識別出大部分用普通表示方法輸入的日期和時間格式。用戶可以用多種格式來輸入一個日期，可以用斜杠“/”或者“-”來分隔日期中的年、月、日部分。比如要輸入“2001年12月1日”，可以在單元各種輸入“2001/12/1”或者“2001-12-1七、輸入時間在Excel中輸入時間時，用戶可以按24小時制輸入，也可以按12小時制輸入，這兩種輸入的表示方法是不同的，比如要輸入下午2時30分38秒，用24小時制輸入格式為：2:30:38，而用12小時制輸入時間格式為：2:30:38p，注意字母“p”和時間之間有一個空格。如果要在單元格中插入當前時間，則按Ctrl+Shift+;鍵。了解Excel公式的錯誤值經常用Excel的朋友可能都會遇到一些莫名奇妙的錯誤值信息：#N/A！、#VALUE！、#DIV/O！等等，出現這些錯誤的原因有很多種，如果公式不能計算正確結果，Excel將顯示一個錯誤值，例如，在需要數字的公式中使用文本、刪除了被公式引用的單元格，或者使用了寬度不足以顯示結果的單元格。以下是幾種常見的錯誤及其解決方法。1．#####！原因：如果單元格所含的數字、日期或時間比單元格寬，或者單元格的日期時間公式產生了一個負值，就會產生#####！錯誤。解決方法：如果單元格所含的數字、日期或時間比單元格寬，可以通過拖動列表之間的寬度來修改列寬。如果使用的是1900年的日期系統(tǒng)，那么Excel中的日期和時間必須為正值，用較早的日期或者時間值減去較晚的日期或者時間值就會導致#####！錯誤。如果公式正確，也可以將單元格的格式改為非日期和時間型來顯示該值。2．#VALUE!當使用錯誤的參數或運算對象類型時，或者當公式自動更正功能不能更正公式時，將產生錯誤值#VALUE!。原因一：在需要數字或邏輯值時輸入了文本，Excel不能將文本轉換為正確的數據類型。解決方法：確認公式或函數所需的運算符或參數正確，并且公式引用的單元格中包含有效的數值。例如：如果單元格A1包含一個數字，單元格A2包含文本"學籍"，則公式"=A1+A2"將返回錯誤值#VALUE!?？梢杂肧UM工作表函數將這兩個值相加（SUM函數忽略文本）：=SUM（A1:A2）。原因二：將單元格引用、公式或函數作為數組常量輸入。解決方法：確認數組常量不是單元格引用、公式或函數。原因三：賦予需要單一數值的運算符或函數一個數值區(qū)域。解決方法：將數值區(qū)域改為單一數值。修改數值區(qū)域，使其包含公式所在的數據行或列。3．#DIV/O!當公式被零除時，將會產生錯誤值#DIV/O!。原因一：在公式中，除數使用了指向空單元格或包含零值單元格的單元格引用（在Excel中如果運算對象是空白單元格，Excel將此空值當作零值）。解決方法：修改單元格引用，或者在用作除數的單元格中輸入不為零的值。原因二：輸入的公式中包含明顯的除數零，例如：=5/0。解決方法：將零改為非零值。4．#NAME?在公式中使用了Excel不能識別的文本時將產生錯誤值#NAME?。原因一：刪除了公式中使用的名稱，或者使用了不存在的名稱。解決方法：確認使用的名稱確實存在。選擇菜單"插入"|"名稱"|"定義"命令，如果所需名稱沒有被列出，請使用"定義"命令添加相應的名稱。原因二：名稱的拼寫錯誤。解決方法：修改拼寫錯誤的名稱。原因三：在公式中使用標志。解決方法：選擇菜單中"工具"|"選項"命令，打開"選項"對話框，然后單擊"重新計算"標簽，在"工作薄選項"下，選中"接受公式標志"復選框。原因四：在公式中輸入文本時沒有使用雙引號。解決方法：Excel將其解釋為名稱，而不理會用戶準備將其用作文本的想法，將公式中的文本括在雙引號中。例如：下面的公式將一段文本"總計："和單元格B50中的數值合并在一起：="總計："&B50原因五：在區(qū)域的引用中缺少冒號。解決方法：確認公式中，使用的所有區(qū)域引用都使用冒號。例如：SUM（A2:B34）。5．#N/A原因：當在函數或公式中沒有可用數值時，將產生錯誤值#N/A。解決方法：如果工作表中某些單元格暫時沒有數值，請在這些單元格中輸入"#N/A"，公式在引用這些單元格時，將不進行數值計算，而是返回#N/A。6．#REF!當單元格引用無效時將產生錯誤值#REF！。原因：刪除了由其他公式引用的單元格，或將移動單元格粘貼到由其他公式引用的單元格中。解決方法：更改公式或者在刪除或粘貼單元格之后，立即單擊"撤消"按鈕，以恢復工作表中的單元格。7．#NUM！當公式或函數中某個數字有問題時將產生錯誤值#NUM！。原因一：在需要數字參數的函數中使用了不能接受的參數。解決方法：確認函數中使用的參數類型正確無誤。原因二：使用了迭代計算的工作表函數，例如：IRR或RATE，并且函數不能產生有效的結果。解決方法：為工作表函數使用不同的初始值。原因三：由公式產生的數字太大或太小，Excel不能表示。解決方法：修改公式，使其結果在有效數字范圍之間。8．#NULL！當試圖為兩個并不相交的區(qū)域指定交叉點時將產生錯誤值#NULL！。原因：使用了不正確的區(qū)域運算符或不正確的單元格引用。解決方法：如果要引用兩個不相交的區(qū)域，請使用聯合運算符逗號（，）。公式要對兩個區(qū)域求和，請確認在引用這兩個區(qū)域時，使用逗號。如：SUM（A1:A13，D12:D23）。如果沒有使用逗號，Excel將試圖對同時屬于兩個區(qū)域的單元格求和，但是由于A1:A13和D12:D23并不相交，所以他們沒有共同的單元格。在Excel中快速查看所有工作表公式只需一次簡單的鍵盤點擊，即可可以顯示出工作表中的所有公式，包括Excel用來存放日期的序列值。要想在顯示單元格值或單元格公式之間來回切換，只需按下CTRL+`（位于TAB鍵上方）。EXCEL2000使用技巧十招1、Excel文件的加密與隱藏如果你不愿意自己的Excel文件被別人查看，那么你可以給它設置密碼保護，采用在保存文件時用加密的方法就可以實現保護目的，在這里要特別注意的是，自己設定的密碼一定要記住，否則自己也將被視為非法入侵者而遭拒絕進入。給文件加密的具體方法為：A、單擊“文件”菜單欄中的“保存或者（另存為）”命令后，在彈出的“保存或者（另存為）”的對話框中輸入文件名；Ｂ、再單擊這個對話框中“工具”欄下的“常規(guī)選項”按鈕，在彈出的“保存選項”的對話框中輸入自己的密碼；這里要注意，它提供了兩層保護，如果你也設置了修改權限密碼的話，那么即使文件被打開也還需要輸入修改權限的密碼才能修改。Ｃ、單擊“確定”按鈕，在彈出的密碼確認窗口中重新輸入一遍密碼，再點擊“確認”，最后點“保存”完成文件的加密工作。當重新打開文件時就要求輸入密碼，如果密碼不正確，文件將不能打開。2、對單元格進行讀寫保護單元格是Excel執(zhí)行其強大的計算功能最基本的元素，對單元格的讀寫保護是Excel對數據進行安全管理的基礎。對單元格的保護分為寫保護和讀保護兩類，所謂寫保護就是對單元格中輸入信息加以限制，讀保護是對單元格中已經存有信息的瀏覽和查看加以限制。對單元格的寫保護有兩種方法：Ａ、對單元格的輸入信息進行有效性檢測。首先選定要進行有效性檢測的單元格或單元格集合，然后從數據菜單中選擇“有效數據”選項，通過設定有效條件、顯示信息和錯誤警告，控制輸入單元格的信息要符合給定的條件。Ｂ、設定單元格的鎖定屬性，以保護存入單元格的內容不能被改寫。可分為以下步驟：（1）選定需要鎖定的單元格或單元格集合；（2）從格式菜單中選擇“單元格”選項；（3）在設置單元格格式的彈出菜單中選擇“保護”標簽，在彈出的窗口中，選中“鎖定”；（4）從工具菜單中選擇“保護”選項，設置保護密碼，即完成了對單元格的鎖定設置。對單元格的讀保護有三種方法：Ａ、通過對單元格顏色的設置進行讀保護。例如：將選定單元格或單元格集合的背景顏色與字體顏色同時設為白色，這樣，從表面看起來單元格中好像是沒有輸入任何內容，用戶無法直接讀出單元格中所存儲的信息。Ｂ、用其他畫面覆蓋在需要保護的單元格之上，遮住單元格的本來面目，以達到讀保護目的。例如：使用繪圖工具，畫一不透明矩形覆蓋在單元格之上，從格式菜單中選定矩形的“鎖定”選項，然后保護工作表，以保證矩形不能被隨意移動。這樣，用戶所看到的只是矩形，而看不到單元格中所存儲的內容。Ｃ、通過設置單元格的行高和列寬，隱藏選定的單元格，然后保護工作表，使用戶不能直接訪問被隱藏的單元格，從而起到讀保護的作用。3、快速填充相同數據如果你希望在不同的單元格中輸入大量相同的數據信息，那么你不必逐個單元格一個一個地輸入，那樣需要花費好長時間，而且還比較容易出錯。我們可以通過下面的操作方法在多個相鄰或不相鄰的單元格中快速填充同一個數據，具體方法為：Ａ、同時選中需要填充數據的單元格。若某些單元格不相鄰，可在按住Ctrl鍵的同時，點