機(jī)械手臂搬運加工流程控制過程

隨著工業(yè)自動化的普及，越來越多的人力勞動可被一些自動的工業(yè)設(shè)備所替代，這樣，不僅大大減少了人們的工作強(qiáng)度，并且可大大提高工作效益，使企業(yè)可在較短的時間里，生產(chǎn)大批量高效的產(chǎn)品。在加工一線上，自動設(shè)備被廣泛的應(yīng)用著，這不僅解決了人所不能在的高溫，高腐蝕，高輻射等惡劣的環(huán)境中的工作，而且，也很大程度上提高了生產(chǎn)工件的精度和壽命。?

PLC是近幾十年來發(fā)展起來的一種新型工業(yè)控制器，它將計算機(jī)的編程靈活、功能齊全、應(yīng)用面廣的優(yōu)點和繼電器系統(tǒng)的優(yōu)點結(jié)合起來，而本身又具有體積小、重量輕、耗電省等特點，因此，在工業(yè)生產(chǎn)過程中的應(yīng)用越來越廣泛。

當(dāng)機(jī)械手臂在A工作臺的上限位時（即在原點處），按下啟動按鈕，傳送帶A開始工作，把物件輸入，當(dāng)物件被送到工作臺A時，傳感器感應(yīng)到該信號，此時機(jī)械手臂開始向下運動，直至到下限位，然后電磁閥得電，夾緊物塊，經(jīng)過一定時間后，機(jī)械手臂夾緊物塊開始向上運動，直至到上限位，在此之后，機(jī)械手臂夾緊物塊向右移動，直至到工作臺1，然后機(jī)械手臂夾緊物塊向下運行，直至到下限位后，電磁閥失電，松開物塊，經(jīng)過一定時間后，機(jī)械手臂向上運動，當(dāng)達(dá)到上限位后，機(jī)械手臂停止運動，物塊在工作臺1上被加工，當(dāng)傳感器發(fā)出物件在1處被加工完的信號時，機(jī)械手臂開始向下運行，到達(dá)下限位后，電磁閥得電，夾緊物塊，經(jīng)過一定時間后，再夾緊物塊向上運行，然后機(jī)械手臂依次進(jìn)行右移到工作臺2→下降→松開→上升→在工作臺2上加工，當(dāng)物塊在工作臺2上加工完成后，機(jī)械手臂又下降→夾緊→上升→右移→到傳送帶B→下降→放松→上升→傳送帶B將物件運出并計數(shù)→機(jī)械手臂回原點，執(zhí)行下一周期的工作。

流程控制圖?

按上述描述過程，可得其流程控制圖如圖2-1：

如圖1-1所示，有兩部機(jī)械裝置對工作物進(jìn)行加工，對象由輸送帶A送到加工位置，然后再由機(jī)械手臂將加工物送至工作臺1的位置進(jìn)行第一步驟加工。當(dāng)?shù)谝徊襟E加工完成后，機(jī)械手臂將工作物夾起再送至工作臺2進(jìn)行第二步驟加工；當(dāng)?shù)诙襟E加工完成后，機(jī)械手臂將工作物放到輸送帶B送走，最后由7段數(shù)碼管顯示加工完成的數(shù)量。

機(jī)械手能模仿人手和臂的某些動作功能，用以按固定程序抓取、搬運物件或操作工具的自動操作裝置。它可代替人的繁重勞動以實現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械化和自動化，能在有害環(huán)境下操作以保護(hù)人身安全，因而廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、冶金、電子、輕工和原子能等部門。?

目前機(jī)械手的主要發(fā)展經(jīng)歷可以分為三代：第一代機(jī)械手主要是靠人工進(jìn)行控制，控制方式為開環(huán)式，沒有識別能力；改進(jìn)的方向主要是將低成本和提高精度；第二代機(jī)械手設(shè)有電子計算機(jī)控制系統(tǒng)，具有視覺、觸覺能力，甚至聽、想的能力。研究安裝各種傳感器，把接收到的信息反饋，使機(jī)械手具有感覺機(jī)能；第三代機(jī)械手能獨立完成工作過程中的任務(wù)。它與電子計算機(jī)和電視設(shè)備保持聯(lián)系，并逐步發(fā)展成為柔性系統(tǒng)FMS和柔性制造單元FMC中重要的環(huán)節(jié)。?

機(jī)械手主要由手部、運動機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)三大部分組成。手部是用來抓持工件（或工具）的部件，根據(jù)被抓持物件的形狀、尺寸、重量、材料和作業(yè)要求而有多種結(jié)構(gòu)形式，如夾持型、托持型和吸附型等。運動機(jī)構(gòu)，使手部完成各種轉(zhuǎn)動（擺動）、移動或復(fù)合運動來實現(xiàn)規(guī)定的動作，改變被抓持物件的位置和姿勢。運動機(jī)構(gòu)的升降、伸縮、旋轉(zhuǎn)等獨立運動方式，稱為機(jī)械手的自由度。為了抓取空間中任意位置和方位的物體，需有6個自由度。自由度是機(jī)械手設(shè)計的關(guān)鍵參數(shù)。?

機(jī)械手的運動機(jī)構(gòu)主要包括由兩個電磁閥控制的液壓鋼來實現(xiàn)機(jī)械手的上升下降運動及夾緊工件的動作，兩個轉(zhuǎn)速不同的電動機(jī)分別通過兩線圈控制電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)小車的快進(jìn)、慢進(jìn)、快退、慢退的運動運動；其動作轉(zhuǎn)換靠設(shè)置在各個不同部位的行程開關(guān)產(chǎn)生的通斷信號傳輸?shù)?u>PLC控制器，通過PLC內(nèi)部程序輸出不同的信號，從而驅(qū)動外部線圈來控制電動機(jī)或電磁閥產(chǎn)生不同的動作，可實現(xiàn)機(jī)械手的精確定位；其動作過程包括：下降、夾緊、上升、慢進(jìn)、快進(jìn)、慢進(jìn)、延時、下降、放松、上升、慢退、快退、慢退；其操作方式包括：回原位、手動、單步、單周期、連續(xù)；來滿足生產(chǎn)中的各種操作要求。?

本次設(shè)計使用氣壓機(jī)械手臂，一開始手臂先下降，碰到下限開關(guān)開始做夾起動作，然后開始上升碰到上限開關(guān)后，手臂開始往右，當(dāng)碰到第一工作站的極限開關(guān)時，機(jī)械手臂下降將工作物放置工作臺l然后上升等待機(jī)械對工作物加工；當(dāng)工作物第一加工步驟完成時，機(jī)械手臂再依進(jìn)行下降一夾住一上升一往右一下降一釋放等流程，將工件放置工作臺2上進(jìn)行第二加工步驟。當(dāng)?shù)诙庸げ襟E完成時，機(jī)械手臂再依進(jìn)行下降一夾住一上升一往右一下降一釋放等流程，將工件放置輸送帶B送出，并由7段數(shù)碼管顯示出加工完成的數(shù)次。動作示意圖如圖1-2所示。