基于PLC的LCD貼片機(jī)機(jī)械手設(shè)計(jì)機(jī)電一體化專業(yè)說(shuō)明書(shū)畢業(yè)論文

....33/37畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)(論文)作者:學(xué)號(hào)：教研室:市職業(yè)大學(xué)專業(yè):機(jī)電一體化技術(shù)題目:基于PLC的LCD貼片機(jī)機(jī)械手設(shè)計(jì)講師戴亦宗講師戴亦宗市職業(yè)大學(xué)汽車與電氣工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)語(yǔ)學(xué)生：班級(jí)、學(xué)號(hào)：題目：基于PLC的LCD貼片機(jī)機(jī)械手設(shè)計(jì)綜合成績(jī)：指導(dǎo)者評(píng)語(yǔ)：能基本完成設(shè)計(jì)任務(wù)，具有一定的分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，基本完成了機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、電氣控制與軟件程序的編制，論文容基本正確，完成了一定的工作量建議該生畢業(yè)設(shè)計(jì)成績(jī)?yōu)?0分。指導(dǎo)者(簽字)：戴亦宗2012年5月6日畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)語(yǔ)評(píng)閱者評(píng)語(yǔ)：評(píng)閱者(簽字)：年月日答辯委員會(huì)（小組）評(píng)語(yǔ)：答辯委員會(huì)負(fù)責(zé)人(簽字)：2012年月日畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）中文摘要本設(shè)計(jì)介紹的是FPD-TH3C貼片機(jī)的機(jī)械手控制系統(tǒng)，包括硬件電路和軟件編程，硬件電路主要由PLC，機(jī)械手，電機(jī)與其他相關(guān)部分組成，軟件編程主要為PLC程序。機(jī)械手是工業(yè)生產(chǎn)中常用的進(jìn)行垂直、水平位移的機(jī)械設(shè)備，與PLC相結(jié)合，采用整體化的設(shè)計(jì)思想，充分考慮了軟硬件各自的特點(diǎn)并經(jīng)行互補(bǔ)優(yōu)化，對(duì)貼片機(jī)機(jī)械手的執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)進(jìn)行了分析和設(shè)計(jì)，在其驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中采用氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)，控制系統(tǒng)中采用PLC控制，綜合了計(jì)算機(jī)和自動(dòng)控制等先進(jìn)技術(shù)，具有可靠性高，功能完善，組合靈活，編程簡(jiǎn)單，功耗低等優(yōu)點(diǎn)。從而該機(jī)運(yùn)行安全可靠、自動(dòng)化程度高，操作簡(jiǎn)便，生產(chǎn)效率高。關(guān)鍵詞：貼片機(jī);PLC;機(jī)械手;虹吸原理目次TOC\o"1-3"\h\u87441課題簡(jiǎn)介120001.1引言175721.2貼片機(jī)常見(jiàn)結(jié)構(gòu)2120321.3研究或設(shè)計(jì)的國(guó)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)3199051.4機(jī)械手的社會(huì)價(jià)值5222392機(jī)械手的設(shè)計(jì)論證6123052.1機(jī)械手設(shè)計(jì)方案663432.1.1機(jī)械手工作原理6194392.1.2機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案7194692.1.3機(jī)械手控制系統(tǒng)968253硬件電路設(shè)計(jì)10120003.1元器件選擇10274623.1.1機(jī)械手部件1180363.1.2步進(jìn)電機(jī)1425043.1.3電磁閥14280873.1.4磁環(huán)14245523.1.5干簧管接近開(kāi)關(guān)1545963.1.6光纖傳感器15217283.2控制部分17266533.3硬件圖1994324軟件設(shè)計(jì)24112674.1機(jī)械手工作流程圖24154464.2LCD貼片機(jī)的I/O地址分配表26164024.3LCD貼片機(jī)的硬件接線圖2725650系統(tǒng)調(diào)試2816780結(jié)論301345致3115367參考文獻(xiàn)321課題簡(jiǎn)介1.1引言以前，在國(guó)很多工廠的生產(chǎn)線上貼片的工作是由人工完成，工人的勞動(dòng)強(qiáng)度大、產(chǎn)品的生產(chǎn)效率低。為了提高生產(chǎn)加工的工作效率，降低成本，并使生產(chǎn)線發(fā)展成為柔性制造系統(tǒng)，適應(yīng)現(xiàn)代自動(dòng)化大生產(chǎn)，針對(duì)具體生產(chǎn)工藝，利用機(jī)器人技術(shù)，設(shè)計(jì)用機(jī)械手代替人工工作，以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。此時(shí)FPD-TH3C偏光片貼片機(jī)便應(yīng)運(yùn)而生，該機(jī)是用于LCD行業(yè)中玻璃基板與偏光片的自動(dòng)貼合作業(yè)，其工作流程是：將偏光片自動(dòng)上料與其保護(hù)膜自動(dòng)分離，送入貼裝工位,并自動(dòng)準(zhǔn)確定位，同時(shí)吸附于真空平臺(tái)上的LCD基片自動(dòng)送入貼裝工位，從而快速、準(zhǔn)確地粘貼偏光片于LCD基片上，在該工作流程中共涉與到了四個(gè)機(jī)械手，分別為上料手、送料手、擦料手和下料手，它們通過(guò)PLC的控制，協(xié)同完成以上工作流程。通過(guò)對(duì)PLC的重新改裝，機(jī)器運(yùn)行安全可靠、自動(dòng)化程度高，操作簡(jiǎn)便，大大減低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，是LCD行業(yè)小尺寸偏光片貼附的首選機(jī)型。本文基于PLC講述了FPD-TH3C貼片機(jī)的機(jī)械手這個(gè)整體，會(huì)具體介紹機(jī)械手的執(zhí)行系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，控制系統(tǒng)和檢測(cè)系統(tǒng)。1.2貼片機(jī)常見(jiàn)結(jié)構(gòu)目前貼片機(jī)結(jié)構(gòu)大致可分為4種結(jié)構(gòu)：拱架式、復(fù)合式、轉(zhuǎn)塔式和大型平行系統(tǒng)。1.2.1拱架式拱架式機(jī)器是最傳統(tǒng)的貼片機(jī)，具有較好的靈活性和精度，適用于大部分元件，高精度機(jī)器一般都是這種類型，但其速度無(wú)法與復(fù)合式、轉(zhuǎn)塔式和大型平行系統(tǒng)相比。不過(guò)元件排列越來(lái)越集中在有源部件上，比如有引線的QFP(Quadflatpackage，四邊扁平封裝器件)和BGA(Ballgridarray，球柵陣列器件)，安裝精度對(duì)高產(chǎn)量有至關(guān)重要的作用。復(fù)合式、轉(zhuǎn)塔式和大型平行系統(tǒng)一般不適用于這種類型的元件安裝。拱架式機(jī)器分為單臂式和多臂式，單臂式是最早先發(fā)展起來(lái)的現(xiàn)在仍然使用的多功能貼片機(jī)。在單臂式基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的多臂式貼片機(jī)可將工作效率成倍提高，如日本松下公司的CM602貼片機(jī)就有4個(gè)動(dòng)臂安裝頭，可分別交替對(duì)2塊PCB(PrintCircuitBoard，印刷線路板)同時(shí)進(jìn)行安裝，貼裝速度高達(dá)每小時(shí)6萬(wàn)片。1.2.2復(fù)合式復(fù)合式機(jī)器是從拱架式機(jī)器發(fā)展而來(lái)，它集合了轉(zhuǎn)塔式和拱架式的特點(diǎn)，在動(dòng)臂上安裝有轉(zhuǎn)盤(pán)，像Siemens的Siplace80S系列貼片機(jī)，有兩個(gè)帶有12個(gè)吸嘴的旋轉(zhuǎn)頭，Universal公司也推出了帶有30個(gè)吸嘴的旋轉(zhuǎn)頭，稱之為"閃電頭"，兩個(gè)這樣的旋轉(zhuǎn)頭安裝在Gene-sis貼片平臺(tái)上，可實(shí)現(xiàn)每小時(shí)60000片貼片速度。從嚴(yán)格意義上來(lái)說(shuō)，復(fù)合式機(jī)器仍屬于動(dòng)臂式結(jié)構(gòu)。由于復(fù)合式機(jī)器可通過(guò)增加動(dòng)臂數(shù)量來(lái)提高速度，具有較大靈活性，因此它的發(fā)展前景被看好。1.2.3轉(zhuǎn)塔式轉(zhuǎn)塔的概念是使用一組移動(dòng)的送料器，轉(zhuǎn)塔從這里吸取元件，然后把元件貼放在位于移動(dòng)的工作臺(tái)上的電路板上面。轉(zhuǎn)塔式機(jī)器由于拾取元件和貼片動(dòng)作同時(shí)進(jìn)行，使得貼片速度大幅度提高。這種結(jié)構(gòu)的高速貼片機(jī)在我國(guó)的應(yīng)用也很普遍，不但速度快，而且歷經(jīng)十余年的發(fā)展技術(shù)已非常成熟，如Fuii公司的CP842E機(jī)器貼裝速度可達(dá)到0.068s／片。但是這種機(jī)器由于機(jī)械結(jié)構(gòu)所限，其貼裝速度已達(dá)到一個(gè)極限值，不可能再大幅度提高。該機(jī)型的不足之處是只能處理帶狀料。1.2.4大型平行系統(tǒng)大規(guī)模平行系統(tǒng)(又稱模組機(jī))使用一系列小的單獨(dú)的貼裝單元(也稱為模組)。每個(gè)單元有自己的絲桿位置系統(tǒng)，安裝有相機(jī)和貼裝頭。每個(gè)貼裝頭可吸取有限的帶式送料器，貼裝PCB的一部分，PCB以固定的問(wèn)隔時(shí)間在機(jī)器步步推進(jìn)。單獨(dú)地各個(gè)單元機(jī)器運(yùn)行速度較慢。可是，它們連續(xù)的或平行的運(yùn)行會(huì)有很高的產(chǎn)量。如Philips公司的AX-5機(jī)器可最多有20個(gè)貼裝頭，實(shí)現(xiàn)了每小時(shí)15萬(wàn)片的貼裝速度，堪稱業(yè)界第一，但就每個(gè)貼裝頭而言，貼裝速度在每小時(shí)7500片左右，仍有大幅度提高的可能。1.3研究或設(shè)計(jì)的國(guó)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)1.3.1表面貼裝技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)表面貼裝技術(shù)(SurfacdMountingTechnolegy簡(jiǎn)稱SMT)是新一代電子組裝技術(shù),它將傳統(tǒng)的電子元器件壓縮成為體積只有幾十分之一的器件,從而實(shí)現(xiàn)了電子產(chǎn)品組裝的高密度、高可靠、小型化、低成本，以與生產(chǎn)的自動(dòng)化。這種小型化的元器件稱為：SMY器件（或稱SMC、片式器件）。將元件裝配到印刷（或其它基板）上的工藝方法稱為SMT工藝。相關(guān)的組裝設(shè)備則稱為SMT設(shè)備。SMT貼片機(jī)技術(shù)被稱為“電子生產(chǎn)技術(shù)的第三次革命”，被廣泛應(yīng)用于電子信息、航空、航天、兵器、船舶、家電、汽車、機(jī)械、儀表等領(lǐng)域。國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家電子信息產(chǎn)品SMT化率大約在80-90%左右，而我國(guó)目前只有50%左右。目前我國(guó)SMT貼片主要設(shè)備貼片機(jī)擁有量大約在6000-7000部，絕大部分為國(guó)外產(chǎn)品。貼片元器件（SMC/SMD）主要靠進(jìn)口，其它SMT設(shè)備，如印刷機(jī)、點(diǎn)膠機(jī)、再流焊、檢測(cè)設(shè)備、維修工作站等基本依靠進(jìn)口，僅2000年我國(guó)就進(jìn)口貼片機(jī)1500余臺(tái)，價(jià)值4億多美元。2001年上半年勢(shì)頭更猛，半年進(jìn)口貼片機(jī)超過(guò)1000臺(tái)。但我國(guó)在SMT技術(shù)引進(jìn)與發(fā)展SMT產(chǎn)業(yè)方面還存在一些問(wèn)題，現(xiàn)進(jìn)行分析并提出建議如下：發(fā)展自己的SMT貼片機(jī)制造技術(shù)我國(guó)每年引進(jìn)SMT設(shè)備的總量已占到世界總產(chǎn)品的10%左右。但我國(guó)在SMT的引進(jìn)中主要是引進(jìn)產(chǎn)品，基本沒(méi)有或很少引進(jìn)SMT設(shè)備的制造技術(shù)。我國(guó)電子信息產(chǎn)業(yè)已成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)。電子信息產(chǎn)品制造業(yè)的主要設(shè)備，SMT設(shè)備幾乎依靠進(jìn)口，這種狀況是不正常的，我國(guó)應(yīng)發(fā)展自己的SMT設(shè)備制造技術(shù)。目前，先進(jìn)的電子產(chǎn)品，特別是在計(jì)算機(jī)與通訊類電子產(chǎn)品，已普遍采用SMT技術(shù)。國(guó)際上SMD器件產(chǎn)量逐年上升，而傳統(tǒng)器件產(chǎn)量逐年下降，因此隨著進(jìn)間的推移，SMT技術(shù)將越來(lái)越普與。1.3.2國(guó)外PLC發(fā)展?fàn)顩r和發(fā)展趨勢(shì)PLC自問(wèn)世以來(lái)，經(jīng)過(guò)40多年的發(fā)展，在美、德、日等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家已成為重要的產(chǎn)業(yè)之一。世界總銷售額不斷上升、生產(chǎn)廠家不斷涌現(xiàn)、品種不斷翻新。產(chǎn)量產(chǎn)值大幅度上升而價(jià)格則不斷下降。目前，世界上有200多個(gè)廠家生產(chǎn)PLC，較有名的：美國(guó)：AB通用電氣、莫迪康公司；日本：三菱、富士、歐姆龍、松下電工等；德國(guó)：西門(mén)子公司；法國(guó)：TE施耐德公司；國(guó)：三星、LG公司等。我國(guó)的PLC產(chǎn)品的研制和生產(chǎn)經(jīng)理了三個(gè)階段：1、順序控制器（1973-1979）2、以微處理器為主的工業(yè)控制器（1979-1985）3、以微處理器為主的可編程序控制器（1985年后）。在對(duì)外開(kāi)放政策的推動(dòng)下，國(guó)外PLC產(chǎn)品大量進(jìn)入我國(guó)市場(chǎng)，一部分隨成套設(shè)備進(jìn)口。隨著不斷的學(xué)習(xí)與不斷開(kāi)拓的精神，現(xiàn)在，我國(guó)自主生產(chǎn)的PLC在國(guó)的各行各業(yè)也有了極大的應(yīng)用，技術(shù)含量也越來(lái)越高。PLC的發(fā)展趨勢(shì)：（1）產(chǎn)品規(guī)模向大、小兩個(gè)方向發(fā)展大：I/O點(diǎn)數(shù)達(dá)14336點(diǎn)、32位為微處理器、多CPU并行工作、大容量存儲(chǔ)器、掃描速度高速化。?。河烧w結(jié)構(gòu)向小型模塊化結(jié)構(gòu)發(fā)展，增加了配置的靈活性，降低了成本。（2）PLC在閉環(huán)過(guò)程控制中應(yīng)用日益廣泛。（3）不斷加強(qiáng)通訊功能。（4）新器件和模塊不斷推出高檔的PLC除了主要采用CPU以提高處理速度外，還有帶處理器的EPROM或RAM的智能I/O模塊、高速計(jì)數(shù)模塊、遠(yuǎn)程I/O模塊等專用化模塊。（5）編程工具豐富多彩、功能不斷提高，編程語(yǔ)言趨向標(biāo)準(zhǔn)化有各種簡(jiǎn)單或復(fù)雜的編程器與編程軟件，采用梯形圖、功能圖、語(yǔ)句表等編程語(yǔ)言，亦有高檔的PLC指令系統(tǒng)。（6）發(fā)展容錯(cuò)技術(shù)采用熱備用或并行工作、多數(shù)表決的工作方式。（7）追求軟硬件的標(biāo)準(zhǔn)化。1.3.3國(guó)外機(jī)械手的發(fā)展趨勢(shì)和發(fā)展?fàn)顩r目前，國(guó)際上的機(jī)械手公司主要分為日系和歐系。日系中主要有安川、OTC、松下、FANLUC、不二越、川崎等公司的產(chǎn)品。歐系中主要有德國(guó)的KUKA、CLOOS、瑞典的ABB、奧地利的GM公司。我國(guó)機(jī)械手起步于20世紀(jì)70年代初，經(jīng)過(guò)30多年發(fā)展，大致經(jīng)歷了3個(gè)階段：70年代萌芽期，80年代的開(kāi)發(fā)期和90年代的應(yīng)用化期。在我國(guó)，機(jī)械手市場(chǎng)份額大部分被國(guó)外機(jī)械手企業(yè)占據(jù)著。在國(guó)際強(qiáng)手面前，國(guó)的機(jī)械手企業(yè)面臨著相當(dāng)大的競(jìng)爭(zhēng)壓力，如今我國(guó)正從一個(gè)“制造大國(guó)”向“制造強(qiáng)國(guó)”邁進(jìn)，中國(guó)制造業(yè)面臨著與國(guó)際接軌、參與國(guó)際分工的巨大挑戰(zhàn)，對(duì)我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化的提高迫在眉睫，政府務(wù)必會(huì)加大對(duì)機(jī)器人的資金投入和政府支持，將會(huì)給機(jī)械手產(chǎn)業(yè)發(fā)展注入新的動(dòng)力。機(jī)械手的發(fā)展趨勢(shì)：隨著機(jī)械手發(fā)展的深度和廣度以與機(jī)器人智能水平的提高，機(jī)械手已在眾多領(lǐng)域得到了應(yīng)用。從傳統(tǒng)的汽車制造領(lǐng)域向非制造領(lǐng)域延伸，如采礦機(jī)器人、建筑業(yè)機(jī)器人以與水電系統(tǒng)用于維護(hù)維修的機(jī)器人等。在國(guó)防軍事、醫(yī)療衛(wèi)生、食品加工、生活服務(wù)等領(lǐng)域機(jī)械手的應(yīng)用也越來(lái)越多。在未來(lái)幾年，傳感技術(shù)，激光技術(shù)，工程網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將會(huì)被廣泛應(yīng)用在機(jī)械手工作領(lǐng)域，這些技術(shù)會(huì)使機(jī)械手的應(yīng)用更為高效，高質(zhì)，運(yùn)行成本低。據(jù)猜測(cè)，今后機(jī)器人將在醫(yī)療、保健、生物技術(shù)和產(chǎn)業(yè)、教育、救災(zāi)、海洋開(kāi)發(fā)、機(jī)器維修、交通運(yùn)輸和農(nóng)業(yè)水產(chǎn)等領(lǐng)域得到應(yīng)用。1.4機(jī)械手的社會(huì)價(jià)值機(jī)械手在先進(jìn)制造領(lǐng)域中扮演著極其重要的角色。它可以搬運(yùn)貨物、分揀物品、代替人的繁重勞動(dòng)?？梢詫?shí)現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化，能在有害環(huán)境下操作以保護(hù)人身安全，因此被廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、冶金、電子、輕工和原子能等部門(mén)。

工業(yè)機(jī)器人由操作機(jī)（機(jī)械本體）、控制器、伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和檢測(cè)傳感裝置構(gòu)成，是一種仿人操作，自動(dòng)控制，可重復(fù)編程、能在三維空間完成各種作業(yè)的機(jī)電一體化自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備。特別適合與多品種、變批量的柔性生產(chǎn)。它對(duì)穩(wěn)定、提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，改善勞動(dòng)條件和產(chǎn)品的快速更新?lián)Q代起著十分重要的作用。機(jī)器人應(yīng)用情況，是一個(gè)國(guó)家工業(yè)自動(dòng)化水平的重要標(biāo)志。生產(chǎn)中應(yīng)用機(jī)械手可以提高生產(chǎn)的自動(dòng)化水平，可以減輕勞動(dòng)化強(qiáng)度、保證產(chǎn)品質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)：尤其在高溫、高壓、低溫、低壓、粉塵、易爆、有毒氣體和放射性等惡劣的環(huán)境中，他代替人進(jìn)行正常的工作，意義更為重大。因此，在機(jī)械加工、沖壓、鑄、鍛、焊接、熱處理、電鍍、噴漆、裝配以與輕工業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)等方面得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。機(jī)械手的結(jié)構(gòu)形式開(kāi)始比較簡(jiǎn)單，專用性較強(qiáng)，僅為某臺(tái)機(jī)床的上下料裝置，是附屬于該機(jī)床的裝用機(jī)械手。隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，制成了能夠獨(dú)立的按程序控制實(shí)現(xiàn)重復(fù)操作，適用圍比較廣的“程序控制通用機(jī)械手”，簡(jiǎn)稱通用機(jī)械手。由于通用機(jī)械手能很快的改變工作程序，適應(yīng)性較強(qiáng)，所以他在不斷變換生產(chǎn)品種的中小批量生產(chǎn)中獲得廣泛的應(yīng)用。2機(jī)械手的設(shè)計(jì)論證2.1機(jī)械手設(shè)計(jì)方案2.1.1機(jī)械手工作原理本設(shè)計(jì)是用于LCD行業(yè)中玻璃基板與偏光片的自動(dòng)貼合作業(yè)，在工作流程中共涉與到了四個(gè)機(jī)械手，分別為送毛片手、送玻璃片手、擦料手和下料手。送毛片手即送偏光片手，它負(fù)責(zé)完成的工作是運(yùn)送，它將偏光片從物料盒里吸出并運(yùn)送到傳送帶上，再由后續(xù)完成偏光片與膜的分離。送玻璃片手負(fù)責(zé)完成的工作是運(yùn)送，它將玻璃片從物料盒中吸出并運(yùn)送到工作臺(tái)上，以經(jīng)行后續(xù)步驟。擦片手是整個(gè)機(jī)械手系統(tǒng)里面較為重要的一個(gè)部分，在本次設(shè)計(jì)里面他有兩個(gè)作用。作用一是清潔，它下面所附帶的擦片海綿會(huì)在運(yùn)行的過(guò)程中將玻璃片表面原有的或者在運(yùn)送途中所沾染的灰塵給擦除干凈。因?yàn)樵撛O(shè)計(jì)最終完成的是貼片這個(gè)過(guò)程，貼出的玻璃片最終不能帶有氣泡、雜質(zhì)，所以對(duì)玻璃片的表面有一定的清潔度要求，故擦片手在設(shè)計(jì)的時(shí)候加了此功能。擦片手的另一個(gè)作用是將玻璃片定位，因?yàn)樵诖酥捌馄呀?jīng)經(jīng)過(guò)傳送帶定位在了另一個(gè)工作臺(tái)上，要想使偏光片與玻璃片完整貼合，必須使他們之間存在著較高的重合度，所以擦片手的這個(gè)定位功能是必不可少的。下料手的作用類似于送毛片手和送玻璃片手，是起到運(yùn)送作用，它是將最終貼片完成的玻璃片運(yùn)送到物料盒中，從而完成一整套動(dòng)作。2.1.2機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案根據(jù)機(jī)械手的工作原理，本次設(shè)計(jì)選擇的是氣缸、滑臺(tái)類型機(jī)械手。工業(yè)機(jī)械手的種類很多，按其使用圍、驅(qū)動(dòng)方式和控制系統(tǒng)等可進(jìn)行以下分類：按用途分機(jī)械手可分為專用機(jī)械手和通用機(jī)械手兩類專用機(jī)械手它是附屬于主機(jī)的，具有固定程序而無(wú)獨(dú)立控制系統(tǒng)的機(jī)械裝置。專用機(jī)械手具有動(dòng)作少、工作對(duì)象單一、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用可靠和造價(jià)低等特點(diǎn)，適用于大批的自動(dòng)化生產(chǎn)，如自動(dòng)機(jī)床、自動(dòng)線的上下料機(jī)械手和“加工中心”附屬的自動(dòng)換刀機(jī)械手。通用機(jī)械手它是一種具有獨(dú)立控制系統(tǒng)的、程序可變的、動(dòng)作靈活多樣的機(jī)械手。在規(guī)格性能圍，其動(dòng)作程序是可變的，通過(guò)調(diào)整可在不同場(chǎng)合使用，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)是獨(dú)立的。通用機(jī)械手的工作圍大、定位精度高、通用性強(qiáng)，適用于不斷變換生產(chǎn)品種的中小批量自動(dòng)化的生產(chǎn)。通用機(jī)械手按其控制定位的方式不同可分為簡(jiǎn)易型和伺服型兩種：簡(jiǎn)易型以“開(kāi)-關(guān)”式控制定位，只能是點(diǎn)位控制；伺服型具有伺服系統(tǒng)定位控制系統(tǒng)，可以是點(diǎn)位的，也可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)軌跡控制，一般的伺服型通用機(jī)械手屬于數(shù)控類型。按驅(qū)動(dòng)方式分1、液壓傳動(dòng)機(jī)械手是以液體的壓力來(lái)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械手。其主要特點(diǎn)是：抓重可達(dá)幾百公斤以上、傳動(dòng)平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)緊湊、動(dòng)作靈敏。但對(duì)密封裝置要求嚴(yán)格，不然油的泄露對(duì)機(jī)械手的工作能力有很大影響，且不宜在高溫、低溫下工作。若機(jī)械手采用電液伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)軌跡控制，使機(jī)械手的通用性擴(kuò)大，但是電液伺服閥的制造精度高，油液過(guò)濾要求嚴(yán)格，成本高。氣壓傳動(dòng)機(jī)械手是以壓縮空氣的壓力來(lái)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械手。其主要特點(diǎn)是：介質(zhì)來(lái)源極為方便，輸出力小，氣動(dòng)動(dòng)作迅速，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低。但是，由于空氣具有可壓縮的特性，工作速度的穩(wěn)定性較差，沖擊大，而且氣源壓力較低，抓重一般在30公斤以下，在同樣抓重條件下它比液壓機(jī)械手的結(jié)構(gòu)大，所以適用于高速、輕載、高溫和粉塵的環(huán)境中進(jìn)行工作。機(jī)械傳動(dòng)機(jī)械手即由機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（如凸輪、連桿、齒輪和齒條、間歇機(jī)構(gòu)等）驅(qū)動(dòng)的機(jī)械手。它是一種附屬于工作主機(jī)的專用機(jī)械手，其動(dòng)力是由工作機(jī)械傳遞的。它的主要特點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確可靠，動(dòng)作頻率大，但結(jié)構(gòu)較大，動(dòng)作程序不可變。他通常被用作工作主機(jī)的上、下料。電力傳動(dòng)機(jī)械手即有特殊結(jié)構(gòu)的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)、直線電機(jī)或功率步進(jìn)電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械手，因?yàn)椴恍枰虚g的轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，故機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。其中直線電機(jī)機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)速度快和行程長(zhǎng)，維護(hù)和使用方便。此類機(jī)械手目前還不多，但有發(fā)展前途。按控制方式分1、點(diǎn)位控制它的運(yùn)動(dòng)為空間點(diǎn)到點(diǎn)之間的移動(dòng)，只能控制運(yùn)動(dòng)過(guò)程中幾個(gè)點(diǎn)的位置，不能控制其運(yùn)動(dòng)軌跡。若欲控制的點(diǎn)數(shù)多，則必然增加電氣控制系統(tǒng)的復(fù)雜性。目前使用的專用和通用工業(yè)機(jī)械手均屬于此類。連續(xù)軌跡控制它的運(yùn)動(dòng)軌跡為空間的任意連續(xù)曲線，其特點(diǎn)是設(shè)定點(diǎn)為無(wú)限的，整個(gè)移動(dòng)過(guò)程處于控制之下，可以實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)和準(zhǔn)確的運(yùn)動(dòng)，并且適用圍廣，但電氣控制系統(tǒng)復(fù)雜。這類工業(yè)機(jī)械手一般采用小型計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制。基于以上特點(diǎn)，本次設(shè)計(jì)選用氣動(dòng)，點(diǎn)位控制的機(jī)械手，并使用滑臺(tái)機(jī)構(gòu)。氣動(dòng)滑臺(tái)，是自動(dòng)化工業(yè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的直線驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。在機(jī)床，自動(dòng)化設(shè)備，機(jī)器人領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。其一般由步進(jìn)馬達(dá)或伺服馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，通過(guò)精密滾珠絲杠或同步齒形帶，直線滑軌的組合傳動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)滑塊的直線移動(dòng)。工業(yè)應(yīng)用中氣動(dòng)滑臺(tái)不僅需要良好的剛性和重復(fù)精度，其耐用性能，省力特性，負(fù)載能力都是在設(shè)計(jì)應(yīng)用中著重注意的參數(shù)。選用這種組合，既達(dá)到了經(jīng)濟(jì)的目的，又達(dá)到了速度和精度上的要求，所以選擇氣缸滑臺(tái)機(jī)械手作為本次機(jī)械手設(shè)計(jì)。2.1.3機(jī)械手控制系統(tǒng)單片微型計(jì)算機(jī)是微型計(jì)算機(jī)的一個(gè)重要分支，也是一個(gè)非?；钴S和頗具生命力的機(jī)種，單片微型計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)稱單片機(jī)，特別是用于控制領(lǐng)域，故又稱微控制器，即MCU(MicroControllerUnit)。通常，單片機(jī)由單塊集成電路芯片構(gòu)成，部包含計(jì)算機(jī)的基本功能部件：中央處理器CPU、存儲(chǔ)器和I/O接口電路等。因此單片機(jī)只需要和適當(dāng)?shù)能浖屯獠吭O(shè)備相結(jié)合，便可成為一個(gè)單片機(jī)控制系統(tǒng)。PLC即可編程序控制器，它是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，轉(zhuǎn)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用了可編程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作指令，并通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。可編程序控制器與其有關(guān)外圍設(shè)備都按易于與工業(yè)系統(tǒng)連成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。當(dāng)可編程邏輯控制器投入運(yùn)行后，其工作過(guò)程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。完成上述三個(gè)階段稱作一個(gè)掃描周期。在整個(gè)運(yùn)行期間，可編程邏輯控制器的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段。輸入采樣階段在輸入采樣階段，可編程邏輯控制器以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入I/O映象區(qū)中的相應(yīng)的單元。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個(gè)階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會(huì)改變。因此，如果輸入是脈沖信號(hào)，則該脈沖信號(hào)的寬度必須大于一個(gè)掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。用戶程序執(zhí)行階在用戶程序執(zhí)行階段，可編程邏輯控制器總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時(shí)，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構(gòu)成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點(diǎn)構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在I/O映象區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令,即在用戶程序執(zhí)行過(guò)程中，只有輸入點(diǎn)在I/O映象區(qū)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會(huì)發(fā)生變化，而其他輸出點(diǎn)和軟設(shè)備在I/O映象區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執(zhí)行結(jié)果會(huì)對(duì)排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個(gè)掃描周期才能對(duì)排在其上面的程序起作用。在程序執(zhí)行的過(guò)程中如果使用立即I/O指令則可以直接存取I/O點(diǎn)。即使用I/O指令的話，輸入過(guò)程影像寄存器的值不會(huì)被更新，程序直接從I/O模塊取值，輸出過(guò)程影像寄存器會(huì)被立即更新，這跟立即輸入有些區(qū)別。輸出刷新階段當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后，可編程邏輯控制器就進(jìn)入輸出刷新階段。在此期間，CPU按照I/O映象區(qū)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的外設(shè)。這時(shí)，才是可編程邏輯控制器的真正輸出?？删幊踢壿嬁刂破骶哂幸韵迈r明的特點(diǎn)。系統(tǒng)構(gòu)成靈活，擴(kuò)展容易，以開(kāi)關(guān)量控制為其特長(zhǎng)；也能進(jìn)行連續(xù)過(guò)程的PID回路控制；并能與上位機(jī)構(gòu)成復(fù)雜的控制系統(tǒng)，如DDC和DCS等，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的綜合自動(dòng)化。使用方便，編程簡(jiǎn)單，采用簡(jiǎn)明的梯形圖、邏輯圖或語(yǔ)句表等編程語(yǔ)言，而無(wú)需計(jì)算機(jī)知識(shí)，因此系統(tǒng)開(kāi)發(fā)周期短，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試容易。另外，可在線修改程序，改變控制方案而不拆動(dòng)硬件。三、能適應(yīng)各種惡劣的運(yùn)行環(huán)境，抗干擾能力強(qiáng)，可靠性強(qiáng)，遠(yuǎn)高于其他各種機(jī)型。鑒于本設(shè)計(jì)是針對(duì)于工業(yè)用貼片機(jī)，故選擇PLC為本次設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)。3硬件電路設(shè)計(jì)3.1元器件選擇機(jī)械手配件主要由手部、運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)三大部分組成。手部是用來(lái)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(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，使手部完成各種轉(zhuǎn)動(dòng)（擺動(dòng)）、移動(dòng)或復(fù)合運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)規(guī)定的動(dòng)作，改變被抓持物件的位置和姿勢(shì)。以擦料手為例本設(shè)計(jì)所需器件如表1所示。3.1.1機(jī)械手部件表1元器件選擇序號(hào)零件名稱數(shù)量材料備注1下移氣缸12氣缸安裝板12A123肋板12A124M6X30六角螺釘8GB/T70.1-20005活塞桿連接板13046滑動(dòng)平臺(tái)12A127支架底板12A128限位板13049滑動(dòng)導(dǎo)軌410導(dǎo)軌211導(dǎo)軌墊板（1）12A1212導(dǎo)軌墊板（2）12A1213緩沖器214氣缸支座215進(jìn)給氣缸116緩沖器安裝座230417M6X30六角螺釘4GB/T70.1-200018M6X20六角螺釘4GB/T70.1-200019層板12A1220支撐板12A1221工作臺(tái)122擦頭1無(wú)紡布23M4X30六角螺釘2GB/T70.1-2000氣缸：SMC標(biāo)準(zhǔn)氣缸本設(shè)計(jì)選用的是日本SMC標(biāo)準(zhǔn)氣缸，該氣缸根據(jù)工作所需力的大小來(lái)確定活塞桿上的推力和拉力。由此來(lái)選擇氣缸時(shí)應(yīng)使氣缸的輸出力稍有余量。若缸徑選小了，輸出力不夠，氣缸不能正常工作；但缸徑過(guò)大，不僅使設(shè)備笨重、成本高，同時(shí)耗氣量增大，造成能源浪費(fèi)。在夾具設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量采用增力機(jī)構(gòu)，以減少氣缸的尺寸。日本SMC標(biāo)準(zhǔn)氣缸端蓋上設(shè)有進(jìn)排氣通口，有的還在端蓋設(shè)有緩沖機(jī)構(gòu)。桿側(cè)端蓋上設(shè)有密封圈和防塵圈，以防止從活塞桿處向外漏氣和防止外部灰塵混入缸。桿側(cè)端蓋上設(shè)有導(dǎo)向套，以提高氣缸的導(dǎo)向精度，承受活塞桿上少量的橫向負(fù)載，減小活塞桿伸出時(shí)的下彎量，延長(zhǎng)氣缸使用壽命。導(dǎo)向套通常使用燒結(jié)含油合金、前傾銅鑄件。端蓋過(guò)去常用可鍛鑄鐵，現(xiàn)在為減輕重量并防銹，常使用鋁合金壓鑄，微型缸有使用黃銅材料的。缸筒的徑大小代表了氣缸輸出力的大小?；钊诟淄沧銎椒€(wěn)的往復(fù)滑動(dòng)，缸筒表面的表面粗糙度應(yīng)達(dá)到Ra0.8um。對(duì)鋼管缸筒，表面還應(yīng)鍍硬鉻，以減小摩擦阻力和磨損，并能防止銹蝕。缸筒材質(zhì)除使用高碳鋼管外，還是用高強(qiáng)度鋁合金和黃銅。小型氣缸有使用不銹鋼管的。帶磁性開(kāi)關(guān)的氣缸或在耐腐蝕環(huán)境中使用的氣缸，缸筒應(yīng)使用不銹鋼、鋁合金或黃銅等材質(zhì)。導(dǎo)軌：直線導(dǎo)軌滑塊-使運(yùn)動(dòng)由曲線轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€。新的導(dǎo)軌系統(tǒng)使機(jī)床可獲得快速進(jìn)給速度，在主軸轉(zhuǎn)速一樣的情況下，快速進(jìn)給是直線導(dǎo)軌的特點(diǎn)。直線導(dǎo)軌與平面導(dǎo)軌一樣，有兩個(gè)基本元件；一個(gè)作為導(dǎo)向的為固定元件，另一個(gè)是移動(dòng)元件。由于直線導(dǎo)軌是標(biāo)準(zhǔn)部件，對(duì)機(jī)床制造廠來(lái)說(shuō)．唯一要做的只是加工一個(gè)安裝導(dǎo)軌的平面和校調(diào)導(dǎo)軌的平行度。當(dāng)然，為了保證機(jī)床的精度，床身或立柱少量的刮研是必不可少的，在多數(shù)情況下，安裝是比較簡(jiǎn)單的。HYPERLINK://baike.baidu/albums/328467/328467/0/0.html作為導(dǎo)向的導(dǎo)軌為淬硬鋼，經(jīng)精磨后置于安裝平面上。與平面導(dǎo)軌比較，直線導(dǎo)軌橫截面的幾何形狀，比平面導(dǎo)軌復(fù)雜，復(fù)雜的原因是因?yàn)閷?dǎo)軌上需要加工出溝槽，以利于滑動(dòng)元件的移動(dòng)，溝槽的形狀和數(shù)量，取決于機(jī)床要完成的功能。例如：一個(gè)既承受直線作用力，又承受顛覆力矩的導(dǎo)軌系統(tǒng)，與僅承受直線作用力的導(dǎo)軌相比．設(shè)計(jì)上有很大的不同。直線導(dǎo)軌的移動(dòng)元件和固定元件之間不用中間介質(zhì)，而用滾動(dòng)鋼球。因?yàn)闈L動(dòng)鋼球適應(yīng)于高速運(yùn)動(dòng)、摩擦系數(shù)小、靈敏度高，滿足運(yùn)動(dòng)部件的工作要求，如機(jī)床的刀架，拖板等。直線導(dǎo)軌系統(tǒng)的固定元件(導(dǎo)軌)的基本功能如同軸承環(huán)，安裝鋼球的支架，形狀為“v”字形。支架包裹著導(dǎo)軌的頂部和兩側(cè)面。為了支撐機(jī)床的工作部件，一套直線導(dǎo)軌至少有四個(gè)支架。用于支撐大型的工作部件，支架的數(shù)量可以多于四個(gè)。機(jī)床的工作部件移動(dòng)時(shí)，鋼球就在支架溝槽中循環(huán)流動(dòng)，把支架的磨損量分?jǐn)偟礁鱾€(gè)鋼球上，從而延長(zhǎng)直線導(dǎo)軌的使用壽命。為了消除支架與導(dǎo)軌之間的間隙，預(yù)加負(fù)載能提高導(dǎo)軌系統(tǒng)的穩(wěn)定性，預(yù)加負(fù)荷的獲得．是在導(dǎo)軌和支架之間安裝超尺寸的鋼球。鋼球直徑公差為±20微米，以0.5微米為增量，將鋼球篩選分類，分別裝到導(dǎo)軌上，預(yù)加負(fù)載的大小，取決于作用在鋼球上的作用力。如果作用在鋼球上的作用力太大，鋼球經(jīng)受預(yù)加負(fù)荷時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，導(dǎo)致支架運(yùn)動(dòng)阻力增大。這里就有一個(gè)平衡作用問(wèn)題；為了提高系統(tǒng)的靈敏度，減少運(yùn)動(dòng)阻力，相應(yīng)地要減少預(yù)加負(fù)荷，而為了提高運(yùn)動(dòng)精度和精度的保持性，要求有足夠的預(yù)加負(fù)數(shù)，這是矛盾的兩方面。工作時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，鋼球開(kāi)始磨損，作用在鋼球上的預(yù)加負(fù)載開(kāi)始減弱，導(dǎo)致機(jī)床工作部件運(yùn)動(dòng)精度的降低。如果要保持初始精度，必須更換導(dǎo)軌支架，甚至更換導(dǎo)軌。如果導(dǎo)軌系統(tǒng)已有預(yù)加負(fù)載作用。系統(tǒng)精度已喪失，唯一的方法是更換滾動(dòng)元件。導(dǎo)軌系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，力求固定元件和移動(dòng)元件之間有最大的接觸面積，這不但能提高系統(tǒng)的承載能力，而且系統(tǒng)能承受間歇切削或重力切削產(chǎn)生的沖擊力，把作用力廣泛擴(kuò)散，擴(kuò)大承受力的面積。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，導(dǎo)軌系統(tǒng)的溝槽形狀有多種多樣，具有代表性的有兩種，一種稱為哥待式(尖拱式)，形狀是半圓的延伸，接觸點(diǎn)為頂點(diǎn)；另一種為圓弧形，同樣能起一樣的作用。無(wú)論哪一種結(jié)構(gòu)形式，目的只有一個(gè)，力求更多的滾動(dòng)鋼球半徑與導(dǎo)軌接觸(固定元件)。此外，還有其它硬件，如：3.1.2步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)（YK86HB118-06A）是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度(稱為“步距角”)，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的?？梢酝ㄟ^(guò)控制脈沖個(gè)數(shù)來(lái)控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時(shí)可以通過(guò)控制脈沖頻率來(lái)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。步進(jìn)電機(jī)可以作為一種控制用的特種電機(jī)，利用其沒(méi)有積累誤差(精度為100%)的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各種開(kāi)環(huán)控制。3.1.3電磁閥電磁閥（2V025-08、4V110-06）是用電磁控制的工業(yè)設(shè)備，用在工業(yè)控制系統(tǒng)中調(diào)整介質(zhì)的方向、流量、速度和其他的參數(shù)。電磁閥可以配合不同的電路來(lái)實(shí)現(xiàn)預(yù)期的控制，而控制的精度和靈活性都能夠保證。電磁閥有很多種，不同的電磁閥在控制系統(tǒng)的不同位置發(fā)揮作用，最常用的是單向閥、安全閥、方向控制閥、速度調(diào)節(jié)閥等。電磁閥里有密閉的腔，在不同位置開(kāi)有通孔，每個(gè)孔都通向不同的油管，腔中間是閥，兩面是兩塊電磁鐵，哪面的磁鐵線圈通電閥體就會(huì)被吸引到哪邊，通過(guò)控制閥體的移動(dòng)來(lái)?yè)踝』蚵┏霾煌呐庞偷目祝M(jìn)油孔是常開(kāi)的，液壓油就會(huì)進(jìn)入不同的排油管，然后通過(guò)油的壓力來(lái)推動(dòng)油缸的活塞，活塞又帶動(dòng)活塞桿，活塞桿帶動(dòng)機(jī)械裝置動(dòng)。這樣通過(guò)控制電磁鐵的電流通斷就控制了機(jī)械運(yùn)動(dòng)。3.1.4磁環(huán)鐵氧體（D-C73）的磁導(dǎo)率越高，低頻的阻抗越大，高頻的阻抗越小?？梢愿鶕?jù)不同的要求，選擇不同的工藝制造磁環(huán)。磁環(huán)在不同的頻率下有不同的阻抗特性，一般在低頻時(shí)阻抗很小，當(dāng)信號(hào)頻率升高磁環(huán)表現(xiàn)的阻抗急劇升高。大家都知道，信號(hào)頻率越高，越容易輻射出去，而一般的信號(hào)線都是沒(méi)有屏蔽層的，那么這些信號(hào)線就成了很好的天線，接收周圍環(huán)境中各種雜亂的高頻信號(hào)，而這些信號(hào)疊加在本來(lái)傳輸?shù)男盘?hào)上，甚至?xí)淖冊(cè)瓉?lái)傳輸?shù)挠杏眯盘?hào)。那么在磁環(huán)作用下，使正常有用的信號(hào)很好的通過(guò)，又能很好的抑制高頻干擾信號(hào)的通過(guò)，而且成本低廉。鐵氧體磁環(huán)的效果與電路阻抗有關(guān)：電路的阻抗越低，則磁環(huán)的濾波效果越好。因此，在一般鐵氧體材料的產(chǎn)品手冊(cè)中，并不給出鐵氧體材料的插入損耗，而是給出鐵氧體材料的阻抗，鐵氧體材料的阻抗越大，濾波效果也越好。電流的影響:當(dāng)穿過(guò)鐵氧體磁環(huán)的導(dǎo)線中流過(guò)較大的電流時(shí)，濾波器的低頻插入損耗會(huì)變小，高頻插入損耗變化不大。要避免這種情況發(fā)生，在電源線上使用時(shí)，可以將電源線與電源回流線同時(shí)穿過(guò)鐵氧體,要注意同進(jìn)同出。3.1.5干簧管接近開(kāi)關(guān)干簧管繼電器是利用磁場(chǎng)作用來(lái)驅(qū)動(dòng)繼電器觸頭動(dòng)作的，其主要部分是干簧管，它是由一組或幾組導(dǎo)磁簧片封裝在充有氣體（如氦、氮等）的玻璃管中組成開(kāi)關(guān)元件。導(dǎo)磁簧片具有導(dǎo)磁作用，又作接觸簧片即控制觸頭用。在磁場(chǎng)作用下，干簧管的兩根導(dǎo)磁簧片分別被磁化而相互吸引，接通電路。當(dāng)磁場(chǎng)消失后簧片靠本身的彈性封開(kāi)。3.1.6光纖傳感器光纖傳感器的基本工作原理是將來(lái)自光源的光經(jīng)過(guò)光纖送入調(diào)制器，使待測(cè)參數(shù)與進(jìn)入調(diào)制區(qū)的光相互作用后，導(dǎo)致光的光學(xué)性質(zhì)（如光的強(qiáng)度、波長(zhǎng)、頻率、相位、偏正態(tài)等）發(fā)生變化，稱為被調(diào)制的信號(hào)光，在經(jīng)過(guò)光纖送入光探測(cè)器，經(jīng)解調(diào)后，獲得被測(cè)參數(shù)。近年來(lái)，傳感器在朝著靈敏、精確、適應(yīng)性強(qiáng)、小巧和智能化的方向發(fā)展。在這一過(guò)程中，光纖傳感器這個(gè)傳感器家族的新成員倍受青睞。光纖具有很多優(yōu)異的性能，例如：抗電磁干擾和原子輻射的性能，徑細(xì)、質(zhì)軟、重量輕的機(jī)械性能；絕緣、無(wú)感應(yīng)的電氣性能；耐水、耐高溫、耐腐蝕的化學(xué)性能等，它能夠在人達(dá)不到的地方（如高溫區(qū)），或者對(duì)人有害的地區(qū)（如核輻射區(qū)），起到人的耳目的作用，而且還能超越人的生理界限，接收人的感官所感受不到的外界信息。隨著光纖技術(shù)的發(fā)展，運(yùn)用光纖作為材料制作傳感器應(yīng)運(yùn)而生。光纖因?yàn)橛锌垢蓴_能力強(qiáng)、絕緣性好，耐高溫好，所以用來(lái)開(kāi)發(fā)很多種傳感器，比如光纖液位、光纖溫度、光纖陀螺、光纖電流等等。按傳輸模式光纖可分為單模跟雙模兩種。跟雙模光纖相比，單模光纖具有更好的線性跟靈敏度。雙模光纖也有它的優(yōu)點(diǎn)，它具有更好的強(qiáng)度，容易制造。光纖的能夠傳光因?yàn)楣饩€在纖層跟包覆層之間形成全反射，能夠在光纖當(dāng)中快速的通過(guò)。

光纖傳感器按原理可以分為功能型光纖傳感器跟非功能型光纖傳感器，兩者的區(qū)別在于其中的調(diào)制器不同。非功能光纖傳感器的光纖僅僅作為光的傳播介質(zhì)。光纖按被測(cè)物理量分為光線液位傳感器，光纖溫度傳感器，光纖陀螺儀，光纖速度傳感器等等，傳感器之家是按這種分類進(jìn)行產(chǎn)品展示的，列舉了幾種典型的光纖傳感器。光纖調(diào)制有強(qiáng)度調(diào)制、頻率調(diào)制、波長(zhǎng)調(diào)制、相位調(diào)制、偏振態(tài)調(diào)制等等。下面就為傳感器之家所列舉的光纖溫度傳感器做一個(gè)簡(jiǎn)要介紹。

光纖溫度傳感器有相位、光強(qiáng)、偏振光調(diào)制等等，光纖溫度傳感器中一般有兩根單模光纖，其中一根作為參考，叫做參考臂。當(dāng)測(cè)量臂處于溫度場(chǎng)中，會(huì)產(chǎn)生相位的變化，從而引起條紋移動(dòng)，條紋的移動(dòng)數(shù)量就能看出溫度的變化情況。光纖傳感器的特點(diǎn)：1、靈敏度較高

2、幾何形狀具有多方面的適應(yīng)性，可以制成任意形狀的光纖傳感器

3、可以制造傳感各種不同物理信息（聲、磁、溫度、旋轉(zhuǎn)等）的器件；

4、可以用于高壓、電氣噪聲、高溫、腐蝕、或其它的惡劣環(huán)境；

5、而且具有與光纖遙測(cè)技術(shù)的在相容性。

附屬說(shuō)明：可以用來(lái)檢測(cè)多種物理量，比如聲場(chǎng)、電場(chǎng)、壓力、振動(dòng)、溫度、加速度等，還可以完成現(xiàn)有檢測(cè)工作中難以完成的檢測(cè)任務(wù)。在狹小的空間里，在強(qiáng)電磁干擾和高電壓的環(huán)境里，光纖傳感器都顯示出了超強(qiáng)的能力。目前光纖傳感器已經(jīng)有70多種，大致上分成光纖自身傳感器和利用光纖傳感器。近年來(lái)得到很好的發(fā)展，大多應(yīng)用在低碳領(lǐng)域。在風(fēng)力發(fā)電中，光纖傳感工藝開(kāi)始用于檢測(cè)和優(yōu)化風(fēng)力發(fā)電風(fēng)輪系統(tǒng)。作為發(fā)展最快的能源工藝，風(fēng)輪的尺寸越來(lái)越大。這些風(fēng)輪體積巨大，又安裝在比較遙遠(yuǎn)的地點(diǎn)。監(jiān)控工程師需要實(shí)時(shí)了解這些風(fēng)輪的狀態(tài)。因此，光纖傳感器就能發(fā)揮其功效，幫助工程師了解風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)組的運(yùn)行情況。光纖傳感器工藝耗能極低而且靈敏，特別在遠(yuǎn)距離傳輸中，信號(hào)穩(wěn)定，受干擾小。這些特點(diǎn)使光纖傳感器成為極端環(huán)境下的理想選擇。3.2控制部分該設(shè)計(jì)使用的是永宏的PLC，因其相對(duì)于其它PLC具有以下優(yōu)點(diǎn)：高速、高功能、低成本FBs-PLC系以永宏自行研發(fā)之系統(tǒng)單芯片(SoC)制作而成，由超過(guò)12萬(wàn)閘之芯片整合了中央處理器(CPU)、硬件邏輯處理器(HLS)、5個(gè)高速通訊端口、4組硬件高速計(jì)數(shù)器/高速計(jì)時(shí)器、4軸具直線補(bǔ)間、動(dòng)態(tài)追蹤之NC定位脈波輸出與高速中斷與輸入捕捉等高階功能硬件電路于一體，使速度更快，功能與可靠度更佳，為同級(jí)PLC中功能最強(qiáng)、價(jià)格最低、最具競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)者。最人性化，功能最強(qiáng)之應(yīng)用指令集

FBs-PLC指令超過(guò)300種以上，并采用最人性化，可讀性最高之多輸入/多輸出指令方式。如左圖之三個(gè)輸入即可變化出5種功能，一個(gè)指令即可達(dá)成大部分它牌PLC數(shù)個(gè)指令才能做到的功能，使程序大為精簡(jiǎn)，同時(shí)運(yùn)算結(jié)果可直接由指令方塊右側(cè)之輸出取得。在程序可讀性方面，每個(gè)應(yīng)用指令之輸入或輸出端均有功能助憶簡(jiǎn)碼說(shuō)明，操作數(shù)字段則直接標(biāo)明其屬性簡(jiǎn)稱并可于其正下方直接顯示其狀態(tài)或容值，可免除它牌PLC無(wú)標(biāo)示需死記之麻煩，程序可讀性最高，效率最佳。在高階應(yīng)用方面，如網(wǎng)絡(luò)LINK、PID控制、NC定位等，則有專用之便利指令與之對(duì)應(yīng)，大幅降低使用障礙。領(lǐng)先業(yè)界之通訊功能，單機(jī)最多5個(gè)高速通訊端口，可接RS232、RS485、USB、Ethernet等FBs-PLC之SoC芯片部之通訊端口，即使在5個(gè)Port均以最高速度(921.6Kbps)運(yùn)作下仍然游刃有余。可選用ASCII碼或速度快一倍之二進(jìn)碼來(lái)通訊。除永宏標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議外，尚可選用Modbus通訊協(xié)議或自訂通訊協(xié)議，同時(shí)FBs-PLC具有6種通訊板和8種通訊模塊可供各種不同應(yīng)用之彈性選擇，為同級(jí)PLC中，通訊端口最多，通訊速度最快，功能最強(qiáng)者。此外，每個(gè)通訊端口皆具有傳送(Tx)與接收(Rx)之LED指示燈，以方便使用者監(jiān)視通訊運(yùn)作狀況與除錯(cuò)。單機(jī)最多8組高速計(jì)數(shù)器，最高計(jì)數(shù)頻率達(dá)920KHzFBs-PLC最多可有4組硬件高速計(jì)數(shù)器(HHSC)與4組軟件高速計(jì)數(shù)器(SHSC)，HHSC最高計(jì)數(shù)頻率為120KHz(MC)或920KHz(MN)，并具清除、遮沒(méi)等功能。計(jì)數(shù)模式共有U/D、U/Dx2、K/R、K/Rx2、A/B、A/Bx2、A/Bx3、A/Bx4等8種，功能超強(qiáng)、效益最高。例如每轉(zhuǎn)200pulse之Encoder若使用A/Bx4模式，將可提升到等同每轉(zhuǎn)800pulseEncoder之控制效果。且其系由硬件執(zhí)行，故不占用CPU時(shí)間。4組SHSC則有U/D、K/R、A/B三種計(jì)數(shù)模式，總和計(jì)數(shù)頻率為10KHz。NC控制+PLC一體，NC定位專用語(yǔ)言，單機(jī)最大4軸控制，具直線補(bǔ)間功能

將NC定位控制整合在FBs-PLC之SoC芯片，使PLC+NC控制合為一體，共享資源并省卻兩系統(tǒng)之?dāng)?shù)據(jù)交換。NC定位控制采用定位專用指令語(yǔ)言，可任選機(jī)械單位或電氣單位撰寫(xiě)程序，執(zhí)行時(shí)能動(dòng)態(tài)改變控制參數(shù)。單機(jī)最大4軸輸出，最高頻率120KHz(MC)或920KHz(MN)，并可作多軸直線補(bǔ)間與動(dòng)態(tài)追蹤。若配合FBs-PLC建之4組HHSC，尚可作更精密之閉回路之高速定位控制。單機(jī)最多4點(diǎn)高速脈波寬度調(diào)變(HSPWM)輸出FBs-PLC部之SoC芯片整合了4組硬件高速脈波寬度調(diào)變輸出，頻率可高達(dá)184.32KHz與18.432KHz，分辨率分別為1%與0.1%。不同于一般PLC由軟件處理之簡(jiǎn)易PWM之粗劣性能，F(xiàn)Bs-PLC之硬件高速PWM之高速、精準(zhǔn)、穩(wěn)定特性，可讓使用者以最經(jīng)濟(jì)之方式，達(dá)到精致細(xì)微之控制。獨(dú)步業(yè)界之0.1mS精密高速計(jì)時(shí)器FBs-PLC為目前業(yè)界唯一提供0.1mS時(shí)基高速定時(shí)器之PLC(最多有32bit四組，16bit一組)。目前業(yè)界PLC所提供之計(jì)時(shí)器時(shí)基最快只達(dá)1mS，其在精度要求較高之場(chǎng)合，便無(wú)用武之地。FBs-PLC之0.1mS高速計(jì)時(shí)器，因其時(shí)基誤差僅0.1mS，再配合其中斷的功能，即可輕易地完成較精密之速度偵測(cè)或作成頻率計(jì)，在大部分之情況下可以此極經(jīng)濟(jì)之方式，取代昂貴之速度偵測(cè)設(shè)備。單機(jī)最多16點(diǎn)高速中斷輸入

FBs-PLC主機(jī)多達(dá)16點(diǎn)之外界中斷輸入，可讓使用者自行定義當(dāng)外界輸入之正緣或負(fù)緣動(dòng)作時(shí)發(fā)出中斷，或正、負(fù)緣均發(fā)出中斷，來(lái)作高速、緊急之處理，排除CPU因掃描時(shí)間引起之延遲與誤差，可用來(lái)作高速精準(zhǔn)定位、機(jī)械位置歸零、高速RPM量測(cè)等高速且重現(xiàn)性需求較高之應(yīng)用。機(jī)最多36點(diǎn)捕捉式輸入(Capturedinput)FBs-PLC之SoC芯片含之輸入點(diǎn)捕捉功能，能對(duì)外界輸入波寬低于掃描時(shí)間之脈波作捕捉儲(chǔ)存，以供CPU讀取，相較于一般PLC對(duì)此種輸入無(wú)能為力或只能用復(fù)雜之中斷處理而占用大量CPU時(shí)間，F(xiàn)Bs-PLC則可當(dāng)作一般輸入處理而不需使用者費(fèi)心、不但高效率且最方便經(jīng)濟(jì)。附屬周邊最齊全

FBs-PLC除主機(jī)多達(dá)204種機(jī)型可供選擇外，擴(kuò)充I/O與附屬周邊配件亦有72種機(jī)型可選擇。除涵蓋基本之DI/O、AI/O與多種通信界面外，尚包括指撥開(kāi)關(guān)多任務(wù)輸入模塊、米字/七段LED顯示模塊與J、K...type等8種熱電偶或Pt-100、Pt-1000RTD溫度量測(cè)模塊。此外FBs-PLC尚提供可多臺(tái)聯(lián)機(jī)之FB-DAP液晶屏幕數(shù)據(jù)存取器，除可當(dāng)Timer/Counter設(shè)定器外，尚可由使用者自行定義專用按鍵與訊息顯示，當(dāng)簡(jiǎn)易人機(jī)界面使用。同時(shí)FB-DAP亦可附加無(wú)線電感應(yīng)模塊，作諸如門(mén)禁、停車設(shè)備、電梯乘載管制等應(yīng)用。齊全之通訊驅(qū)動(dòng)軟件

FBs-PLC除世界知名圖控軟件如WonderwareIntouch、Citec、Labview、LabLink…與人機(jī)領(lǐng)導(dǎo)品牌如Digital、Fuji、Hitech、Easyview…等均支持與永宏通訊之驅(qū)動(dòng)軟件而能直接與FBs-PLC聯(lián)機(jī)外，永宏尚提供Modbus通訊協(xié)議與永宏DDE標(biāo)準(zhǔn)通訊伺服軟件(FATEKCommunicationServer)，讓使用者在Office應(yīng)用軟件中或自行撰寫(xiě)程序時(shí)，能輕易地連結(jié)FBs-PLC與各廠牌圖控或各種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。Windows中文操作環(huán)境

FBs-PLC之視窗版階梯圖程序編輯軟件階梯圖大師WinProladder提供使用者親和性最高之視窗中文操作環(huán)境，與永宏精心安排之編輯、監(jiān)視、除錯(cuò)等操作順手，讓使用者在極短時(shí)間即可精通整體操作，加上WinProladder強(qiáng)大且齊全之編輯功能輔以按鍵、鼠標(biāo)并用與在線即時(shí)之指令功能查詢與操作指引，將使您之編輯、輸入效率倍增。而直接于階梯圖上顯示之〝即時(shí)〞接點(diǎn)狀態(tài)、緩存器數(shù)據(jù)與多窗口監(jiān)視、比較等功能，讓使用者在作監(jiān)視控制或除錯(cuò)時(shí)倍覺(jué)輕寫(xiě)意。3.3硬件圖圖一擦片手機(jī)械圖表一擦片手各部件明細(xì)表序號(hào)零件名稱數(shù)量材料備注1下移氣缸12氣缸安裝板12A123肋板12A124M6X30六角螺釘8GB/T70.1-20005活塞桿連接板13046滑動(dòng)平臺(tái)12A127支架底板12A128限位板13049滑動(dòng)導(dǎo)軌410導(dǎo)軌211導(dǎo)軌墊板（1）12A1212導(dǎo)軌墊板（2）12A1213緩沖器214氣缸支座215進(jìn)給氣缸116緩沖器安裝座230417M6X30六角螺釘4GB/T70.1-200018M6X20六角螺釘4GB/T70.1-200019層板12A1220支撐板12A1221工作臺(tái)122擦頭1無(wú)紡布23M4X30六角螺釘2GB/T70.1-2000圖二送玻璃片手機(jī)械圖表二送玻璃片手各部件明細(xì)表序號(hào)零件名稱數(shù)量材料備注1M6X20六角螺釘4GB/T70.1-20002氣缸安裝支座23緩沖器安裝座23044緩沖器25固定導(dǎo)軌26M6X20六角螺釘3GB/T70.1-20007滑動(dòng)導(dǎo)軌48滑動(dòng)平臺(tái)12A129支架底板130410M6X20六角螺釘3GB/T70.1-200011M6X20六角螺釘4GB/T70.1-200012支架立板12A1213M6X20六角螺釘3GB/T70.1-200014支架肋板215支架橫梁116M6X20六角螺釘2GB/T70.1-200017氣缸安裝板12A1218六角螺釘GB/T70.1-200019下料豎直氣缸120M3X20六角螺釘2GB/T70.1-200021螺母22氣動(dòng)手指安裝板123氣動(dòng)手指124六角螺釘GB/T70.1-200025活塞桿連接板130426M6螺母GB/T70.1-200027導(dǎo)軌墊板（1）12A1228導(dǎo)軌墊板（2）2A1229下料水平氣缸130M6X30六角螺釘4GB/T70.1-200031M4X40六角螺釘8GB/T70.1-200032滑動(dòng)平臺(tái)限位板130433M6X30六角螺釘7GB/T70.1-200034M4X20六角螺釘8GB/T70.1-200035工作臺(tái)2A124軟件設(shè)計(jì)4.1機(jī)械手工作流程圖送玻璃片手：子程序0送毛片手：子程序1原位原位原位原位下降下降下降下降吸偏光片上升前進(jìn)下降放偏光片上升后退原位上升前進(jìn)下降放玻璃片上升后退原位吸玻璃片吸偏光片上升前進(jìn)下降放偏光片上升后退原位上升前進(jìn)下降放玻璃片上升后退原位吸玻璃片擦片手：子程序2下料手：子程序3原位原位原位原位前進(jìn)前進(jìn)前進(jìn)前進(jìn)下降吸片上升后退下降放片上升原位吹氣檢測(cè)有（無(wú)）前進(jìn)擦片（跳過(guò)）上升后退原位下降下降吸片上升后退下降放片上升原位吹氣檢測(cè)有（無(wú)）前進(jìn)擦片（跳過(guò)）上升后退原位下降4.2LCD貼片機(jī)的I/O地址分配表表3LCD貼片機(jī)I/O分配表輸入輸出X2緊停按鈕Y2上料脈沖X3裝片盒上限位Y3上料方向X4裝片盒下限位Y4下料脈沖X5對(duì)位機(jī)X軸原點(diǎn)Y5下料方向X6對(duì)位機(jī)Y軸原點(diǎn)Y6送片脈沖X7吸片機(jī)平臺(tái)原點(diǎn)Y7送片方向X10工作臺(tái)原點(diǎn)Y8工作平臺(tái)電磁閥X11工作臺(tái)到位Y10工作臺(tái)真空電磁閥X13玻璃片是否貼好Y11吸片平臺(tái)真空X14工作臺(tái)到位Y12故障報(bào)警X15吸片機(jī)到位Y13吸片平臺(tái)真空X16上料機(jī)構(gòu)上限位Y14上料手豎直電磁閥X17上料機(jī)構(gòu)下限位Y15上料手水平電磁閥X18上料機(jī)構(gòu)玻璃片光纖檢測(cè)Y16擦片機(jī)豎直電磁閥X19上料手豎直到位Y17擦片機(jī)水平電磁閥X20上料手下降到位Y18下料豎直電磁閥X21上料手水平原位Y19下料水平電磁閥X22上料手前伸到位Y20吸片機(jī)平移電磁閥X23擦片手豎直原位Y23上料真空X24擦片手下降到位Y24下料真空X25擦片手水平原位Y25送料豎直電磁閥X26擦片手水平到位Y26送料水平電磁閥X27下料機(jī)構(gòu)上限位Y27送料真空X28下料機(jī)構(gòu)下限位Y28玻璃片吹氣X29下料手豎直原位Y29工作臺(tái)吹氣X30下料手下降到位X31下料手水平原位X32下料手水平到位X33下料機(jī)構(gòu)玻璃片光纖檢測(cè)X34無(wú)玻璃片光纖檢測(cè)信號(hào)X36送片盒光纖檢測(cè)信號(hào)X37送料手豎直原位X38送料手下降到位X39送料手水平原位X40送料手水平到位4.3LCD貼片機(jī)的硬