隨著工業(yè)自動(dòng)化的普及，越來(lái)越多的人力勞動(dòng)可被一些自動(dòng)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(shí)間里，生產(chǎn)大批量高效的產(chǎn)品。在加工一線(xiàn)上，自動(dòng)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(lái)發(fā)展起來(lái)的一種新型工業(yè)控制器，它將計(jì)算機(jī)的編程靈活、功能齊全、應(yīng)用面廣的優(yōu)點(diǎn)和繼電器系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，而本身又具有體積小、重量輕、耗電省等特點(diǎn)，因此，在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。

當(dāng)機(jī)械手臂在A(yíng)工作臺(tái)的上限位時(shí)（即在原點(diǎn)處），按下啟動(dòng)按鈕，傳送帶A開(kāi)始工作，把物件輸入，當(dāng)物件被送到工作臺(tái)A時(shí)，傳感器感應(yīng)到該信號(hào)，此時(shí)機(jī)械手臂開(kāi)始向下運(yùn)動(dòng)，直至到下限位，然后電磁閥得電，夾緊物塊，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后，機(jī)械手臂夾緊物塊開(kāi)始向上運(yùn)動(dòng)，直至到上限位，在此之后，機(jī)械手臂夾緊物塊向右移動(dòng)，直至到工作臺(tái)1，然后機(jī)械手臂夾緊物塊向下運(yùn)行，直至到下限位后，電磁閥失電，松開(kāi)物塊，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后，機(jī)械手臂向上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)達(dá)到上限位后，機(jī)械手臂停止運(yùn)動(dòng)，物塊在工作臺(tái)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(hào)時(shí)，機(jī)械手臂開(kāi)始向下運(yùn)行，到達(dá)下限位后，電磁閥得電，夾緊物塊，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后，再夾緊物塊向上運(yùn)行，然后機(jī)械手臂依次進(jìn)行右移到工作臺(tái)2→下降→松開(kāi)→上升→在工作臺(tái)2上加工，當(dāng)物塊在工作臺(tái)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(yùn)出并計(jì)數(shù)→機(jī)械手臂回原點(diǎn)，執(zhí)行下一周期的工作。

流程控制圖?

按上述描述過(guò)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(duì)工作物進(jìn)行加工，對(duì)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(tái)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(tái)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(dòng)作功能，用以按固定程序抓取、搬運(yùn)物件或操作工具的自動(dòng)操作裝置。它可代替人的繁重勞動(dòng)以實(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(mén)。?

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(kāi)環(huán)式，沒(méi)有識(shí)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(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，具有視覺(jué)、觸覺(jué)能力，甚至聽(tīng)、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(jué)機(jī)能；第三代機(jī)械手能獨(dú)立完成工作過(guò)程中的任務(wù)。它與電子計(jì)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(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)。運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的升降、伸縮、旋轉(zhuǎn)等獨(dú)立運(yùn)動(dòng)方式，稱(chēng)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(gè)自由度。自由度是機(jī)械手設(shè)計(jì)的關(guān)鍵參數(shù)。?

機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)主要包括由兩個(gè)電磁閥控制的液壓鋼來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的上升下降運(yùn)動(dòng)及夾緊工件的動(dòng)作，兩個(gè)轉(zhuǎn)速不同的電動(dòng)機(jī)分別通過(guò)兩線(xiàn)圈控制電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)小車(chē)的快進(jìn)、慢進(jìn)、快退、慢退的運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)；其動(dòng)作轉(zhuǎn)換靠設(shè)置在各個(gè)不同部位的行程開(kāi)關(guān)產(chǎn)生的通斷信號(hào)傳輸?shù)?u>PLC控制器，通過(guò)PLC內(nèi)部程序輸出不同的信號(hào)，從而驅(qū)動(dòng)外部線(xiàn)圈來(lái)控制電動(dòng)機(jī)或電磁閥產(chǎn)生不同的動(dòng)作，可實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的精確定位；其動(dòng)作過(guò)程包括：下降、夾緊、上升、慢進(jìn)、快進(jìn)、慢進(jìn)、延時(shí)、下降、放松、上升、慢退、快退、慢退；其操作方式包括：回原位、手動(dòng)、單步、單周期、連續(xù)；來(lái)滿(mǎn)足生產(chǎn)中的各種操作要求。?

本次設(shè)計(jì)使用氣壓機(jī)械手臂，一開(kāi)始手臂先下降，碰到下限開(kāi)關(guān)開(kāi)始做夾起動(dòng)作，然后開(kāi)始上升碰到上限開(kāi)關(guān)后，手臂開(kāi)始往右，當(dāng)碰到第一工作站的極限開(kāi)關(guān)時(shí)，機(jī)械手臂下降將工作物放置工作臺(tái)l然后上升等待機(jī)械對(duì)工作物加工；當(dāng)工作物第一加工步驟完成時(shí)，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(tái)2上進(jìn)行第二加工步驟。當(dāng)?shù)诙庸げ襟E完成時(shí)，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(dòng)作示意圖如圖1-2所示。