一款自動上下料機器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計摘要全自動引線楔焊鍵合機進行楔焊，鍵合機加工表面加工溫度比較高，很容易燙傷工人，在這種環(huán)境下操作，會給人帶來很多不安全的隱患。為了改變這種現(xiàn)狀本文采用機器人來代替人工操作。本文研究的主要內(nèi)容如下所示：概述本課題的背景及意義，簡要說明國內(nèi)外研究機器人的狀況，講述了本文研究的主要內(nèi)容。對鍵合機自動上下料機器人進行方案設(shè)計，先列舉設(shè)計的要求，對鍵合機引線楔焊和工作原理進行概述，描述自動上下料機器人的座標(biāo)型式與自由度，對手部、手腕、手臂結(jié)構(gòu)進行方案設(shè)計，對驅(qū)動進行方案設(shè)計，對總體進行方案設(shè)計及參數(shù)選擇。（3）對鍵合機自動上下料機器人的手部與手腕結(jié)構(gòu)設(shè)計，先對夾持式手部結(jié)構(gòu)做設(shè)計，主要對其氣缸進行設(shè)計計算，對手腕結(jié)構(gòu)進行設(shè)計，計算他的自由度和驅(qū)動力矩計算。（4）鍵合機自動上下料機器人手臂結(jié)構(gòu)設(shè)計的計算，針對機械臂的伸縮、升降以及回轉(zhuǎn)校核與設(shè)計。（5）對氣動系統(tǒng)進行設(shè)計，講述它的工作原理，對其氣缸進行設(shè)計計算。（6）鍵合機自動上下料機器人的控制系統(tǒng)設(shè)計，對其可編程序控制器的選擇及工作過程，對其控制器控制方案進行方案設(shè)計。關(guān)鍵詞：鍵合機；自動上下料；機器人；plc控制目錄TOC\o"2-3"\t"標(biāo)題1,1,1級,1,二級,2,三級,3"1 緒論 緒論1.1本課題研究的背景及意義 對于惡劣的工作環(huán)境，如高溫高壓，低溫低壓，有毒有害氣體，放射性環(huán)境等，人類進行直接的操作是危險及不可能的,讓機械手的應(yīng)用程序能完成需要的作業(yè)。而且在一部分工作簡單但重復(fù)性強，且是重作業(yè)時，機械手可以發(fā)揮其自身的作用，代替人類從事工作，可以進一步降低人為操作導(dǎo)致的危害，防止由于人的疲勞或疏失等將自己處于危險之中。應(yīng)用機器人代替人類工作，這是一種型材，機械手與人力不同的是，其可以持續(xù)作業(yè)，除了檢修時間外，可長時間持續(xù)工作，這一特點，使得人力也進一步的縮小?，F(xiàn)階段，人力方面的作業(yè)可以用機械手代替，有效的提高了作業(yè)效率，同時，減少了人工的勞動力。對于它的研究是十分有必要的。1.2本課題研究的國內(nèi)外現(xiàn)狀 目前，我國研發(fā)出來的機器人，在其關(guān)鍵的部件中，還存在加工精度不夠的情況，與外國的機器人生產(chǎn)水平確實存在一定的差距，需要我們努力追趕，并且逐步完善相關(guān)零部件的加工精度問題；我國沒有完整的制造工程，也沒有相對其他國家完善的生產(chǎn)線，不能生產(chǎn)出需要的零件，也不能滿足精密零件，機械老化程度較高，學(xué)術(shù)研究在應(yīng)用的范圍還基本處于起步階段，所需機械手的應(yīng)用領(lǐng)域不多，并且產(chǎn)能不高，這些情況說明，我國在機器人產(chǎn)業(yè)上明顯存在不足，體系還沒有完全形成，與其他國家的機械手應(yīng)用情況相比，其能夠較好的制造出高精度機械手，且使用壽命較長，基于上述情況，我國開展的較多的實證研究。對于機械手，進行全系統(tǒng)的深入研究，從上世紀(jì)60年代后，機械手已經(jīng)慢慢的進入了人們的視線，有了較為早期的認(rèn)識，可視為新的工業(yè)革命，對后續(xù)的研究開展產(chǎn)生了較大的影響，隨著一些發(fā)達(dá)國家已經(jīng)有了發(fā)展，如以色列靜態(tài)或動態(tài)機械手原型機械手。自由步態(tài)是相對于規(guī)則步態(tài)而言的。如果地面很粗糙，那么機械手將要把它的下一只腳放在哪里，不是用固定的步幅，而是用一些優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)，這就是所謂的自由步態(tài)。目前，我國機器人生產(chǎn)是根據(jù)用戶需求，品種規(guī)格多，批量小，零部件供貨周期長，可靠性和質(zhì)量不穩(wěn)定。所以，解決產(chǎn)業(yè)化前期的關(guān)鍵技術(shù)積極推進產(chǎn)業(yè)化進程十分迫切。國內(nèi)工業(yè)機器人在國家的鼓勵和支持下，通過科學(xué)研究，對機械手的設(shè)計和制造技術(shù)有了較為完整的掌握，其中涉及到的控制系統(tǒng)、硬件設(shè)計等技術(shù)可有了深刻的認(rèn)識，軌跡規(guī)劃技術(shù)也不斷優(yōu)化，并生產(chǎn)了機器手的關(guān)鍵部件，研制了噴涂機器人等。汽車制造企業(yè)的焊接生產(chǎn)線已經(jīng)廣泛應(yīng)用弧焊機器人。但從宏觀角度來看，我國工程應(yīng)用水平和工業(yè)機器人技術(shù)與國外存在一定差距，如：機器人相應(yīng)的工程發(fā)展較晚，與國外產(chǎn)品相比，其可靠性不高，從生產(chǎn)的角度出發(fā)，與國外存在一定差距，基于此種情況，我國應(yīng)用的領(lǐng)域不多，目前，應(yīng)用國產(chǎn)機器人約為200臺，是世界安裝工業(yè)機器人的少數(shù)。機器人產(chǎn)業(yè)尚未形成是造成以上問題的主要原因。在863科研計劃的支持下，我國的研究機構(gòu)也逐步將研究重點轉(zhuǎn)移到機器人的研發(fā)上，需要指出的是，在特種機器人和智能機器人方面，取得的成就顯著。目前比較先進的水平的成果是對水下機器人的研發(fā)?，F(xiàn)階段，最新研發(fā)的機器人以及一些基礎(chǔ)技術(shù)的機器人，都被應(yīng)用到了所需的場景中，并且在機器人方面更是未來一大研發(fā)趨勢，在此大背景下，有理由信息，在以后的日常生活中，可以應(yīng)用機器人幫助我完成一部分任務(wù)，形成產(chǎn)品配套體系和實用的技術(shù)，對這項研究對系統(tǒng)具有重要意義，在后期成為世界先進行列。1.3本課題研究的主內(nèi)容 為了提高引線楔焊的效率，現(xiàn)對鍵合機采用自動上下料的方式來提高生產(chǎn)的效率，現(xiàn)在采用機器人來代替人工來作業(yè)。本文主要的研究如下所示概述本課題的背景及意義，簡要說明國內(nèi)外研究機器人的狀況，講述了本文研究的主要內(nèi)容。對鍵合機自動上下料機器人進行方案設(shè)計，先列舉設(shè)計的要求，對鍵合機引線楔焊和工作原理進行概述，描述自動上下料機器人的座標(biāo)型式與自由度，對手部、手腕、手臂結(jié)構(gòu)進行方案設(shè)計，對驅(qū)動進行方案設(shè)計，對總體進行方案設(shè)計及參數(shù)選擇。對鍵合機自動上下料機器人的手部與手腕結(jié)構(gòu)設(shè)計，先對夾持式手部結(jié)構(gòu)做設(shè)計，主要對其氣缸進行設(shè)計計算，對手腕結(jié)構(gòu)進行設(shè)計，計算他的自由度和驅(qū)動力矩計算。鍵合機自動上下料機器人手臂結(jié)構(gòu)設(shè)計的計算，針對機械臂的伸縮、升降以及回轉(zhuǎn)校核與設(shè)計。對氣動系統(tǒng)進行設(shè)計，講述它的工作原理，對其氣缸進行設(shè)計計算。鍵合機自動上下料機器人的控制系統(tǒng)設(shè)計，對其可編程序控制器的選擇及工作過程，對其控制器控制方案進行方案設(shè)計。2 鍵合機自動上下料機器人的方案設(shè)計 2.1 設(shè)計的要求 設(shè)計一款鍵合機自動上下料機器人，來替代人工來上下料，從而減少勞動強度。防止工人因溫度而燙傷。2.2鍵合機的概述及工作原理 全自動引線楔焊鍵合機是集機、電、光為一體的自動化設(shè)備，借助自動送絲機構(gòu)，利用加溫、超聲、加壓的方式，以金絲當(dāng)做互連介質(zhì)，完成基板與芯片之間的引線鍵合，實現(xiàn)電氣互連功能。其加熱爐臺要達(dá)到重量適中，移動順滑，接地良好，加熱穩(wěn)定尤其重要。鋼絲粘接是采用加熱、加壓和超聲波原理等焊接方法，通過焊接對表面的氧化層造成損傷和污染，從而產(chǎn)生塑性變形，使與焊接表面緊密接觸導(dǎo)致之間的重力范圍，并引起界面原子之間的擴散而形成焊縫。常用的鍵合方式有三種:熱鍵合、超聲波鍵合和熱鍵合。鍵合機的結(jié)構(gòu)圖如下圖所示：圖2.1鍵合機2.3自動上下料機器人的自由度與座標(biāo)型式對于機械手來說，在其上下料時，其運動包括收縮、回轉(zhuǎn)、升降等，故其采用圓柱式坐標(biāo)，三個自由度方向與機械手對應(yīng)，在升降過程中，手臂會出現(xiàn)行程小的情況，因此，給機械手需要加入擺動裝置，使其能夠較好的完成上下擺動的運動效果。圖2.2機械手示意圖2.4自動上下料機器人手臂結(jié)構(gòu)設(shè)計方案 設(shè)計的主要目的是圍繞其通用性更好，可將結(jié)構(gòu)設(shè)計成為可以進行更換的機械手的手部結(jié)構(gòu)，主要用兩種方式：使用氣流負(fù)壓式吸盤和使用夾持式手部。2.5自動上下料機器人手臂與手腕結(jié)構(gòu)設(shè)計方案 機械手的通用性需要被考慮進來，被抓取工件，其功能是水平放置，基于這一情況，可優(yōu)先選擇可回轉(zhuǎn)的手腕結(jié)構(gòu)，機構(gòu)為回轉(zhuǎn)氣缸。2.6自動上下料機器人驅(qū)動設(shè)計方案 本次機械手設(shè)計選用氣壓傳動系統(tǒng)，因為其反應(yīng)靈敏，動作靈活，具有較小的泄露和損失，成本較低，經(jīng)濟性高。2.7自動上下料機器人控制設(shè)計方案 機械手的通用性能要高，并且需要點位控制，可采用程序控制器（），進行編程從而控制機械手。動作的相應(yīng)流程發(fā)生變化時，需要將程序進行修改即可，操作上簡便，可行性強。2.8自動上下料機器人主要參數(shù) 上下料機器人結(jié)構(gòu)如下圖所示圖2.3自動上下料機器人結(jié)構(gòu)1機械手的最大抓取重量是其主要技術(shù)指標(biāo)。因為是氣動驅(qū)動，所以物體不應(yīng)該太重2對于機械手來說，其主要基本參數(shù)是速度。在設(shè)計時，如果速度較低，會使機械手的活動范圍受到限制。機械手的速度主要是受到機械臂的伸縮和旋轉(zhuǎn)運動時的速度影響。在設(shè)計機械手時，其最大轉(zhuǎn)向速度為，平均轉(zhuǎn)彎速度為，平均移動速度為，最大運動速度設(shè)計為1.0m/s，在啟動機械手后，其運動過程有啟動、停止、加速、減速等情況，因此，用速度行程曲線來表示整個速度是較為合理的，也更能夠說明問題，而行程又與平均速度密不可分，用平均速度表示速度特性更加合理，除了上述所說的速度參數(shù)外，在對伸縮臂進行設(shè)計時，還要對其工作半徑、基本參數(shù)、伸縮行程等參數(shù)進行設(shè)計。大多數(shù)的設(shè)計都像人類站著或坐著，輕輕地移動。過大工作半徑的和伸縮行程必定會降低剛度，增加偏置力矩。在這種情況下，自動傳動裝置成了我們的優(yōu)選。經(jīng)統(tǒng)計可知，最大工作半徑約為1200mm的機械臂伸縮行程設(shè)定為500mm。設(shè)置手臂提升行程100m。用途將產(chǎn)品自動進行運輸，送到鍵合機，可進行上下料。二、機械手技術(shù)參數(shù)設(shè)計：1最大工作半徑：1700mm2、座標(biāo)型式：圓柱座標(biāo)3、自由度數(shù)：3個4、抓重：5kg5、手臂最大中心高：800mm6、7、8、手臂運動參數(shù)回轉(zhuǎn)范圍：0-360回轉(zhuǎn)速度：90/s伸縮行程：400mm升降行程：300mm升降速度：2500mm/s伸縮速度：400m/s9、10、11、圖2.4機械手的工作范圍3 鍵合機自動上下料機器人手腕與手部結(jié)構(gòu)設(shè)計 3.1 機器人夾持式手部結(jié)構(gòu) 對于機械人手部的結(jié)構(gòu)設(shè)計，其可以完成更換，可更換通用性更高的手臂，傳力機構(gòu)和手抓是夾持式手部結(jié)構(gòu)的主要部分，其中傳力機構(gòu)的種類較多，如彈簧杠桿式、斜楔杠桿式、滑槽杠桿式等。3.1.1 手指分類和形狀 普遍的一種夾持式是夾持式，其中常見的兩種是，雙手雙指夾持式和多指夾持式，根據(jù)夾持工件的手指部位可以區(qū)分為內(nèi)外夾持式兩種：模仿人類手指的運動，手指可分為兩支點向回、支點向變換的變換種類，其中兩支點向回的變換是基本模式。當(dāng)兩個支點到手指的距離變換時，兩個旋轉(zhuǎn)保護下到無窮無盡的小時，變成了一個支點回到手指的變換；實用新型具有應(yīng)用廣泛、結(jié)構(gòu)簡單、開閉角度小、制造容易的優(yōu)點。在生活當(dāng)中，較少的應(yīng)用移動式，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度更高，當(dāng)其夾住部件時，直徑變化也不會影響軸的具體位置，因此，其可以更好的滿足不同直徑的工件，適應(yīng)性強。3.1.2 手部夾緊氣缸的設(shè)計 1、驅(qū)動力的計算圖3.1齒輪齒條式手部圖工件重量為，手指角度為，摩擦系數(shù)為(1)驅(qū)動力為:（3-1）(2)可得握力計算公式:（3-2）可得實際的驅(qū)動力:根據(jù)公式計算可得夾持工件時所需驅(qū)動力為。2、氣缸直徑設(shè)計使用的是單向作用氣缸，根據(jù)力平衡原理，其活塞桿上的輸出力，是克服彈簧活塞桿工作和反作用力的總阻力，其公式為:（3-3）反作用力的計算為:（3-4）（3-5）Gf=（3-6）因為要考慮到對負(fù)載率的影響，所以:（3-7）綜上所述我們可知，單向作用氣缸直徑為:（3-8）由上式，可計算得：所以:查詢資料，可將結(jié)果取整為因為，，計算得到活塞桿直徑:通過上述方式，我們可取活塞桿直徑為，并進行校核，其公式為：（3-9）可得：已知所以:由上述結(jié)果可知，其滿足設(shè)計要求。3、缸筒壁厚設(shè)計一般的氣缸缸筒壁厚和內(nèi)徑之比小于或者等于1/10，我們可以按照薄壁筒公式計算:因為p=1.5所以材料是ZL3[]=3mpa已知數(shù)據(jù)代入公式:（3-10）取，所以缸筒的外徑為:D=80mm3.2 機器人手部手腕結(jié)構(gòu)設(shè)計 機械手的通用性需要被考慮進來，被抓取工件，其功能是水平放置，所以，回轉(zhuǎn)氣缸為我們要設(shè)計的手腕回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)機構(gòu)。3.2.1 機器人手部手腕的自由度 因為機械手進行抓取的工件，是水平放置的，為設(shè)計更多功能的機械手，需要使其手腕運動可以繞X軸進行旋轉(zhuǎn)，以此為基礎(chǔ)才可以完成所需的工作要求。現(xiàn)階段，腕部旋轉(zhuǎn)運動機構(gòu)中，最常用的為旋轉(zhuǎn)油缸，所以我們選擇了旋轉(zhuǎn)油缸。其結(jié)構(gòu)是非常緊湊，旋轉(zhuǎn)角度略小，需進行嚴(yán)格、必需的密封，滿足相應(yīng)的要求。3.2.2 計算機器人手部手腕的驅(qū)動力矩1手腕轉(zhuǎn)動所需驅(qū)動力矩當(dāng)腕部進行啟動，其產(chǎn)生的慣性力必須要被矩驅(qū)動腕部旋轉(zhuǎn)時的驅(qū)動力矩克服，腕部的旋轉(zhuǎn)軸和支撐孔在摩擦阻力力矩、運動件和氣缸直徑、固定件、鎖緊螺母等處的密封裝備在因轉(zhuǎn)動部分的中心,摩擦阻力力矩和轉(zhuǎn)動軸不重合從而引起的偏力矩。圖4-1顯示了腕力的示意圖。圖3.2手部回轉(zhuǎn)時受力狀態(tài)手部手腕進行轉(zhuǎn)動時，其驅(qū)動力矩計算如下:（3-11）將按圖4-1，對各個阻力矩進行分析計算:1、手腕加速運動時產(chǎn)生的慣性力矩假定手腕是按照等加速進行運動的，手腕轉(zhuǎn)動時，其角速度是，起動過程所需時間為，所以:（3-12）如果轉(zhuǎn)動軸線與工件中心不重合，它的轉(zhuǎn)動慣量是:（3-13）2、工件的偏重和手腕轉(zhuǎn)動件對轉(zhuǎn)動軸線所產(chǎn)生的偏重力矩M偏+()（3-14）當(dāng)手腕轉(zhuǎn)動軸線與工件重心位置一致時，則。3、在手腕轉(zhuǎn)動軸的軸頸，其摩擦阻力矩()根據(jù),得:同理，根據(jù)(F),得:2回轉(zhuǎn)氣缸的驅(qū)動力矩計算如圖4-2所示為單葉旋轉(zhuǎn)氣缸的原理。固定件1和缸體2進行固定連接，移動件3與轉(zhuǎn)軸5固定連接?；顒影迕芊馊?將空氣腔分成兩部分。壓縮氣體進入孔，輸出軸被推動，可進行次反轉(zhuǎn)，低壓室氣體可從孔排出。反之，輸出軸可進行順時針轉(zhuǎn)動。驅(qū)動力矩與單葉片氣缸的壓力之間關(guān)系公式為：,或（3-15）圖3.2回轉(zhuǎn)氣缸示意圖3手腕回轉(zhuǎn)缸的尺寸和校核1.尺寸設(shè)計氣缸設(shè)計長度是,氣缸內(nèi)徑尺寸,半徑,軸徑,半徑,氣缸運行角速度=，加速度=0.1s,壓強,力矩為：（3-16）2.尺寸校核1．手腕轉(zhuǎn)動部件質(zhì)量，由分析可知，其在一個半徑的圓盤上進行質(zhì)量密度等效分布。（3-17）（）其工件質(zhì)量是，其質(zhì)量分布在長的棒料上如果不重合，對于長的棒料來說，最大偏心距，它的轉(zhuǎn)動慣量是:2、偏重力矩為，手腕轉(zhuǎn)動件重心與軸線重合，，夾持工件的一端，工件重心偏離轉(zhuǎn)動軸線,則+（3-18）3、轉(zhuǎn)動軸在軸頸處的摩擦阻力矩是，滾動軸承，滑動軸承，，是軸頸直徑，,,,為支承反力，粗略估計,。（3-19）4．密封裝置與動片的摩擦阻力矩，其值與密封裝置具有較大影響，需要根據(jù)情況來進行選擇和分析，基于上述情況，預(yù)估。3（3-19）（3-20）綜上可知，尺寸設(shè)計符合標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計安全。4 鍵合機自動上下料機器人手臂結(jié)構(gòu)計算及設(shè)計 4.1 機械手臂伸縮部分的校核與設(shè)計（1）在對機械手臂伸縮氣缸進行設(shè)計時，其尺寸需要根據(jù)其生產(chǎn)廠家的標(biāo)準(zhǔn)氣缸為參數(shù)，照看它的相關(guān)尺寸參數(shù)，結(jié)合本次設(shè)計的實際需求，采用型氣缸，尺寸內(nèi)徑為。（2）氣缸尺寸校核1.校核氣缸內(nèi)徑和半徑，氣缸內(nèi)徑,半徑，只要通過校核驗證即可，壓強設(shè)計為。根據(jù)上述參數(shù)，可計算驅(qū)動力為:（4-1）1.手腕質(zhì)量是，加速度，所以慣性力（4-2）2.摩擦系數(shù)。（4-3）總受力通過上述計算，標(biāo)準(zhǔn)CTA的尺寸滿足用驅(qū)動力所需要求。4.2手臂升降部分校核與設(shè)計 （1）尺寸設(shè)計將氣缸運行長度為,氣缸內(nèi)徑尺寸,半徑為,加速度時間，壓強，計算可得驅(qū)動力為：（4-4）（2）尺寸校核1．手腕質(zhì)量為，計算可得重力為：（4-5）2.加速度為，計算慣性力可得：（4-6）3.摩擦力考慮進來，摩擦系數(shù)為，（4-7）總受力通過上述計算可知，該設(shè)計尺寸滿足實際使用所需的要求。4.3手臂回轉(zhuǎn)部分校核與設(shè)計 （1）尺寸設(shè)計氣缸長度尺寸為,氣缸內(nèi)徑尺寸為,半徑,軸徑半徑,氣缸運行角速度=，加速度時間0.5s,壓強,計算得：（4-8）（2）尺寸校核1．手臂轉(zhuǎn)動工件質(zhì)量，由分析可知，其在一個半徑的圓盤上進行質(zhì)量密度等效分布。（4-9）（）（4-10）軸承與油封間的摩擦力考慮進來，取摩擦系數(shù),總驅(qū)動力矩（4-11）通過上述計算，該尺寸符合本設(shè)計尺寸的使用要求。5 鍵合機自動上下料機器人的氣動系統(tǒng)設(shè)計 5.1氣壓傳動系統(tǒng)的工作原理圖 如下圖為機器人的氣動傳動的原理圖。它是由空氣壓縮機經(jīng)過快換接頭進到儲氣罐，經(jīng)油霧器，水分過濾器，調(diào)壓閥，再進入到各個并聯(lián)氣路上的電路來控制它的動作。表5.1氣路元件表序號型號規(guī)格名稱數(shù)量1QF-44手動截止閥12儲氣缸23QSL-26-S1分水濾氣器14QTY-20-S1減壓閥15QIU-20-S1油霧器16YJ-1壓力繼電器17Q24DH-10-S1二位五通電磁滑閥18Q24D2H-10-S1二位五通電磁滑閥49Q24D2H-15-S1二位五通電磁滑閥110單向節(jié)流閥211L1-25單向節(jié)流閥212快速排氣閥213氣液轉(zhuǎn)換器15.2 氣缸的選型計算氣缸的推力計算氣缸的拉力計算η的選取與氣缸的負(fù)載性能及氣缸的運動速度有關(guān)（見下表）表5.2η的選取與氣缸的負(fù)載性能理論拉力(N)為：（5-2）式中,d一活塞桿直徑（mm）時,估算時可令d=0.3D。工作壓力為P=1MPa的單作用氣缸,其（2）關(guān)于氣缸的選型因為本裝置要采用單缸型氣缸，且考慮到負(fù)荷要比實際上的理論大，所有選擇的缸徑為50mm。表5.3缸筒內(nèi)徑由上述可知，我們可以選用缸徑為50mm的氣缸購自亞德客公司，型號為SC50-100本裝置快速推拉氣缸，選擇負(fù)載率≤50%,由前面可知氣缸的缸徑為50mm，依據(jù)查表3.3有允許輸出力使用空氣壓力P1=49.1MPa，理論輸出力使用空氣壓力為P2=98.2MPa。故該裝置所要使用的空氣壓力為98.2MPa。6 鍵合機自動上下料機器人的控制系統(tǒng)設(shè)計6.1可編程序控制器的工作過程及選擇 現(xiàn)階段，國外可以生產(chǎn)可編程序控制器的公司較多，如三菱公司的、西門子公司的等。由于本次設(shè)計的自動上下料機械手，其具有不算多的輸入輸出點，并且較為簡單的工作流程即可，從成本角度出發(fā)，最終選擇歐姆龍型的可編程控制器。6.1.1可編程序控制器選擇 通過編程好的程序，對其相關(guān)任務(wù)進行控制，使其執(zhí)行任務(wù)?；诖朔N情況，其進行循環(huán)掃描的工作模式。其可編程邏輯控制器具體的工作過程可以大概分為四個階段。第一階段為初始化處理。第二階段為輸入信號的處理。第三階段為過程階段。第四階段為輸出處理階段。6.1.2可編程序控制器的工作過程 當(dāng)PLC和被控制目標(biāo)（生產(chǎn)過程、設(shè)備）構(gòu)成一體的自動控制系統(tǒng)，其整體步驟如下：（1）被控制目標(biāo)的動作和順序需要進行設(shè)計確定。（2）確定發(fā)送信號，將其發(fā)送給可編程控制器是I/0分配，輸入端子號接收這一分配；控制器對被控制目標(biāo)發(fā)送哪幾個信號，且指定對應(yīng)的輸出端子號。此外，使用其內(nèi)部的定數(shù)器、計時器等，同樣可進行分配，其也可通過編號對信號進行識別。（3）與梯形圖一樣，繪制繼電器控制邏輯梯形圖能夠較好的表達(dá)系統(tǒng)中的關(guān)系，將所有動作聯(lián)系起來。如應(yīng)用圖形編程器（CRT或LCD），繪制所需要的圖相當(dāng)于編譯一個可直接輸入可編程控制器的程序。對于簡單的程序員來說，經(jīng)常需要經(jīng)歷助記轉(zhuǎn)換程序過程的下個階段。（4）微機助記符程序相當(dāng)于助記符機器程序，我們使用相對簡單程序員的時候，應(yīng)該要轉(zhuǎn)換成梯形圖的助記符程序，輸入控制器。（5）如果會進行修改的話，程序的編寫就相當(dāng)于檢查程序中的每一個語法的錯誤，而這項工作則是在程序員身上結(jié)束的。（6）調(diào)試程序可以在編程器中修改。（7）調(diào)試程序通過后要保存該程序，并可以將其保存在磁盤上進行備份或者固化在EPROM中。6.2目標(biāo)可編程序控制器控制的方案 該機械手用于自動輸送線的裝卸。按下操縱器的“開始”按鈕時，操縱器具有以下操作：先右轉(zhuǎn)到右限位開關(guān)動作（），下到下限位開關(guān)（），機械手腕逆時針（），伸臂到限位開關(guān)處（），檢查物品是否存在，有的話，手柄（）機械手臂收縮到限位開關(guān)（），上升到限位開關(guān)（），向左轉(zhuǎn)動限位開關(guān)動作（），機械手腕順時針轉(zhuǎn)動（），機械手臂拉長到最大（），機械手部釋放（），延遲最短機械手臂收縮（）。到此，一個工作的循環(huán)結(jié)束。21/0依據(jù)系統(tǒng)的輸出輸入的點數(shù)，12個輸出點，標(biāo)簽0500-0511。選擇16個輸入點數(shù)的omronc28p型PC機。標(biāo)記為0000-0015；3、機器手臂梯形圖的設(shè)計(如圖紙所示)4、機械人手臂的控制程序結(jié)論 本文概述本課題的背景及意義，簡要說明國內(nèi)外研究機器人的狀況，講述了本文研究的主要內(nèi)容。對鍵合機自動上下料機器人進行方案設(shè)計，先列舉設(shè)計的要求，對鍵合機引線楔焊和工作原理進行概述，描述自動上下料機器人的座標(biāo)型式與自由度，對手部、手腕、手臂結(jié)構(gòu)進行方案設(shè)計，對驅(qū)動進行方案設(shè)計，對總體進行方案設(shè)計及參數(shù)選擇。對鍵合機自動上下料機器人的手部與手腕結(jié)構(gòu)設(shè)計，先對夾持式手部結(jié)構(gòu)做設(shè)計，主要對其氣缸進行設(shè)計計算，對手腕結(jié)構(gòu)進行設(shè)計，計算他的自由度和驅(qū)動力矩計算。鍵合機自動上下料機器人手臂結(jié)構(gòu)設(shè)計的計算，針對機械臂的伸縮、升降以及回轉(zhuǎn)校核與設(shè)計。對氣動系統(tǒng)進行設(shè)計，講述它的工作原理，對其氣缸進行設(shè)計計算。鍵合機自動上下料機器人的控制系統(tǒng)設(shè)計，對其可編程序控制器的選擇及工作過程，對其控制器控制方案進行方案設(shè)計。參考文獻[1]廖啟雁.自動化上下料機器人生產(chǎn)線控制優(yōu)化分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2020(36):85-86.[2]謝朋霖.基于直角坐標(biāo)機器人的數(shù)控車床自動上下料控制系統(tǒng)設(shè)計[J].機電工程技術(shù),2020,49(06):85-87.[3]王滿,吳功平,熊一飛,樊飛,曹琪,楊松.巡檢機器人自動上下線系統(tǒng)制動裝置研究[J].機床與液壓,2020,48(09):1-4+15.[4]何恒德.壓鑄機機器人自動上料系統(tǒng)設(shè)計[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備,2020(01):56-58.[5]陸晨芳,宋鵬,丁中華.基于工業(yè)機器人和數(shù)控車床的自動上下料工作站[J].機械制造,2019,57(12):45-47.[6]劉林山,李建永,郝銘.一種數(shù)控機床自動上下料桁架機器人控制系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J].制造業(yè)自動化,2019,41(09):108-110+138.[7]何樹洋.基于工業(yè)機器人的沖壓自動上下料生產(chǎn)線設(shè)計[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2019(17):84-85.[8]王澤輝.搖臂式自動上下料機器人設(shè)計與研究[D].中國計量大學(xué),2019.[9]張琛,倪受東,張靜.工業(yè)機器人自動上下料控制系統(tǒng)的設(shè)計[J].機械制造,2018,56(09):5-7.[10]張福民,鍛壓機床自動上下料工業(yè)機器人.安徽省,安徽飛翔電器有限公司,2018-05-07.[11]余文英.連續(xù)沖壓自動上下料機器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計與仿真研究[D].陜西科技大學(xué),2018.[12]張磊.基于機器視覺的機器人自動上下料系統(tǒng)[D].上海交通大學(xué),2018.[13]龍江,胡丹,梁林.基于機器人的數(shù)控機床自動上下料應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計[J]