0导言
工业机械手（以下简称机械手）是近代自动操控范畴中呈现的一项新技术，并已成为现代制作出产体系中的一个重要组成部分，越来越多地被研讨和运用。本设汁的操控体系选用小型可编程操控器S7—200PLC，具有编程简略、修正简单、可靠性高级长处。
1机械手的挑选
依据古典力学的观念，物体在三维空间内的中止方位是由三个坐标或环绕三轴旋转的视点来决议的。因而，物体的方位和方向（即关节的视点）能从理论上求得。在实践出产日子中，机械手的自由度不是盲目仿照人手的动作来确认的，而是依据实践需要的动作，规划出最少自由度的机械手来满意作业要求。所以一般专用机械手（不包括握紧动作）一般只具有2～3个自由度。而通用机械手则一般取4～5个自由度。本规划选用的机械手共有5个自由度。
这五个自由度为机械手能够做出手臂弹性、手臂上下摇摆、手臂左右摇摆、手腕反转、手指抓住，该机械手示意图如图1所示。
图1 机械手示意图
2动力装置的挑选
工业机械手要求精度十分高，所以本规划选用的是步进电机，步进电机的转速、中止的方位只取决于脉冲信号的频率和脉冲数。当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向滚动一个固定的视点，称为“步距角”，它的旋转是以固定的视点一步一步作业的。能够经过操控脉冲个数宋操控角位移量，然后到达精确认位的意图；一起能够经过操控脉冲频率来操控电机滚动的速度和加速度，然后到达调速的意图。
不过步进电机需要在驱动器的效果下才干正常作业，所以还要挑选驱动器，本规划挑选的是价格便宜而又方便运用的中美合资SH系列步进电动机驱动器，主要由电源输入部分、信号输入部分、输出部分等，实物图和接线原理图别离如图2和图3所示。
图2 步进电机驱动模块实物图
图3 驱动模块与步进电机的接线示意图
电源输入部分：由电源模块供给，用两根导线衔接，留意极性。
信号输入部分：信号源由PTO主机供给。因为PTO供给的电平为24V，输入部分的电平为5V，中心加了维护电路。
输出部分：与步进电动机衔接，留意相序。
3传感器的运用
选用近位开关作为手爪旋转和底盘旋转瞬位检测用；选用限位开关，作为横轴、纵轴限位检测用。
近位开关：有3根衔接线（红、蓝、黑），赤色接电源正极、黑色接电源负极、蓝色为输出信号，当与挡块挨近时输出电平为低电平，否则为高电平。
选用类型：ASL-300Q（磁感应式320），其结构原理如图4所示。
图4 近位开关原理图
限位开关：当挡块碰到限位开关时动作（常开点闭合），选用类型：ASL-300M（机械式310）
4电气接线图
电气接线图如图5所示。
图5 电气接线图
5操控流程规划
本次规划为空间内两点间的物件循环转移动作。详细操控流程如下：敞开PLC，假如机械手不在初试方位上，步进电机开端作业（橫轴向手爪方向移动，竖轴向下移动），机座伺服电机反向旋转到零刻度方位。初始化完成后，首要载入物件所在方位在柱面坐标系下对应的脉冲数，横轴、竖轴步进电机和机座伺服电机一起作业，横轴向前伸，竖轴向上升，机座正转；当步进电机因脉冲输完而中止中止，伺服电机伸到位后，手腕电动机得电带动手腕反向旋转；当传感器检测到限位磁头时，电动机中止，PLC操控电磁阀动作，手爪夹紧，延时一段时间后，然后载入意图地所在方位在柱面坐标系下对应的脉冲数，横轴、竖轴步进电机和机座伺服电机一起作业，返回到物件所在方位；手腕电动机得电带动手腕正向旋转，电磁阀复位，手爪松开延时一段时间；最终判别主程序开关状况，若依然敞开，则开端下一周期的转移动作。操控流程图见图6所示。
图6 操控流程图
