機(jī)械手plc課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　摘要……………………………………………………………………………………3</p><p>　　一：課程設(shè)計(jì)目的…………………………………………………………… ………3</p><p>　　一．引言………………………………………………………………………………4</p>

2、;<p>　　二．機(jī)械手的工作原理……………………………………………………………9</p><p>　?。ㄒ唬C(jī)械手的概述…………………………………………………………9</p><p>　?。ǘC(jī)械手的工作方式…………………………………………………… 10</p><p>　　(三)、課程設(shè)計(jì)控制要求………………………………………………………

3、 10</p><p>　　三．機(jī)械手控制的硬件設(shè)計(jì)…………………………………………………12</p><p>　?。ㄒ唬﹤魉蛶C(jī)械手控制PLC接線圖……………………………………… 12</p><p>　　(二) I/O設(shè)備及I/O點(diǎn)分配表……………………………………… 13</p><p

4、>　　四.控制程序…………………………………………………………………… 14</p><p>　　(一)機(jī)械手PLC控制程序編程控制梯形圖……………………………………… 14</p><p>　?。ǘ┲噶畋怼?17</p><p>　　五．課程設(shè)計(jì)心得……………………………………………………………

5、…18</p><p>　　參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………………18</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　在工業(yè)生產(chǎn)和其他領(lǐng)域內(nèi)，由于工作的需要，人們經(jīng)常受到高溫、腐蝕及有毒氣體等因素的危害，增加了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，甚至于危及生命。自從機(jī)械手問(wèn)世以來(lái)，相應(yīng)的各種難題迎刃而解。機(jī)械手可

6、在空間抓、放、搬運(yùn)物體，動(dòng)作靈活多樣，適用于可變換生產(chǎn)品種的中、小批量自動(dòng)化生產(chǎn)，廣泛應(yīng)用于柔性自動(dòng)線。機(jī)械手一般由耐高溫，抗腐蝕的材料制成，以適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)惡劣的環(huán)境，大大降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率。機(jī)械手是工業(yè)機(jī)器人的重要組成部分，在很多情況下它就可以稱為工業(yè)機(jī)器人。工業(yè)機(jī)器人是集機(jī)械、電子、控制、計(jì)算機(jī)、傳感器、人工智能等多學(xué)科先進(jìn)技術(shù)于一體的現(xiàn)代制造業(yè)重要的自動(dòng)化裝備。廣泛采用工業(yè)機(jī)器人，不僅可以提高產(chǎn)品的質(zhì)量與產(chǎn)量，而且對(duì)

7、保障人身安全，改善勞動(dòng)環(huán)境，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，節(jié)約原材料消耗以及降低生產(chǎn)成本，有著十分重要的意義?？删幊炭刂破魇抢^電器控制和計(jì)算機(jī)控制出上開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品，逐漸發(fā)展成以微器處理為核心把自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)融為一體的新型工業(yè)自動(dòng)控制裝置。本文應(yīng)用三菱公司生產(chǎn)的可編程控制器FX系列PLC，實(shí)現(xiàn)機(jī)械手搬運(yùn)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)充分利用了可編程控制器（PLC）控制功能。使該系統(tǒng)</p><p>　　關(guān)鍵詞：可

8、編程控制器PLC，PLC的結(jié)構(gòu)及基本配置，機(jī)械手，限位開(kāi)關(guān)</p><p><b>　　一：課程設(shè)計(jì)目的</b></p><p>　　編程序控制器（PLC）于20世紀(jì)60年代在美國(guó)誕生，在我國(guó)的發(fā)展與應(yīng)用已有30多年的歷史，現(xiàn)在它已經(jīng)廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，成為提高工業(yè)裝備電氣自動(dòng)化水平的重要設(shè)備和強(qiáng)大支柱。因此，PLC技術(shù)已成為電氣自動(dòng)化專業(yè)技能型人才

9、必不可少的重要技能,《 PLC技能培訓(xùn)》課程是《電氣設(shè)備與PLC》課程實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，通過(guò)實(shí)踐，可以幫助學(xué)生加深對(duì)理論知識(shí)消化吸收，提高PLC編程技能。</p><p>　　課程設(shè)計(jì)的主要目的是通過(guò)某一生產(chǎn)設(shè)備的電氣控制裝置的設(shè)計(jì)實(shí)踐，了解一般電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程、設(shè)計(jì)要求、應(yīng)完成的工作內(nèi)容和具體設(shè)計(jì)方法。通過(guò)設(shè)計(jì)也有助于復(fù)習(xí)、鞏固以往所學(xué)的知識(shí)，達(dá)到靈活應(yīng)用的目的。電氣設(shè)計(jì)必須滿足生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)工藝的要求，因此，

10、設(shè)計(jì)之前必須了解設(shè)備的用途、結(jié)構(gòu)、操作要求和工藝過(guò)程，在此過(guò)程中培養(yǎng)從事設(shè)計(jì)工作的整體觀念。</p><p>　　課程設(shè)計(jì)應(yīng)強(qiáng)調(diào)能力培養(yǎng)為主，在獨(dú)立完成設(shè)計(jì)任務(wù)的同時(shí)，還要注意其他幾方面能力的培養(yǎng)與提高，如獨(dú)立工作能力與創(chuàng)造力；綜合運(yùn)用專業(yè)及基礎(chǔ)知識(shí)的能力，解決實(shí)際工程技術(shù)問(wèn)題的能力；查閱圖書(shū)資料、產(chǎn)品手冊(cè)和各種工具書(shū)的能力；工程繪圖的能力；書(shū)寫(xiě)技術(shù)報(bào)告和編制技術(shù)資料的能力。</p><p&g

11、t;<b>　　二：引言</b></p><p>　　1.1可編程控制器PLC，它是20世紀(jì)70年代以來(lái)，在集成電路、計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種新型工業(yè)控制設(shè)備。由于它具有功能強(qiáng)、可靠性高、配置靈活、使用方面以及體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，國(guó)外已經(jīng)廣泛應(yīng)用于自動(dòng)化控制的各個(gè)領(lǐng)域，并已成為實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化得支柱產(chǎn)品。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)在PLC技術(shù)與產(chǎn)品開(kāi)發(fā)應(yīng)用方面發(fā)展很快，除有許多從國(guó)外引進(jìn)的設(shè)備、

12、自動(dòng)化生產(chǎn)線，國(guó)產(chǎn)的機(jī)床設(shè)備已越來(lái)越多地采用PLC控制系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的繼電-接觸器控制系統(tǒng)。與繼電-接觸器系統(tǒng)相比更加可靠；占位空間更??；價(jià)格上與繼電-接觸器控制系統(tǒng)能形成競(jìng)爭(zhēng)；易于在現(xiàn)場(chǎng)變更程序；便于使用、維護(hù)、維修；能直接推動(dòng)電磁閥、接觸器與之相當(dāng)?shù)膱?zhí)行機(jī)構(gòu)；能向中央執(zhí)行機(jī)構(gòu)；能向中央數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)直接傳輸數(shù)據(jù)等。</p><p>　　本課題在對(duì)一種執(zhí)行機(jī)構(gòu)由電動(dòng)機(jī)和液壓缸組成的工業(yè)機(jī)械手的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，

13、將PLC應(yīng)用于其控制系統(tǒng)，完成了系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。根據(jù)該機(jī)械手的工作特點(diǎn)，采用步進(jìn)順序控制方式，是程序簡(jiǎn)化，便于調(diào)試。將PC與PLC組成分布式控制系統(tǒng)，進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)通信，工作人員可在上位機(jī)上編程、監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行情況，實(shí)時(shí)地對(duì)現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)進(jìn)行修改、調(diào)整，使系統(tǒng)工作與最佳狀態(tài)。搬運(yùn)機(jī)械手的應(yīng)用簡(jiǎn)況在現(xiàn)代工業(yè)中，生產(chǎn)過(guò)程的機(jī)械化、自動(dòng)化已成為突出的主題。在機(jī)械工業(yè)中，加工、裝配等生產(chǎn)是不連續(xù)的。專用機(jī)床是大批量生產(chǎn)自動(dòng)化的有效辦法，程控機(jī)床、數(shù)

14、控機(jī)床、加工中心等自動(dòng)化機(jī)械是有效解決多品種小批量生產(chǎn)自動(dòng)化的重要辦法。但除切削加工本身外，還有大量的裝卸、搬運(yùn)、裝配等作業(yè)，有待于進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)機(jī)械化。據(jù)資料介紹，美國(guó)生產(chǎn)的全部工業(yè)零件中，有75％是小批量生產(chǎn)；金屬加工生產(chǎn)批量中有四分之三在50件以下，零件真正在機(jī)床上加工的時(shí)間僅占零件生產(chǎn)時(shí)間的5％。從這里可看出，裝卸、搬運(yùn)等工序機(jī)械化的迫切性，工業(yè)機(jī)械手就是為實(shí)現(xiàn)這些工序的自動(dòng)化而產(chǎn)生的。機(jī)械手可在空間抓放物體，動(dòng)作靈活多樣，適用于可

15、變換生產(chǎn)品種的中、小批量自動(dòng)化生產(chǎn)，廣泛應(yīng)</p><p>　?。?）熱加工方面的應(yīng)用</p><p>　　熱加工是高溫、危險(xiǎn)的笨重體力勞動(dòng)，很久以來(lái)就要求實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。為了提高工作效率，和確保工人的人身安全，尤其對(duì)于大件、少量、低速和人力所不能勝任的作業(yè)就更需要采用機(jī)械手操作。</p><p>　　（2）冷加工方面的應(yīng)用</p><p>　　

16、冷加工方面機(jī)械手主要用于柴油機(jī)配件以及軸類(lèi)、盤(pán)類(lèi)和箱體類(lèi)等零件單機(jī)加工時(shí)的上下料和刀具安裝等。進(jìn)而在程序控制、數(shù)字控制等機(jī)床上應(yīng)用，成為設(shè)備的一個(gè)組成部分。最近更在加工生產(chǎn)線、自動(dòng)線上應(yīng)用，成為機(jī)床、設(shè)備上下工序聯(lián)接的重要于段。</p><p><b>　?。?）拆修裝方面</b></p><p>　　拆修裝是鐵路工業(yè)系統(tǒng)繁重體力勞動(dòng)較多的部門(mén)之一，促進(jìn)了機(jī)械手的發(fā)展

17、。目前國(guó)內(nèi)鐵路工廠、機(jī)務(wù)段等部門(mén)，已采用機(jī)械手拆裝三通閥、鉤舌、分解制動(dòng)缸、裝卸軸箱、組裝輪對(duì)、清除石棉等，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了拆修裝的效率。近年還研制了一種客車(chē)車(chē)內(nèi)噴漆通用機(jī)械手，可用以對(duì)客車(chē)內(nèi)部進(jìn)行連續(xù)噴漆，以改善勞動(dòng)條件，提高噴漆的質(zhì)量和效率。近些年，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)以及傳感技術(shù)等在機(jī)械手中越來(lái)越多的應(yīng)用，工業(yè)機(jī)械手已經(jīng)成為工業(yè)生產(chǎn)中提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的重要因素。</p><p>　　1.2機(jī)械手的應(yīng)

18、用意義</p><p>　　在機(jī)械工業(yè)中，機(jī)械手的應(yīng)用意義可以概括如下：</p><p>　　（1）可以提高生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化程度,應(yīng)用機(jī)械手有利于提高材料的傳送、工件的裝卸、刀具的更換以及機(jī)器的裝配等的自動(dòng)化程度，從而可以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，加快實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化和自動(dòng)化的步伐。</p><p>　?。?）可以改善勞動(dòng)條件、避免人身事故在高溫、高壓、低溫、

19、低壓、有灰塵、噪聲、臭味、有放射性或有其它毒性污染以及工作空間狹窄等場(chǎng)合中，用人手直接操作是有危險(xiǎn)或根本不可能的。而應(yīng)用機(jī)械手即可部分或全部代替人安全地完成作業(yè)，大大地改善了工人的勞動(dòng)條件。在一些動(dòng)作簡(jiǎn)單但又重復(fù)作業(yè)的操作中，以機(jī)械手代替人手進(jìn)行工作，可以避免由于操作疲勞或疏忽而造成的人身事故。</p><p>　?。?）可以減少人力，便于有節(jié)奏地生產(chǎn)。應(yīng)用機(jī)械手代替人手進(jìn)行工作，這是直接減少人力的一個(gè)側(cè)面，同時(shí)

20、由于應(yīng)用機(jī)械手可以連續(xù)地工作，這是減少人力的另一個(gè)側(cè)面。因此，在自動(dòng)化機(jī)床和綜合加工自動(dòng)生產(chǎn)線上，目前幾乎都設(shè)有機(jī)械手，以減少人力和更準(zhǔn)確地控制生產(chǎn)的節(jié)拍，便于有節(jié)奏地進(jìn)行生產(chǎn)。</p><p>　　綜上所述，有效地應(yīng)用機(jī)械手是發(fā)展機(jī)械工業(yè)的必然趨勢(shì)。1.3.3機(jī)械手的發(fā)展概況與發(fā)展趨勢(shì)。</p><p>　　1.3機(jī)械手的發(fā)展概況</p><p>　　專用機(jī)械手經(jīng)

21、過(guò)幾十年的發(fā)展，如今已進(jìn)入以通用機(jī)械手為標(biāo)志的時(shí)代。由于通用機(jī)械手的應(yīng)用和發(fā)展，進(jìn)而促進(jìn)了智能機(jī)器人的研制。智能機(jī)器人涉及的知識(shí)內(nèi)容，不僅包括一般的機(jī)械、液壓、氣動(dòng)等基礎(chǔ)知識(shí)，而且還應(yīng)用一些電子技術(shù)、電視技術(shù)、通訊技術(shù)、計(jì)算技術(shù)、無(wú)線電控制、仿生學(xué)和假肢工藝等，因此它是一項(xiàng)綜合性較強(qiáng)的新技術(shù)。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)發(fā)展這一新技術(shù)都很重視，幾十年來(lái)，這項(xiàng)技術(shù)的研究和發(fā)展一直比較活躍，設(shè)計(jì)在不斷地修改，品種在不斷地增加，應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷地?cái)U(kuò)大。早在4

22、0年代，隨著原子能工業(yè)的發(fā)展，已出現(xiàn)了模擬關(guān)節(jié)式的第一代機(jī)械手。50～60年代即制成了傳送和裝卸工件的通用機(jī)械手和數(shù)控示教再現(xiàn)型機(jī)械手。這種機(jī)械手也稱第二代機(jī)械手。如尤尼曼特(Unimate)機(jī)械手即屬于這種類(lèi)型。60～70年代，又相繼把通用機(jī)械手用于汽車(chē)車(chē)身的點(diǎn)焊和沖壓生產(chǎn)自動(dòng)線上，亦即是第二代機(jī)械手這一新技術(shù)進(jìn)入了應(yīng)用階段。80-90年代，裝配機(jī)械手處于鼎盛時(shí)期，尤其是日本。90年代機(jī)械手在特殊用途上有較大的發(fā)展，除了在工業(yè)上廣泛應(yīng)

23、用外，農(nóng)、林、礦業(yè)、航天、海洋、文娛、體育、醫(yī)療、服務(wù)業(yè)、軍事領(lǐng)域上有較大的應(yīng)用。90年代以后，隨著計(jì)算機(jī)技</p><p>　　1.4機(jī)械手的發(fā)展趨勢(shì)</p><p>　　目前國(guó)內(nèi)工業(yè)機(jī)械于主要用于機(jī)床加工、鑄鍛、熱處理等方面，數(shù)量、品種、</p><p>　　性能方面都不能滿足工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的需要。因此，國(guó)內(nèi)主要是逐步擴(kuò)大機(jī)械手應(yīng)用范圍，重點(diǎn)發(fā)展鑄鍛、熱處理方面的

24、機(jī)械手，以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，改善作業(yè)條件。在應(yīng)用專用機(jī)械手的同時(shí)，相應(yīng)地發(fā)展通用機(jī)械手，有條件的還要研制示教式機(jī)械手、計(jì)算機(jī)控制機(jī)械手和組合式機(jī)械手等。將機(jī)械手各運(yùn)動(dòng)構(gòu)件，如伸縮、擺動(dòng)、升降、橫移、俯仰等機(jī)構(gòu)，以及適于不同類(lèi)型的夾緊機(jī)構(gòu)，設(shè)計(jì)成典型的通用機(jī)構(gòu)，以便根據(jù)不同的作業(yè)要求，選用不用的典型部件，即可組成各種不同用途的機(jī)械手。既便于設(shè)計(jì)制造，又便于改換工作，擴(kuò)大了應(yīng)用的范圍。同時(shí)要提高精度，減少?zèng)_擊，定位精確，以更好地發(fā)揮機(jī)械手的作用

25、。此外還應(yīng)大力研究伺服型、記憶再現(xiàn)型，以及具有觸覺(jué)、視覺(jué)等性能地機(jī)械手，并考慮于計(jì)算機(jī)聯(lián)用，逐步成為整個(gè)機(jī)械制造系統(tǒng)中的一個(gè)基本單元。在國(guó)外機(jī)械制造業(yè)中，工業(yè)機(jī)械手應(yīng)用較多，發(fā)展較快。目前主要用于機(jī)床、模鍛壓力機(jī)的上下料，以及點(diǎn)焊、噴漆等作業(yè)中，它可按照事先制定的作業(yè)程序完成規(guī)定的操作，但是還不具備任何傳感反饋能力，不能應(yīng)付外界的變化。如發(fā)生某些偏離時(shí)，就將引起零部件甚至機(jī)械手本身的損壞。為此，國(guó)外機(jī)械手的發(fā)展趨勢(shì)是大力研制具有某些智能

26、的機(jī)械手，使其擁</p><p>　　1.5 PLC概況及在機(jī)械手中的應(yīng)用</p><p>　?。?）可編程序控制器的應(yīng)用和發(fā)展概況</p><p>　　可編程序控制器（programmable controller），現(xiàn)在一般簡(jiǎn)稱為PLC（programmable logic controller），它是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、半導(dǎo)體集成技術(shù)、自動(dòng)控制

27、技術(shù)、數(shù)字技術(shù)、通 信網(wǎng)絡(luò)技發(fā)展起來(lái)的一種通用的工業(yè)自動(dòng)控制裝置。以其顯著的優(yōu)點(diǎn)在冶金、化工、交通、電力等領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用，成為了現(xiàn)代工業(yè)控制三大支柱之一。在可編程序控制器問(wèn)世以前，工業(yè)控制領(lǐng)域中是繼電器控制占主導(dǎo)地位。傳統(tǒng)的繼電器控制具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于掌握、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用甚廣。但是控制裝置體積大、動(dòng)作速度較慢、耗電較多、功能少，特別是由于它靠硬件連線構(gòu)成系統(tǒng)，接線繁雜，當(dāng)生產(chǎn)工藝或控制對(duì)象改變時(shí)，原有的接線刻控制

28、盤(pán)（柜）就必須隨之改變或更換，通用性和靈活性較差</p><p>　?。?）PLC的應(yīng)用概況</p><p>　　PLC的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣，并在迅速擴(kuò)大，對(duì)于而今的PLC幾乎可以說(shuō)凡是需要控制系統(tǒng)存在的地方就需要PLC，尤其近幾年來(lái)PLC的性價(jià)比不斷提高已被廣泛應(yīng)用在冶金、機(jī)械、石油、化工、輕功、電力等各行業(yè)。</p><p>　　按PLC的控制類(lèi)型，其應(yīng)用大致可分為

29、以下幾個(gè)方面。</p><p><b>　　（1）用于邏輯控制</b></p><p>　　這是PLC最基本，也是最廣泛的應(yīng)用方面。用PLC取代繼電器控制和順序控制器控制。例如機(jī)床的電氣控制、包裝機(jī)械的控制、自動(dòng)電梯控制等。</p><p>　?。?）用于模擬量控制</p><p>　　PLC通過(guò)模擬量I/O模塊，可實(shí)現(xiàn)

30、模擬量和數(shù)字量之間轉(zhuǎn)換，并對(duì)模擬量控制。</p><p>　?。?）用于機(jī)械加工中的數(shù)字控制</p><p>　　現(xiàn)代PLC具有很強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理功能，它可以與機(jī)械加工中的數(shù)字控制（NC）及計(jì)算機(jī)控制（CNC）緊密結(jié)合，實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制。</p><p>　　（4）用于工業(yè)機(jī)器人控制</p><p>　?。?）用于多層分布式控制系統(tǒng)</p>

31、;<p>　　高功能的PLC具有較強(qiáng)的通信聯(lián)通能力，可實(shí)現(xiàn)PLC與PLC之間、PLC與遠(yuǎn)程I/O之間、PLC與上位機(jī)之間的通信。從而形成多層分布式控制系統(tǒng)或工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)。 </p><p>　　1.5 PLC概況及在機(jī)械手中的應(yīng)用</p><p>　?。?）可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)</p><p>　　PLC能在惡劣的環(huán)境如電磁干擾、電源電壓波動(dòng)、機(jī)械

32、振動(dòng)、溫度變化等中可靠地工作，PLC的平均無(wú)故障間隔時(shí)間高，日本三菱公司的F1系列PLC平均無(wú)故障時(shí)間間隔長(zhǎng)達(dá)30萬(wàn)h，這是一般微機(jī)所不能比擬的。</p><p>　?。?）. 控制系統(tǒng)構(gòu)成簡(jiǎn)單、通用性強(qiáng)由于PLC是采用軟件編程來(lái)實(shí)現(xiàn)控制功能，對(duì)同一控制對(duì)象，當(dāng)控制要求改變需改變控制系統(tǒng)的功能時(shí)，不必改變PLC的硬件設(shè)備，只需相應(yīng)改變軟件程序。</p><p>　　（3）. 編程簡(jiǎn)單、使用

33、、維護(hù)方便</p><p>　?。?）. 組合方便、功能強(qiáng)、應(yīng)用范圍廣PLC既可用于開(kāi)關(guān)量的控制又可用于模擬量的控制；既可用單片機(jī)控制，又可用于組成多級(jí)控制系統(tǒng)；既可控制簡(jiǎn)單系統(tǒng)，又可控制復(fù)雜系統(tǒng)。因此，PLC應(yīng)用范圍很廣。</p><p>　?。?）. 體積小、重量輕、功耗低</p><p>　　PLC采用了半導(dǎo)體集成電路，外形尺寸很小，重量輕，同時(shí)功耗也很低，空

34、載功耗約1.2KW。</p><p>　　5.PLC在機(jī)械手中的應(yīng)用</p><p>　　機(jī)械手通常應(yīng)用于動(dòng)作復(fù)雜的場(chǎng)合來(lái)代替人的反復(fù)的操作，從而節(jié)省人的勞動(dòng)，普通繼電器由于其體積和接口等各方面限制，經(jīng)常被應(yīng)用于動(dòng)作簡(jiǎn)單的電氣及流水線控制，而PLC以其可靠性高、抗干擾能力強(qiáng);控制系統(tǒng)構(gòu)成簡(jiǎn)單、通用性強(qiáng);編程簡(jiǎn)單、使用、維護(hù)方便;組合方便、功能強(qiáng)、應(yīng)用范圍廣; 體積小、重量輕、功耗低等有點(diǎn)被

35、廣泛應(yīng)用于類(lèi)似機(jī)械手的控制動(dòng)作復(fù)雜的場(chǎng)合，本設(shè)計(jì)正是以PLC控制為基礎(chǔ)從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的各種動(dòng)。</p><p>　　二、機(jī)械手的工作原理</p><p><b>　?。ㄒ唬C(jī)械手的概述</b></p><p>　　機(jī)械手是在機(jī)械化、自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)展起來(lái)的一種新型裝置。近年來(lái)，隨著電子技術(shù)特別是電子計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，機(jī)器人的研制和生產(chǎn)已成為高

36、技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)迅速發(fā)展起來(lái)的一門(mén)新興技術(shù)，它更加促進(jìn)了機(jī)械手的發(fā)展，使得機(jī)械手能更好地實(shí)現(xiàn)與機(jī)械化和自動(dòng)化的有機(jī)結(jié)合。</p><p>　　機(jī)械手雖然目前還不如人手那樣靈活，但它具有能不斷重復(fù)工作和勞動(dòng)、不知疲勞、不怕危險(xiǎn)、抓舉重物的力量比人手大等特點(diǎn)，因此，機(jī)械手已受到許多部門(mén)的重視，并越來(lái)越廣泛地得到了應(yīng)用，例如：</p><p>　?。?）機(jī)床加工工件的裝卸，特別是在自動(dòng)化車(chē)床、組合機(jī)床

37、上使用較為普遍。</p><p>　?。?）在裝配作業(yè)中應(yīng)用廣泛，在電子行業(yè)中它可以用來(lái)裝配印制電路板，在機(jī)械行業(yè)中它可以用來(lái)組裝零部件。</p><p>　?。?）可在勞動(dòng)條件差，單調(diào)重復(fù)易子疲勞的工作環(huán)境工作，以代替人的勞動(dòng)。</p><p>　?。?）在危險(xiǎn)場(chǎng)合下工作，如軍工品的裝卸、危險(xiǎn)品及有害物的搬運(yùn)等。</p><p>　?。?）

38、宇宙及海洋的開(kāi)發(fā)。</p><p>　?。?）軍事工程及生物醫(yī)學(xué)方面的研究和試驗(yàn)。</p><p>　?。ǘC(jī)械手的工作方式</p><p>　　機(jī)械手電氣控制系統(tǒng)，除了有多工步特點(diǎn)之外，還要求有連續(xù)控制和手動(dòng)控制等操作方式。工作方式的選擇可以很方便地在操作面板上表示出來(lái)。當(dāng)旋鈕打向回原點(diǎn)時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)地回到左上角位置待命。當(dāng)旋鈕打向自動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)完成各工步操作，

39、且循環(huán)動(dòng)作。當(dāng)旋鈕打向手動(dòng)時(shí)，每一工步都要按下該工步按鈕才能實(shí)現(xiàn)。以下是設(shè)計(jì)該機(jī)械手控制程序的步驟和方法。</p><p>　　1本次課程設(shè)計(jì)的機(jī)械手用于車(chē)間生產(chǎn)線上工件的自動(dòng)搬運(yùn)，根據(jù)對(duì)機(jī)械手的工藝過(guò)程及控制要求分析，機(jī)械手的動(dòng)作過(guò)程如下圖所示：</p><p>　　圖1 機(jī)械手的動(dòng)作周期</p><p>　　如圖所示機(jī)械手能實(shí)現(xiàn)手動(dòng)、回復(fù)位、單步、單周期和連續(xù)等

40、五種工作方式。手動(dòng)工作方式時(shí)，用各按鈕的點(diǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的動(dòng)作；回復(fù)位工作方式時(shí)，按下“回復(fù)位”按鈕，則機(jī)械手自動(dòng)返回原位；單步工作方式時(shí)，每按一次起動(dòng)按鈕機(jī)械手向前執(zhí)行一步；選擇單周期工作方式時(shí)，每按一次起動(dòng)按鈕，機(jī)械手只運(yùn)行一個(gè)周期就停下；連續(xù)工作方式時(shí)，機(jī)械手向前執(zhí)行一步；只要按下起動(dòng)按鈕，機(jī)械手就會(huì)連續(xù)循環(huán)動(dòng)作，直到按下停止按鈕，機(jī)械手才會(huì)最后運(yùn)行到原位并停下；而在傳送工件的過(guò)程中，機(jī)械手必須升到最高位置才能左右移動(dòng)，以防止機(jī)械手在

41、較低位置運(yùn)行時(shí)碰到其它工件。</p><p>　　(三)、課程設(shè)計(jì)控制要求</p><p>　　按起動(dòng)按鈕，傳送帶A運(yùn)行，當(dāng)傳送帶A上物料到達(dá)一定位置（機(jī)械手下方位置），光電開(kāi)關(guān)檢測(cè)物料到位接通信號(hào)，傳送帶A停止運(yùn)行，此時(shí)機(jī)械手下降。下降到位后機(jī)械手夾緊物體，延時(shí)2s后開(kāi)始上升，機(jī)械手保持夾緊狀態(tài)。機(jī)械手上升到位進(jìn)行右轉(zhuǎn)，右轉(zhuǎn)到位（機(jī)械手到達(dá)傳送帶B上方位置）下降，下降到位機(jī)械手松開(kāi)，2s

42、后機(jī)械手上升。</p><p>　　上升到位后，傳送帶B開(kāi)始運(yùn)行傳輸物料，同時(shí)機(jī)械手左轉(zhuǎn)，左轉(zhuǎn)到位（機(jī)械手到達(dá)傳送帶A上方），傳送帶B停止，此時(shí)傳送帶A運(yùn)行輸送物料，直到物料到達(dá)一定位置，光電開(kāi)關(guān)檢測(cè)接通信號(hào)，機(jī)械手繼續(xù)循環(huán)之前動(dòng)作，將物料從傳送帶A抓取到傳送帶B。按停止按鈕，停止所有工作。</p><p>　　圖2 機(jī)械手傳送示意及操作動(dòng)作傳送圖</p><p>

43、;　　圖3 機(jī)械手傳送示意及操作動(dòng)作執(zhí)行圖</p><p>　　三、機(jī)械手控制的硬件設(shè)計(jì)</p><p>　　（一）傳送帶機(jī)械手控制PLC接線圖</p><p>　　圖4 機(jī)械手硬件控制連線圖</p><p><b>　　主電路圖</b></p><p>　　I/O設(shè)備及I/O點(diǎn)分配表</

44、p><p><b>　　四、控制程序</b></p><p>　　(一)機(jī)械手PLC控制程序編程控制梯形圖：</p><p>　　搬運(yùn)機(jī)械手PLC控制梯形圖</p><p><b>　?。ǘ┲噶畋?lt;/b></p><p><b>　　五．課程設(shè)計(jì)心得</b>

45、;</p><p>　　課程設(shè)計(jì)是把理論知識(shí)與動(dòng)手能力結(jié)合起來(lái)的實(shí)踐性活動(dòng)。 通過(guò)做課程設(shè)計(jì)鞏固平時(shí)所學(xué)的知識(shí)，也從中發(fā)現(xiàn)自己的理論知識(shí)的漏洞。</p><p>　　這次課程設(shè)計(jì)我選擇了機(jī)械手控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，再這次的實(shí)踐過(guò)程中，我遇到了不少的困難，因此有了許多體會(huì)與感悟。根據(jù)老師說(shuō)提出的機(jī)械手控制系統(tǒng)的要求，我根據(jù)平時(shí)老師講過(guò)的關(guān)于機(jī)械手的相關(guān)題目，對(duì)控制系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)有了大概的框架，給接下

46、來(lái)的變成提供了</p><p><b>　　方向。</b></p><p>　　通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我提高了自己的動(dòng)手能力，還使自己獨(dú)立思考的能力有些提高。當(dāng)然這次課程設(shè)計(jì)的成功也有同學(xué)們的幫助，互幫互助也是能使課程設(shè)計(jì)順利完成不可缺少的部分，相信這次的課程設(shè)計(jì)也會(huì)對(duì)將來(lái)的畢業(yè)設(shè)計(jì)產(chǎn)生一定的影響。</p><p>　　另外，我覺(jué)得PLC會(huì)有更大的

47、發(fā)展。從技術(shù)上看，計(jì)算機(jī)技術(shù)的新成果會(huì)更多地應(yīng)用于可編程控制器的設(shè)計(jì)和制造上，會(huì)有運(yùn)算速度更快、存儲(chǔ)容量更大、智能更強(qiáng)的品種出現(xiàn)；從產(chǎn)品規(guī)模上看，會(huì)進(jìn)一步向超小型及超大型方向發(fā)展；從產(chǎn)品的配套性上看，產(chǎn)品的品種會(huì)更豐富、規(guī)格更齊全，完美的人機(jī)界面、完備的通信設(shè)備會(huì)更好地適應(yīng)各種工業(yè)控制場(chǎng)合的需求；從市場(chǎng)上看，各國(guó)各自生產(chǎn)多品種產(chǎn)品的情況會(huì)隨著國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的加劇而打破，會(huì)出現(xiàn)少數(shù)幾個(gè)品牌壟斷國(guó)際市場(chǎng)的局面，會(huì)出現(xiàn)國(guó)際通用的編程語(yǔ)言；從網(wǎng)絡(luò)的發(fā)

48、展情況來(lái)看，可編程控制器和其它工業(yè)控制計(jì)算機(jī)組網(wǎng)構(gòu)成大型的控制系統(tǒng)是可編程控制器技術(shù)的發(fā)展方向。伴隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，可編程控制器作為自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)和國(guó)際通用網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，將在工業(yè)及工業(yè)以外的眾多領(lǐng)域發(fā)揮越來(lái)越大的作用。當(dāng)然機(jī)械手在工業(yè)中的應(yīng)用更是越來(lái)越成熟，它必然會(huì)發(fā)揮它的最大作用。我堅(jiān)信我們國(guó)家的工業(yè)會(huì)是越來(lái)越棒，我為我是一個(gè)中國(guó)人而自豪。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b&