大学设计PLC控制工业机械手

1、1绪论机器人（Robot）是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又 可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。它 的任务是协助或取代人类工作，机器人是高级整合控制论、机械电子、计算机、 材料和仿生学的产物。在工业的工作，例如生产业、建筑业，或是危险的工作、 医学、农业、建筑业甚至军事等领域中均有重要用途。联合国标准化组织采纳了美国机器人协会给机器人下的定义：“一种可编程和多功能的，用来搬运材料、零件、工具的操作机；或是为了执行不同的任务而 具有可改变和可编程动作的专门系统。由于机器人并不是在简单意义上代替人工的劳动，而是综合了人的特长和机器特长的一种拟人的电

2、子机械装置，既有人对环境状态的快速反应和分析判断能力，又有机器可长时间持续工作、精确度高、抗恶劣环境的能力，从某种意义上说它也是机器的进化过程产物，它是工业以及非产业界的重要生产和服务性设备，也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备。1.1机器人发展史虽然机器人一词的出现和世界上第一台工业机器人的问世都是近几十年的事。然而人们对机器人的幻想和追求已有近3000多年的历史。人类希望制造一种像人一样的机器，以便代替人类完成各种工作。西周时期，我国的能工巧匠偃师就研制出了能歌善舞的伶人，这是我国最早记载的机器人记载。春秋后期，我国著名的木匠鲁班，在机械方面也是一位发明家，据墨经 记载，他曾制造过一只

3、木鸟，能在空中飞行“三日不下”，体现了我国劳动人民 的聪明智慧。公元前2世纪，亚历山大时代的古希腊人发明了最原始的机器人一一自动 机。它是以水、空气和蒸汽压力为动力的会动的雕像，它可以自己开门，还可以 借助蒸汽唱歌。1800年前的汉代，大科学家张衡不仅发明了地动仪，而且发明了计里鼓车。 计里鼓车每行一里，车上木人击鼓一下，每行十里击钟一下。后汉三国时期，蜀 国丞相诸葛亮成功地创造出了 “木牛流马”，并用其运送军粮，支援前方战争。1773年瑞士钟表工人杰克道罗斯和他的儿子利路易道罗斯推出自动 书写玩偶、自动演奏玩偶等，他们创造的自动玩偶是利用齿轮和发条原理制成的。 由于当时技术条件的限制，这些玩

4、偶身高不足一米，现在保留的最早的机器人是 瑞士怒萨迪尔博物馆的少女玩偶，它制作于二百年前，两只手的十指可以按动风 琴的琴键而演奏音乐供参观者欣赏，展示了古代人的智慧。现代机器人的研究始于 20世纪中期，其技术背景是计算机和自动化的发展， 以及原子能的开发利用。自50年代诞生以来，目前已风靡全球。据称，目前，世界上机器人已达 20万，并且每年还在 35%的速度递增。机器人从事的行业， 也由原来单一的工业，迅速扩展到农业、交通运输业、商业、科研等各行各业。1.2机器人发展趋势国外机器人领域发展近年来有如下几个趋势：(1) 工业机器人性能不断提高(高速度、高精度、高可靠性、便于操作和维修)，而单机价

5、格不断下降，平均单机价格从91年的10. 3万美元降至97年的6. 5万美兀。(2) 机械结构向模块化、可重构化发展。例如关节模块中的伺服电机、减 速机、检测系统三位一体化；由关节模块、连杆模块用重组方式构造机器人整机； 国外已有模块化装配机器人产品问市。(3) 工业机器人控制系统向基于PC机的开放型控制器方向发展，便于标准 化、网络化；器件集成度提高，控制柜日见小巧，且采用模块化结构；大大提高了系统的可靠性、易操作性和可维修性。(4) 机器人中的传感器作用日益重要，除采用传统的位置、速度、加速度 等传感器外，装配、焊接机器人还应用了视觉、力觉等传感器，而遥控机器人则 采用视觉、声觉、力觉、触

6、觉等多传感器的融合技术来进行环境建模及决策控制； 多传感器融合配置技术在产品化系统中已有成熟应用。(5) 虚拟现实技术在机器人中的作用已从仿真、预演发展到用于过程控制， 如使遥控机器人操作者产生置身于远端作业环境中的感觉来操纵机器人。(6) 当代遥控机器人系统的发展特点不是追求全自治系统，而是致力于操作者与机器人的人机交互控制，即遥控加局部自主系统构成完整的监控遥控操作系统，使智能机器人走出实验室进入实用化阶段。美国发射到火星上的“索杰纳”机器人就是这种系统成功应用的最著名实例。(7) 机器人化机械开始兴起。从94年美国开发出“虚拟轴机床”以来， 这种新型装置已成为国际研究的热点之一，纷纷探索

7、开拓其实际应用的领域。我国的机器人发展在“ 863 ”计划的支持下，也取得了不少成果。其中最为 突出的是水下机器人，6000米水下无缆机器人的成果居世界领先水平，还开发出直播遥控机器人、双臂协调控制机器人、爬壁机器人等机种；在机器人视觉、力觉、触觉、声觉等基础技术的开发应用上开展了不少工作，有了一定的发展基础。但是在多传感器信息融合控制技术、遥控加局部自主系统遥控机器人、智能装配 机器人、机器人化机械等的开发应用方面则刚刚起步，与国外先进水平差距较大，需要在原有成绩的基础上，有重点地系统攻关，才能形成系统配套可供实用的技 术和产品，以期在“十五”后期立于世界先进行列之中。1.3机器人的未来机器

8、人小型化和智能化目前各国的研究现状而言，微型机器人大多处于实验室和原型开发阶段，但可以预见，将来微型机器人将广泛出现并得到应用。现在的智能机器人，它的智力最高只相当于2、3岁幼儿的智力水平，将来随着科技的进步，高智能的机器人会越来越多，其智力也会愈加接近成人水平。随着科学技术的进一步发展创新，如同科幻电影中的机器人将会变成现实，为人类生活带来飞跃般的变革1.4机械手工业机械手的简介机械手是模仿着人手的部分动作，按照给定程序、轨迹和要求能实现自动抓取、搬运的自动机械装置。在工业生产中应用的机械手叫做“工业机械手”。在实际生产中，应用机械手可以提高生产的自动化水平和劳动生产率，可以减轻劳 动强度、

9、保证产品质量、实现安全生产。尤其在高温、高压、低温、低压、粉尘、 易爆、有毒气体和放射性等恶劣的环境下，它代替人进行正常的工作，意义更为 重大。随着生产的发展，功能和性能的不断改善和提高，在机械加工、冲压、锻、 铸、焊接、热处理、电镀、喷漆、装配以及轻工业、交通运输业等领域得到了越 来越广泛的应用。国内外对机器人及机械手所作的定义不尽相同。国际标准化组织(ISO)对机器人的定义：“机器人是一种能自动定位、可控的可编程的多功能操作机。这类操 作机具有几个轴，在可编程序操作下，能处理各种材料、零件、工具和专用装置， 以执行各种任务。”美国国家标准(NBS)对机器人的定义：“一种可编程，并在自动化控

10、制下执行 某种特定操作和移动作业任务的机械装置。”日本工业机器人协会对工业机器人的定义：“一种装备有记忆装置和最终执行装置，能够完成各种移动来代替人类 劳动的通用机器。”它又分为以下两种情况来定义 :(1)工业机器人：“一种能执行 与人的上肢类似动作的多功能机器。”(2)智能机器人：“一种具有感觉和识别能力，并能够控制自身行为的机器。”142工业机械手的发展工业机械手是在第二次世界大战期间发展起来的，始于40年代的美国 橡树岭国家实验室的搬运核原料的遥控机械操作手研究，它是一种主从型 的控制系统。1958年美国联合控制公司研制出第一台机械手。它的结构是： 机体上安装一回转长臂，端部装有电磁铁的

11、工件抓放机构，控制系统是示 教型的；1962年，美国联合控制公司在上述方案的基础上，又试制成一台 数控示教再现型机械手，命名为Unimate（即万能自动）。1962年美国机械铸 造公司也实验成功一种叫Versatran 机械手，原意是灵活搬运，可作点位和 轨迹控制；该机械手的中央立柱可以回转、升降、伸缩，采用液压驱动， 控制系统也是示教再现型。虽然这两种机械手出现在六十年代初，但都是 国外工业机械手发展的基础。从60年代后期起，喷漆、弧焊工业机器人相 继在生产中开始应用。1978年美国Uni mate公司和斯坦福大学、麻省理工学 院联合研制出一种Un imatio n-Vic-arm 型工业机

12、械手，装有小型电子计算机 进行控制，用于装配作业，定位误差可小于土 Imm。联邦德国机器制造业是 从1970年开始应用机械手，主要用于起重运输、焊接和设备的上下料等作 业；联邦德国Kuka公司还生产一种点焊机械手，采用关节式结构和程序控 制；日本是工业机器人发展最快，应用国家最多的国家，自1969年从美国 引进两种典型机械手后，开始大力从事机械手的研究，目前以成为世界上 工业机械手（机器人）应用最多的国家之一。前苏联自六十年代开始发展应 用机械手，主要用于机械化、自动化程序较低、繁重单调、有害于健康的 辅助性工作。我国工业机械手的研究与开发始于20世纪70年代。1972年我国第一台 机械手开发

13、于上海，随之全国各省都开始研制和应用机械手。从第七个五 年计划（1986-1990）开始，我国政府将工业机器人的发展列入其中，有由北 京机械自动化研究所设计制造的喷涂机器人，广州机床研究所和北京机床 研究所合作设计制造的点焊机器人，沈阳工业大学设计制造的装卸载机器 等等。这些机器人的控制器，都是由中国科学院沈阳自动化研究所（SIA） 和北京科技大学机器人研究所开发的，同时一系列的机器人关键部件也被 开发出来，如机器人专用轴承，直流伺服电机，编码器，等。我国的工业机械手（或第一代机械手）发展主要是逐步扩大其应用范 围；在应用专用机械手的同时，相应地发展通用机械手，研制出示教式机 械手、计算机控制

14、机械手和组合式机械手等。可以将机械手各运动构件， 如伸缩、摆动、升降、横移、俯仰等机构，设计成典型的通用机构，以便 根据不同的作业要求，选用不同的典型机构，组装成各种用途的机械手， 即便于设计制造，又便于更换工件，扩大了应用范围。143机械手的构成机械手主要由手部、运动机构和控制系统三大部分组成。手部是用来抓持工 件（或工具）的部件，根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而 有多种结构形式，如夹持型、托持型和吸附型等。运动机构，使手部完成各种转 动（摆动）、移动或复合运动来实现规定的动作，改变被抓持物件的位置和姿势。 运动机构的升降、伸缩、旋转等独立运动方式，称为机械手的自由度。为了

15、抓取空间中任意位置和方位的物体，需有6个自由度。自由度是机械手设计的关键参数。自由度越多，机械手的灵活性越大，通用性越广，其结构也越复杂。一般 专用机械手有23个自由度。144机械手的分类和应用机械手按驱动方式可分为液压式、气动式、电动式、机械式机械手；按适用范围可分为专用机械手和通用机械手两种；按运动轨迹控制方式可分为点位控制和连续轨迹控制机械手等。机械手通常用作机床或其他机器的附加装置，如在自动机床或自动生产线上装卸和传递工件，在加工中心中更换刀具等，一般没有独立的控制装置。有些操 作装置需要由人直接操纵，如用于原子能部门操持危险物品的主从式操作手也常称为机械手。机械手在锻造工业中的应用能

16、进一步发展锻造设备的生产能力，改 善热、累等劳动条件。工业制造领域：主要让机器人在机械制造业中代替人完成大批量、高 质量要求的工作，如汽车制造、舰船制造及某些家电产品（电视机、电冰 箱、洗衣机）的制造等。化工等行业自动化生产线中的点焊、弧焊、喷漆、 切割、电子装配及物流系统的搬运、包装等工作，也有部分是由机器人完 成的军事领域：主要让机器人执行一些自动的侦察与控制任务，尤其是一 些相对较为危险的任务，比如，无人侦察机、拆除炸弹的机器人及扫雷机 器人等。机器人还可以代替士兵去完成那些不太复杂的工程及后勤任务， 从而使战士从繁重的工作中解脱出来，去从事更加重要的工作娱乐领域： 机器人在娱乐领域的应

17、用十分广泛，比如，机器人足球大赛、机器人弹钢 琴和机器人宠物等医疗领域：机器人主要用来辅助护士进行一些日常的工 作，比如，帮助医生运送用药品及自动监测病房内的空气质量，等等。宜 用机器人还可以协助医生完成一些难度较高的手术，例如，眼部手术、脑 部手术等。美国还发明了一种可以进入人体血管的微型机器人，帮助医生 在病人的血管内灭杀病毒。2机械手总体方案的设计2.1机械手的工作过程图2-1 机械手示意图根据课题设计任务书的要求：机械手初始位置在原点位置，每次循 环动作都从原点位置开始，完成上升、下降运动，左移、右移运动和夹 紧、放松动作和位置控制，并能实现手动操作和自动操作方式。当机械 手在原点位置

18、下启动按钮，系统启动，左传送带运转。当光电开关检测 到物品后，左传送带停止运行。根据分析可得出机械手的工作流程图，如图2-2所示f 原位下降夹紧 上升> 右旋图2-2机械手工作流程图2.2机械手的工作条件实现要求功能需要如下条件：(1)底座与横梁之间需要旋转盘，旋转盘的驱动由电机来完成，普 通电机转速较高，需要考虑安装减速机，在这种频繁启动制动的场合下， 选用低速电机会更方便。 横梁在普通情况下，长度是固定的，如果工作台不进行调整， 横梁长度可永远不变。课题任务也未作横梁要求，但在实际应用中，可 能出现工作台距离调整的情况，为增加机械手的通用性，本设计中在横 梁上安装了执行气缸，可使用手

19、动按钮调整横梁长度。(3)竖直方向上是频繁上下工作的机构，可选用电机传动的齿轮齿 条啮合机构，也可选用执行气缸，后者是新技术更经济、环保、噪音低， 也更符合课题要求。 抓紧机构也可选用气动执行爪和执行气缸并用组成气动执行模 块。(5)光电开关在控制方面是作为输入量的信号源之一，它可以选择 模拟输入和数字输入，根据课题要求和后面PLC的各输入量的情况，选 用数字输送式的光电开关更方便简捷。2.3控制方案总体设计机械手实物模型的机械结构采用滚珠丝杆、滑杆、气缸、气夹等机 械部件组成，为圆柱坐标型。各动作由步进电机驱动控制。动作的先后 顺序按照运行中的限位开关、定时器和中间继电器、开关电源、电磁阀

20、等电子器件组成，该模型是涵盖了 PLC技术，位置控制技术、气动技术 有机结合成一体的控制仪器。本设计中采用的机械手，主要结构部分由机械手手臂、步进电机、 工作台等几部分组成。机械手手臂、机械手爪的张、合等动作也均由步 进电机驱动。水平、垂直采用步进电机控制，底盘的旋转采用电动机控 制，抓取物体的电磁阀采用气动形式。步进电机的控制，由对应的步进 电机驱动器电路完成。机械手主要的作用是完成物料的传送。工机橄X歸申址电机I |图2-4机械手结构示意图如图所示的机械手示意图。该机械手的任务是将工件从工作台A 搬到工作台 B。为了使动作准确，机械手安装了限位开关 SQ1,SQ2,SQ5,SQ6,分别对机

21、械手进行下降，上升，右行，左行等动作的 限位，并给出了动作到位的信号。SQ3,SQ4为原点位置和终点位置的光 接近开关。3可编程控制器pic3.1 PLC的应用与发展可编程 控制器(Programmable Logic Controller)是以微处理器为核心的工业自动控制通用装置。早期的可编程控制器主要用来代替继 电器实现逻辑控制，称可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller )，简称PLC。随着技术的发展，这种装置的功能已经大大 超过了逻辑控制的范围，不仅具有逻辑控制功能，而且还能实现数据运 算、数据传输和处理等功能，使其真正成为一种电子计算机工业控制设

22、备，因此，今天这种装置称作可编程序控制器，简称PC。但是为了避 免与个人计算机(Personal Computer )的简称PC混淆，所以仍将可编 程序控制器简称PLC。1987年，国际电工委员会(IEC)颁布了新的PLC标准及其标准定 义：“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境 而设计。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、 顺序控制、定时、计数和算术运算等操作指令，并通过数字模式或模拟 模式的输入、输出，控制各种类型的机械或生产过程。而有关外围设备， 都应按照易于与工业系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计”。 PLC就是使用一系列指令构成的程序来操

23、作、控制相关工业控制机械， 使其形成一个完整的工业控制系统，以完成各种各样的控制功能。3.1.1 PLC 的功能特点及发展趋势PLC的功能和特点：PLC的初期由于价格高于继电器控制装置，使其应用受到限制。但 近年来由于微处理器芯片及有关元件价格大大下降，使PLC成本下降， 同时PLC的功能大大增强，使PLC的应用越来越广泛，广泛应用于钢铁、 水泥、化工、机械制造、汽车、环保等行业。其应用通常分为五种类型：1. 顺序控制这是PLC应用最广泛的领域，用以取代传统的继电器顺序 控制。PLC可应用于单机控制，多机群控，生产自动线控制等。2. 运动控制 PLC制造商目前已提供了拖动步进电机或伺服电机的单

24、 轴或多轴位置控制块。PLC把描述目标位置的数据送给模块，其输出移 动轴到目标位置。3. 数据处理 在机械加工中，出现了把支持顺序的PLC和计算机数值控 制设备（CNC）紧密结合的趋向。著名的日本FANUC公司生产的系列产 品已将CNC控制功能作为PLC的一部分，该公司采用了窗口软件，用户 可以独自编程。4. 通信和联网 为了适应国外近几年来兴起的工厂自动化（FA）系统、 柔性制造系统（FMS）等发展的需要，必须发展PLC之间以及和上级计 算机之间的通信功能。PLC的特点：1. 抗干扰能力强，可靠性高2. 控制系统结构简单，通用性强，应用灵活3. 编程方便，易于使用4. 控制系统设计、安装、调

25、试、维修方便5. 丰富的I/O接口，功能完善，扩展能力强发展趋势：目前，PLC技术发展的总体趋势是系列化、通用化和高性能化，主 要表现在以下方面：1）在系统构成规模上向大小两个方向发展发展小型（超小型）化、专业化、模块化、低成本、高性能PLC， 以真正代替最小的继电器控制系统；发展大容量、高速度（超高速）、 多功能、高性价比的PLC，已满足现代企业中那些大规模、复杂系统自 动化的需要。2）功能不断增强，各种应用模块不断推出大力加强过程控制和数据处理功能，提高组网和通信能力，开发多 种高性能模块，以使各种模块的自动控制系统更加强大、更加可靠、组 成和维护更加灵活方便，使PLC的应用更加广泛。3）

26、产品更加规范化、标准化PLC厂家在使硬件及编程工具换代频繁、丰富多样、功能提高的同 时，日益向MAP （制造自动化协议）靠拢，并使PLC基本部件，如输入 输出模块、联网通信模块、接线端子、通信协议、编程语言和工具方面 的技术规格规范化、标准化，使不同的产品间能够相互的兼容、易于组 网，以方便用户，扩大产品的应用领域。3.2 PLC的结构和工作原理3.2.1 PLC 的结构按PLC的物理结构形式可以分为整体式和组合式结构。PLC控制系 统是由输入部分、输出部分和控制逻辑三部分组成。其基本结构由微处 理器、存储器、输入输出接口、电源、扩展接口、通信接口、编程工具 和智能I/O接口等组成。PLC的基

27、本结构如下图3-1所示.微处理器又称为中央处理器，简称CPU，它是PLC的核心，由控制电路、 运算器和存储器等组成。存储器用来存放系统程序、用户程序、逻辑变 量和其他信息。输入/输出接口是PLC与外界连接的接口，用来采集和 接受数字量和模拟量。现场输入信号输入接口输 出 接 口图3-1 PLC 的结构图外部编程器/PC输入状态寄存器现场执行机构3.2.2 PLC 的工作原理PLC是依靠执行用户程序来实现控制要求的，使PLC进行逻辑运 算、数据处理、输入和输出步骤的助记符为指令，实现某一控制要求的 指令的集合称为程序。PLC在执行程序时，首先逐条执行程序的命令， 把输入继电器的状态值存放于输入映

28、像寄存器中，在执行程序过程中把 每次运行的结果的状态存放于元件映像寄存器中。PLC采用的是循环扫描的方式工作，从一条指令开始，在无中断 或跳转控制的情况下，按程序存储的地址号递增的顺序逐条执行程序，直到程序结束。然后再从头开始扫描，并周而复始地重复进行。它包括 五个阶段：内部处理、通信处理、输入扫描、程序执行、输出处理。PLC 完成一次扫描过程的时间称为扫描周期。扫描周期的长短与用户程序的 长度和扫描速度有关3.3PLC的选择3.3.1 PLC 的选型德国西门子公司生产的（SIMATIC ）S7-200系列PLC适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。S7-200 系列的强大功

29、能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。S7-200系列具有极高的性能/价格比。该系列PLC由基本单元，I/O 扩展单元，功能单元和外部设备组成，其基本单元的结构形式为整体式。 S7-200 系列出色表现在以下几个方面：极高的可靠性；极丰富的指令 集；易于掌握；便捷的操作；丰富的内置集成功能；丰富的扩展模块。S7-200系列PLC可提供4个不同的基本型号的8种CPU供使用。有 CPU21X 和 CPU22X 两代产品，其中 CPU22X 型 PLC 有 CPU221,CPU222,CPU224 和 CPU226 四种型号。CPU 单元设计集成的 24V负载电源，可直接连接到传

30、感器和变送器（执行器）。4种CPU各 有晶体管输出和8继电器输出两种类型，具有不同电源电压和控制电 压。本设计中采用西门子S7-200系列中的CPU226的PLC，外加输出扩 展口。CPU集成24输入/16输出共40个数字量I/O点，可连接扩展模 块。脚d_j矿kIT”£LrdJd5LGLGd2d2£ 尤不 緘g哥丽帀mgloM啓10.0Q0.0104ID.2Q0.1 ,10.310.4Qu.c .10.510启1】3Q0.3 .11.411.5Q0.4 ,11.6I&.012.1Q0.512.212.3Q0.612.412.5+上升鱗用1图3-3控制系统外部I/O

31、接线图3.3.3 PLC I/O 地址、内部辅助继电器的分配表根据控制系统外部I/O接线图，PLC I/O地址分配见表3-4表3-4 外部I/O继电器分配表序号符号功能描述序号符号功能描述1I 0. 0启动1 4I 1. 5右移2I 0. 1下限1 5I 1. 6停止3I 0. 2上限1 6I 2. 0左移4I 0. 3右限1 7I I 2. 1夹紧5I 0. 4左限1 8I 2. 2放松6I 0. 5原点光电开关1 9I 2. 3复位7I 0. 6终点光电开关20I 2. 4逆时针旋转8I 0. 7手动2 1I 2. 5顺时针旋转9I 1. 0单步22Q0. 0下降10I 1. 1单周23Q

32、0. 1夹紧1 1I 1. 2连续24Q0. 2上升12I 1. 3下降25Q0. 3右移13I 1. 4上升26Q0. 4左移27Q0. 5逆时针旋转28Q0. 6顺时针旋转4 PLC控制系统程序设计上图是控制系统流程图。4.1整体设计为编程结构简介，明了，把手动程序编成相对独立子程序模块，通 过调用指令进行功能选择。当工作方式选择开关选择手动工作方式时， 10.7接通，执行手动工作程序；当工作方式选择开关选择自动方式（单 步、单周、连续）时，11.0,11.1,11.2分别接通，执行自动控制程序。整体设计的梯形图（主程序）如图4-1所示。图4-1主程序梯形图4.2 手动控制程序手动操作不需

33、要按工序顺序动作，可以按普通继电接触器控制系统 来设计。手动控制的梯形图见图4-2。手 动按钮 11.3,11.4,11.5,12.0,12.1,12.2,12.4,12.5分别 控制下降，上升，右移，左移，夹紧，放松，逆时针旋转，顺时针旋转各个动 作。为了保持系统的安全运行，设置了一些必要的联锁保护，其中在左 右移动和旋转运动的控制环节中加入了 I0.2 作上限联锁。因为机械手 只有处于上限位置（10.2=1）时，才允许左右运动和旋转运动。由于夹紧放松动作选用单线圈双位电磁阀控制，故在梯形图中用“置 位” “复位”指令来控制，该指令具有保持功能，并且也设置了机械联 锁。只有当机械手处于下限（

34、I0.仁1）时，才能进行夹紧和放松动作。图4-2手动控制梯形图机械手在最上面、最右边，底盘转至光接近开关并且夹紧位置松开 时称为系统处于原点状态。4.3输出显示程序机械手的运动包括上升，下降，左行，右行，夹紧，放松，顺时针 旋转，逆时针旋转，在控制程序中M1.1,M1.6 分别控制下降，M1.2控 制夹紧，M1.7控制 放松，M1.3,M2.0 控制上升，M1.5,M2.1 控制 左右移 动，M2.2,M1.4 控制顺逆时针旋转运动，M1.0是原位，可以设计出梯 形图如图4-3所示。图4-3输出梯形图结论几周的毕业设计，使我深深的感受到毕业设计对即将毕业的大学生 的重要性，它是大学生大学期间对

35、所学知识的浓缩和精华。在这期间，我整上午都在图书馆里查阅资料和搜集信息，忙碌而又 充实，下午则整理和编写毕业设计，我从资料的收集中，掌握了很多 PLC知识，让我对我所学过的知识有所巩固和提高。在整个过程中，我 学到了新知识，增长了见识。在今后的日子里，我仍然要不断地充实自 己，争取在所学领域有所作为。本毕业论文研究了机械手PLC的控制，分析机械手的运行过程的 基础上，研究机械手的控制，设计了机械手控制系统，可以使学生们容 易得掌握PLC的有关知识和用法，培养学生机械等理论知识，掌握PLC 控制的基础知识，掌握程序的阅读和编写，掌握独立分析的能力，解决 生产实际问题的能力。通过这次毕业设计，我受

36、益匪浅，不仅巩固和提 高了自已的专业知识，而且增长了见识，开阔了视野。致谢为期两个月的毕业设计终于接近尾声了，在这短短的几个月里，我 学习了自动化控制的内容，综合大学相关专业的知识，包括计算机的使 用，更重要的是把自己从老师从课本里所了解的东西应用到实践应用 中，检验了自己的能力。在做毕业设计的过程中，我查阅了图书馆的资 料，有关于机械手应用和PLC的编程以及机器人的发展状况，我了解了 更多的关于自动化控制的相关知识。最后特别感谢指导老师杨老师的在本次毕业设计过程中悉心指导， 王老师工作认真负责的态度，治学严谨的作风给我留下了深刻的印象。 在编程实现阶段同学们的细心帮助与指导也让我受益匪浅。在

37、我三年的 大学生活中，得到了老师们的悉心教导，学到了丰富的知识和做人的道 理，为我走向社会、迎接挑战打下了坚实的基础。此时此刻我才真正体 会到老师们的苦心和所学知识的重要。感谢同学的热心帮助，使我顺利 完成今天的毕业设计。在这里我要再次向给予我帮助的所有老师和同学 表示深深的谢意，感谢大家在学习、生活中对我的帮助，谢谢大家！参考文献1 姚永刚机床电器与可编程控制器M. 北京：机械工业出版社，2008.2 谢存禧等机器人技术与应用M. 北京：机械工业出版社，2008.3 赵再军.机电一体化概论M.杭州：浙江大学出版社，2004.4 郁有文等.传感器原理及工程应用M.西安：西安电子科技大学出版社，2008. 冯 晓.电机与电器控制M.北京：机械工业出版社，2007 王卫星.可编程控制器原理及应用M.