基于PLC的货物搬运机械自动控制系统设计

1、 高等教育自学考试本科毕业论文基于PLC的货物搬运自动控制系统设计考生姓名： 准考证号： 专业层次： 本 科 院 （系）：机械与动力工程学院指导教师： 职 称： 讲 师 重庆科技学院二O一四年九月一日高等教育自学考试本科毕业论文基于PLC的货物搬运自动控制系统设计考生姓名： 准考证号： 3 专业层次： 本 科 指导教师： 院 （系）：机械与动力工程学院重庆科技学院二O一四年九月一日摘 要PLC应用技术具有多变性、综合性、典型性、实践性和运用性等特点，广泛应用于传统的顺序控制、闭环控制、运动控制、数据处理及复杂的分布式控制系统、工厂自动化网络等，因此在工业生产中具有广泛的应用前景。它较好地解决了

2、工业领域中普遍关心的可靠、安全、灵活、方便、经济等问题。机械手在先进制造领域中扮演着极其重要的角色。它可以搬运货物、分拣物品、代替人的繁重劳动。可以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因此被广泛应用。机械手可在空间抓放物体，动作灵活多样，适用于可变换生产品种的中、小批量自动化生产，广泛应用于柔性自动线。物料工件传送机械手，采用PLC控制，是一种按预先设定的程序进行工件工件传送加工的自动化装置。本文在纵观了近年来机械手发展状况的基础上，结合机械手方面的设计，对机械手技术进行了系统的分析，提出了用PLC控制的设计方案。采用整体化的设计思想，充分考虑了软、硬件各自的特点并进行

3、互补优化。对物料分拣机械手的整体结构、执行结构、驱动系统和控制系统进行了分析和设计。在其驱动系统中采用气动驱动，控制系统中选择PLC的控制单元来完成系统功能的初始化、机械手的移动、故障报警等功能。最后提出了一种简单、易于实现、理论意义明确的控制策略。关键词：物料搬运，可编程控制器（PLC），自动化，限位开关Boiler temperature control system design based on PLCABSTRACTVariability, integrated application technology, typical, practice and application cha

4、racteristics, widely used in traditional sequential control and closed-loop control, motion control, data processing, and complex networks of distributed control systems, factory automation and therefore has a wide range of applications in industrial production. General interest to the it industry c

5、an be solved with reliable, secure, flexible, convenient, economical, and so on.Robots play an important role in the field of advanced manufacturing. It can transport goods, sorting objects, instead of people's hard work. Mechanization and automation of production can be achieved, able to operat

6、e in hazardous circumstances to protect the personal safety, so it is widely used. Manipulator in the space grasp objects, movement is flexible, applicable to transform production of medium and small volume production automation, widely used in flexible automatic lines. Artifacts of material transfe

7、r robot, controlled by PLC, is a pre-determined program of automated processing workpiece workpiece transfer device. This paper throughout the recent development of manipulator based on combining robot design, system analysis of the robot technology, presented by PLC control design. Idea of a holist

8、ic, fully consider the characteristics of software and hardware and to optimize their complementarity. On sorting manipulator's overall structure, implementation structures, drive systems and control system analysis and design. It adopts pneumatic drive system drive, select the PLC control syste

9、m of the control unit to complete the initialization of the system function, robotic moves, fault alarm function. Concludes with a simple, easy to implement, a clear theory of control strategies.Keywords: Material handling，Programmable logic controller (PLC)，automatization，limit switch目 录摘 要IABSTRAC

10、TII1 绪论11.1课题背景及研究目的和意义11.2 国内外研究现状12 系统的总体设计方案32.1 系统总体思路32.2搬运机械手的动作过程32.3工件传送机械手的设计分析33 搬运机械手的硬件设计53.1 机械手的结构53.2控制系统设计的分析53.3 机械手的控制要求63.4 控制面板及动作说明73.5执行机构I/O分配73.6 PLC的I/O分配84 搬运机械手的软件设计104.1 程序的总体结构104.2 各部分程序的设计104.3 PLC控制程序指令155 系统的调试分析2051 PLC常用语言设计简介2052 调试准备工作216 工件搬运机械手的优缺点分析2361 工件搬运机械

11、手的优点2362 工件搬运机械手的缺点237 结论24致 谢25参考文献26论文原创性声明271 绪论1.1课题背景及研究目的和意义随着现代社会的高速发展，PLC的运用越来越广，工业自动化的普及和发展，控制器的需求量逐年增大，搬运机械手的应用也逐渐普及，主要在汽车，电子，机械加工、食品、医药等领域的生产流水线或货物装卸调运, 可以更好地节约能源和提高运输设备或产品的效率，以降低其他搬运方式的限制和不足，满足现代经济发展的要求。本系统主要实现工业自动化程度的提高，随着工业自动化程度的提高，机械手的应用已经越来越广泛。工业现场的很多高温、高压、易燃、易爆、有反射性、有毒性污染物等高危及重体力劳动场

12、合必将由机器人所代替。在一些动作简单但又重复作业的操作中，以机械手代替人手进行工作，可以避免由于操作疲劳或疏忽而造成的人身事故。一方面可以减轻工人的劳动强度，另一方面可以大大提高劳动生产率。因此怎样使机械手精确、高效、环保运行，成为科研人员研究的重点。由于机械手能从事人无法从事的工作和代替工人进行重复性工作，因此机械手对人生安全的保障和现代化生产都有着重要的意义。1.2 国内外研究现状目前国内工业机械于主要用于机床加工、铸锻、热处理等方面，数量、品种、性能方面都不能满足工业生产发展的需要。因此，国内主要是逐步扩大机械手应用范围，重点发展铸锻、热处理方面的机械手，以减轻劳动强度，改善作业条件。在

13、应用专用机械手的同时，相应地发展通用机械手，有条件的还要研制示教式机械手、计算机控制机械手和组合式机械手等。将机械手各运动构件，如伸缩、摆动、升降、横移、俯仰等机构，以及适于不同类型的夹紧机构，设计成典型的通用机构，以便根据不同的作业要求，选用不用的典型部件，即可组成各种不同用途的机械手。既便于设计制造，又便于改换工作，扩大了应用的范围。同时要提高精度，减少冲击，定位精确，以更好地发挥机械手的作用。此外还应大力研究伺服型、记忆再现型，以及具有触觉、视觉等性能地机械手，并考虑于计算机联用，逐步成为整个机械制造系统中的一个基本单元。在国外机械制造业中，工业机械手应用较多，发展较快。目前主要用于机床

14、、模锻压力机的上下料，以及点焊、喷漆等作业中，它可按照事先制定的作业程序完成规定的操作，但是还不具备任何传感反馈能力，不能应付外界的变化。如发生某些偏离时，就将引起零部件甚至机械手本身的损坏。为此，国外机械手的发展趋势是大力研制具有某些智能的机械手，使其拥有一定的传感能力，能反馈外界条件的变化，做出相应的变更。如位置发生稍些偏差时，即能更正，并自行检测，重点是研究视觉功能和触觉功能。视觉功能即在机械手上安装有电视照相机和光学测距仪（即距离传感器）以及卫星计算机。工作时，电视照相机将物体形象变成视频信号，然后传送给计算机，以便分析物体的种类、大小、颜色和方位，并发出指令控制机械手进行工作。触觉功

15、能即在机械手上安装有触觉反馈控制装置。工作时机械手先伸出手指寻找工件，通过装在手指内的压力敏感元件产生触感作用，然后伸向前方，抓住工件。手的抓力大小可通过装在手指内侧的压力敏感元件来控制，达到自动调整握力的大小。总之，随着传感技术的发展，机械手的装配作业的能力将进一步提高。现今机械手的发展更主要的是将机械手和柔性制造系统以及柔性制造单元相结合，从而根本改变目前机械制造系统的人工操作状态。对于搬运物体类的机械手的基本要求是能快速、准确地拾放并且能搬运物件，这就要求具有较高的精度、快速反应、一定的承载能力、足够的工作空间和灵活的自由度及在任意位置都能自动定位等特性。设计气动机械手的原则是：充分分析

16、作业对象和环境，明确工作的结构形状和材料特性，定位精度要求，抓取、搬运时的受力特性、尺寸和质量参数等，从而进一步确定对机械手结构及运行控制的要求，尽量选用定型的标准组件，简化设计制造过程，兼顾通用性和专用性，并能实现柔性转换和编程控制。本次设计的机械手是通用拾取轴类零件的机械手，是一种适合于成批或中、小批生产的、可以改变动作程序的自动搬运或操作设备，它可以用于操作环境恶劣，劳动强度大和操作单调频繁的生产场合2 系统的总体设计方案2.1 系统总体思路本文通过红外线传感器检测有无工件产生电信号，传送给FX2N-64MRPLC,由PLC主控系统进行运算和处理，再由调控器根据控制信号输出控制控制信号来

17、对物工件进行控制搬运，由此传感器检测工件有无元件，从而产生了一个闭环回路控制，因此达到持续工作目的。通过启动和停止产生的开关量数字信号来控制系统的起停，实现手动控制的功能。运用PLC梯形图、汇编语言进行编程。2.2搬运机械手的动作过程 本机械手用于生产线上工件的自动搬运，根据对机械手的工艺过程及控制要求分析，机械手的动作过程如图31所示：图2-1机械手的动作过程2.3工件传送机械手的设计分析（1）根据控制系统要求的分析，先画出顺序图。（2）系统中会多次用到同一个限位开关产生不同的动作，所以我们要运用辅助继电器。例如第一次撞到SQ2时机械手停止伸长而下旋，第二次撞到SQ2时机械手停止缩短而上旋，

18、此时我们就要加用辅助继电器使两次隔开。（3）我们要考虑到不同的按钮按控制同一个输出时梯行图上只能有一个输出点。（4）按照以上思路我们就能设计出整个机械手系统。如果通过基本逻辑指令编写梯形图比较复杂,我们可以通过先画出它的流程图,搞清基本的流程,然后再划梯形图就简单多了.本题的关键点是机械手上升同样是撞SQ1但一个是左旋一个右旋，我们可以通过辅助继电器来解决。控制流程图如图2-2所示：图2-2 控制流程分析3 搬运机械手的硬件设计3.1 机械手的结构如图3-1所示是一台工件传送的气动自动机械手的动作示意图，其作用是将工件从传动带上传送到传动带上。气动机械手的左右移动分别由两个具有双线圈的两位电磁

19、阀驱动气缸来完成，其中伸长与缩短对应电磁阀的线圈分别为SQ2与SQ3。一旦电磁阀线圈通电，就一直保持现有的动作，直到相对的另一线圈通电为止。气动机械手的夹紧、松开的动作由只有一个线圈的两位电磁阀驱动的气缸完成，线圈SQ断电夹住工件，线圈SQ通电松开工件，以防止停电时的工件跌落。夹持装置不带限位开关，它是通过一定的延时来表示其夹持动作的完成。机械手在最上边、最下边且除松开的电磁阀SQ通电外其他线圈全部断电的状态为机械手的原位。图3-1 机械手示意图3.2控制系统设计的分析初始状态：机械手处于原位状态，即伸长极限SQ2。按下启动按钮，传送带A开始运行，传感器检测有工件同时机械手从下极限开始上升，机

20、械手上升至上升极限位，SQ10动作上升结束，同时机械手开始缩短伸长。机械手伸长至伸长极限位，SQ2动作，伸长动作结束，同时机械手开始下旋动作。机械手旋转至下限位，SQ4动作，下旋动作结束，同时机械手开始夹紧动作。机械手机械手夹紧，SQ5动作，夹紧动作结束，逆时针旋转同时传送带A开始起动。机械手逆旋至极限位，SQ7动作，逆旋结束，机械手放松动作。传送带A将工件送入光电开关检测区，SQ1动作，传送带A停止运行，同时机械手开始顺时动作。机械手顺时至极限位，SQ8动作，顺时动作完成，机械手再次夹紧动作以此循环。以上是机械手传送工件的一次完整的工作流程，系统中传送带B随机械手的运行状态而工作，即按下启动

21、按钮就开始运行，按下停止按钮结束动作。机械手运行期间，若按下停止按钮，系统需等整个循环结束进入下一次循环才停止。3.3 机械手的控制要求为了便于生产加工、维修、调整设置的工作方式选择开关。分为手动和自动操作，其中自动操作中包括了：单步、单周期、连续；手动操作包括手动和回原位的操作。手动操作：供维修用，即用按钮对机械手的每一步动作单独控制。例如，当选择手动操作时，按下上升/下降按钮，机械手在满足条件情况下即执行相应的动作，其它动作以此类推。回原位：当由于断电或其它原因导致机械手运行中途停止时，再次通电将操作方式选择置于回原位位置，按下复位按钮，机械手即可按最短路径的原则返回到原点位置。单步运行：

22、供试用，即没按一次启动按钮机械手向前执行一个动作后停止。单周期运行：供首次检验用，当机械手在原点时按下启动按钮，机械手自动执行一个周期后停止在原点位置连续运行：正常使用，当机械手在原点并按下启动按钮时，机械手周而复始的执行各工步动作。该机械手在自动工作状态时，应先将其工作方式选择开关放在“返回原位”，并按下返回原位按钮，对状态器进行置位，然后再将工作方式选择开关放置自动工作方式下。若自动工作状态解除，则硬件工作方式选择开关放置于“手从操作”位置。3.4 控制面板及动作说明机械手的操作面板分布情况如图3-2所示，机械手具有手动、单步、单周期、连续和复位五种工作方式，用开关SA进行选择。手动工作方

23、式时，用各操作按钮（SB3、SB4、SB5、SB6、SB7、SB8、SB13、SB14、SB15）来点动执行相应的各动作；单步工作方式时，每按一次启动按钮（SB10），向前执行一步动作；单周期工作方式时，机械手在原位，按下启动按钮（SB10），自动地执行一个工作周期的动作，最后返回原位（如果在动作过程中按下停止按钮SB11，机械手停在该工序上，再按下启动按钮SB10，则又从工序继续工作，最后停在原位）；连续工作方式时，机械手在原位，按下启动按钮（SB10），机械手就连续重复进行工作（如果按下停止按钮SB11，机械手运行到原位后停止）；返回原位工作方式时，按下复位按钮SB12，机械手自动回到原位

24、状态。图3-2 机械手操作面板示意图3.5执行机构I/O分配表3-3 执行机构I/O分配表元件输入作用元件输出作用SAX0手动YV1Y0传动带AX1回原位YV2Y1传动带BX2单步YV3Y2伸长X3单周期YV4Y3缩短X4连续YV5Y4下旋SB10X5启动YV6Y5上旋SB11X6停止YV7Y6松紧SB12X7复位YV8Y7逆旋SQ1X10工件检测YV9Y8顺旋SQ2X11伸长极限SQ3X12缩短极限SQ4X13下旋极限SQ5X14松紧极限SQ6X15上旋极限SQ7X16逆旋极限SQ8X17顺时极限SB3X18下旋SB4X19伸长SB5X20夹紧SB6X21缩短SB7X22逆旋SB8X23顺旋

25、SB9X24松开SB13X25上旋SB14X26上升SB15X27下降SQ9X28上升极限SQ10X29下降极限3.6 PLC的I/O分配 如图3-4所示为机械手控制系统PLC的I/O接线图，选用FX2N-64MR的PLC，系统共有26个输入设备和9个输出设备分别占用PLC的26个输入和9个输出点。为了保证在紧急情况下（包括PLC发生故障时），能可靠地切断PLC的负载电源，设置了交流接触器KM。在PLC开始运行时按下“电源”按钮SB1，使KM线圈得电并自锁，KM的主触点接通，给输出设备提供电源；出现紧急情况时，按下“急停”安扭SB2，KM触点断开电源。图3-4 机械手控制系统PLC的I/O接线

26、图4 搬运机械手的软件设计4.1 程序的总体结构图4-1所示为机械手系统的PLC梯形图总体结构，将程序分为公用程序、自动程序、手动程序和复位程序四个部分，其中自动程序包括单步、单周期和连续工作的程序，这是因为它们的工作都是按照同样的顺序进行，所以将它们合在一起编程更加简单。梯形图中使用跳转指令使得自动程序、手动程序和复位程序不会同时执行。假设选择“手动”方式，则X0为ON、X1为OFF,此时PLC执行完通用程序后，将跳过自动程序到P0处，由于X0常闭触点为断开，故执行“手动程序”，执行到P1处，由于X1常闭触点为闭合，所以又跳过回原位程序到P2处；假设选择“复位”方式，则X0为OFF、X1为O

27、N，跳过自动程序和手动程序执行复位程序；假设选择“单步”或“单周期”或“连续”方式，则X0、X1均为OFF，此时执行完自动程序后，跳过手动程序和复位程序。图4-1 机械手系统PLC梯形图的总体结构4.2 各部分程序的设计（1）通用程序。通用程序如图4-2所示，缩短限位开关X12、下降极限位开关X29、顺旋极限位开关X17、上旋限位开关X15的常闭触点和表示机械手松开的Y7的常开触点的串联电路接通时，辅助继电器M0变为ON，表示机械手在原位。通用程序用于自动程序和手动程序相互切换的处理，当系统处于手动工作方式时，必须将除初始步以外的各步对应的辅助继电器（M11M24）复位，同时将表示连续工行状态

28、的M1复位，否则当系统从自动工作方式切换到手动工作方式，然后又返回自动工作方式时，可能会出现同时又两个活动步的异常情况，引起错误的动作。当机械手处于原点状态（M0为ON）,在开始执行用户程序（M8002为ON）、系统处于手动状态或回原点状态（X0或X1为ON）时，初始步对应的M10将被置位，为进入单步、单周期和连续工作方式作好准备，如果此时M0为OFF状态，M10将被复位，初始步为不活动步，系统不能在单步、单周期和连续工作方式下工作。图4-2 通用程序（2）手动程序。手动程序如图4-3所示，手动工作是用X18-X27对应的10个按钮控制机械手的伸长、缩短、上升、下降、下旋、上旋、夹紧、松开、逆

29、旋和顺旋。为了保证系统的安全运行，在手动程序中设置了一些必要的连锁，例如伸长与缩短之间、下旋与上旋、逆旋和顺旋之间的互锁；伸长、缩短、下旋、上旋、逆旋、顺旋的限位；伸长限位开关X11的常开触点与控制下旋、上旋的Y4和Y5的线圈串联，使得机械手伸到最左边位置才能上下旋转，以防止机械手在右边位置运行时与别的物体碰撞。图4-3 手动程序（3）复位程序。图4-4所示为机械手复位程序的梯形图。在复位工作方式（X1为ON），按下复位启动按钮X7，M3变为ON，机械手松开和顺旋，旋到顺旋限位开关X17为ON时，机械手上旋，到上旋限位处时，X15为ON，上旋停止并下降，下降到限位开关X29时，机械手下降停止将

30、M3复位。这时原点条件满足，M0为ON，在公用程序中，初始步M0被置位，为进入单周期、连续和单步工作方式做好了准备。图4-4 回原位程序（4）自动程序。图4-5所示为机械手系统自动程序的功能表图。使得通用指令的编程方式设计出的自动程序如图3-6所示。图4-5 自动程序的功能表图 图4-6 自动程序4.3 PLC控制程序指令步序 指令 数据01 LD X502 AND X403 OR M104 ANI X605 OUT M106 LD X507 ORI X208 OUT M209 LD M2310 ANI M111 AND X1212 AND M213 OR M1014 ANI M1115 OU

31、T M1016 LD M2317 AND M118 AND X1219 LD M1020 AND X521 ORB22 AND M223 OR M1124 ANI M1225 OUT M1126 LD M1127 AND X1028 AND M229 OR M1230 ANI M1331 OUT M1232 LD M1233 AND X2634 AND M235 OR M1336 ANI M1437 OUT M1338 LD M1339 AND X1140 AND M241 OR M1442 ANI M1543 OUT M1444 LD M1445 AND X1346 AND M247 OR

32、M1548 ANI M1649 OUT M1550 LD M1551 AND X2752 AND M253 OR M1654 ANI M1755 OUT M1656 LD M1657 AND X1458 AND M259 OR M1760 ANI M1861 OUT M1762 LD M1763 AND X2664 AND M265 OR M1866 ANI M1967 OUT M1868 LD M1869 AND X1670 AND M271 OR M1972 ANI M2073 OUT M1974 LD M1975 AND X2776 AND M277 OR M2078 ANI M2179

33、 OUT M2080 LD M2081 AND X1082 AND M283 AND T084 OR M2185 ANI M2286 OUT M2187 LD M2188 AND X2689 AND M290 OR M2291 ANI M2392 OUT M2293 LD M2294 AND X1295 AND M296 OR M2397 ANI M1098 ANI M1199 OUT M23100 LD M11101 OR M18102 ANI X10103 OUT Y0104 LD M11105 OUT Y1106 LD M12107 ANI X11108 OUT Y2109 LD M22

34、110 ANI X12111 OUT Y3112 LD M14113 ANI X13114 OUT Y4115 LD M20116 ANI X14117 OUT Y6118 TO K20119 LD M18120 ANI X16121 OUT Y7122 LD M23123 ANI X17124 OUT Y8125 LD M21126 ANI X15127 OUT Y9128 END5 系统的调试分析51 PLC常用语言设计简介梯形图编程中，用到以下四个基本概念：1软继电器PLC梯形图中的某些编程元件沿用了继电器这一名称，如输入继电器、输出继电器、内部辅助继电器等，但是它们不是真实的物理继电器

35、，而是一些存储单元（软继电器），每一软继电器与PLC存储器中映像寄存器的一个存储单元相对应。该存储单元如果为“1”状态，则表示梯形图中对应软继电器的线圈“通电”，其常开触点接通，常闭触点断开，称这种状态是该软继电器的“1”或“ON”状态。如果该存储单元为“0”状态，对应软继电器的线圈和触点的状态与上述的相反，称该软继电器为“0”或“OFF”状态。使用中也常将这些“软继电器”称为编程元件。2能流如图5-1所示触点1、2接通时，有一个假想的“概念电流”或“能流”(Power Flow)从左向右流动，这一方向与执行用户程序时的逻辑运算的顺序是一致的。能流只能从左向右流动。利用能流这一概念，可以帮助我

36、们更好地理解和分析梯形图。图5-1a中可能有两个方向的能流流过触点5（经过触点1、5、4或经过触点3、5、2），这不符合能流只能从左向右流动的原则，因此应改为如图5-1b所示的梯形图。                              5-1 a）错误的梯形图  

37、0;    b）正确的梯形图3母线梯形图两侧的垂直公共线称为母线(Bus bar)，。在分析梯形图的逻辑关系时，为了借用继电器电路图的分析方法，可以想象左右两侧母线（左母线和右母线）之间有一个左正右负的直流电源电压，母线之间有“能流”从左向右流动。右母线可以不画出。4梯形图的逻辑解算根据梯形图中各触点的状态和逻辑关系，求出与图中各线圈对应的编程元件的状态，称为梯形图的逻辑解算。梯形图中逻辑解算是按从左至右、从上到下的顺序进行的。解算的结果，马上可以被后面的逻辑解算所利用。逻辑解算是根据输入映像寄存器中的值，而不是根据解算瞬时外部输入触点的状态来进行的。52 调试准

38、备工作PLC程序的调试可以分为模拟调试和现场调试两个调试过程，在此之前首先对PLC外部接线作仔细检查，这一个环节很重要。外部接线一定要准确无误。也可以用事先编写好的试验程序对外部接线做扫描通电检查来查找接线故障。不过，为了安全考虑，最好将主电路断开。当确认接线无误后再连接主电路，将模拟调试好的程序送入用户存储器进行调试，直到各部分的功能都正常，并能协调一致地完成整体的控制功能为止。程序模拟调试的基本思想是，以方便的形式模拟产生现场实际状态，为程序的运行创造必要的环境条件。根据产生现场信号的方式不同，模拟调试有硬件模拟法和软件模拟法两种形式。1）硬件模拟法是使用一些硬件设备（如用另一台PLC或一

39、些输入器件等）模拟产生现场的信号，并将这些信号以硬接线的方式连到PLC系统的输入端，其时效性较强。2）软件模拟法是在PLC中另外编写一套模拟程序，模拟提供现场信号，其简单易行，但时效性不易保证。模拟调试过程中，可采用分段调试的方法，并利用编程器的监控功能。运行SWOPC-FXGP/WIN-C软件后，将出现初始启动画面，点击初始启动界面菜单中“文件”菜单并在下拉菜单条中选取“新文件”菜单条，即出现图5-1的PLC类型选择对话框，选择好机型，这里选择FX2N,点击确认。 图5-1PLC类型选择确认后,进入程序编辑的主界面,如图5-2所示。 图5-2 程序编辑主界面程序编辑操作（采用梯形图方式时的编

40、程操作图略）6 工件搬运机械手的优缺点分析61 工件搬运机械手的优点机械手是工业自动控制领域中经常遇到的一种控制对象。能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、工件传送物件或操作工具的自动操作装置。它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。机械手可以完成许多工作，如搬物、装配、切割、喷染等等，应用非常广泛。应用PLC控制机械手实现各种规定的工序动作，可以简化控制线路，节省成本，提高劳动生产率。（1）从人体工程学来看工件传送机械手特别设计的汽缸能够保证负载平衡，并且沿着轨迹整体上下、左右运动。

41、（2）可靠其完全气动系统可以确保产品的长期可靠性和只需非常简单的维护。（3）安全配备安全装备，保持负载的夹持，甚至在断电的情况下。（4）多才多艺它可配备无数类型夹具：机械或真空，标准或定制。（5）方便本机械手控制系统结构紧凑，动作可靠，使用方便。62 工件搬运机械手的缺点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。7 结论本设计主要应用于机加工生产，货物调运等场合。搬运机械手采用PLC控制，体积小，重量轻，控制方式灵活，可靠性高，操作简单，维修容易。使用该机械手代替人工搬运工件，既安全，又准确，提高了劳动生产率，保证了工件的质量，降低了工人的劳动强度，具有较好的经济效益和社会效益。可编程控制器PLC以其丰富的I/O接口模块、高可靠性,可以在机械手的控制系统的设计中起到了十分重要的作用。本文就设计过程中的几项关键的问题提出了自己的一些看法,可以有效地提高系统的抗干扰能力,对PLC读、写,事件响应等通信时间可进行精确的控