机械手的PLC设计

机械手的PLC设计组长：任晨宏.成员：李智超李登攀李鑫王俊钢PLC的发展史20世纪60年代末期，美国汽车制造工业竞争激烈，为了适应生产工艺不断更新的需要，在1968年美国通用汽车公司（GM）首先公开招标，对控制系统提出的具体要求基本为：a。它的继电控制系统设计周期短，更改容易，接线简单成本低。b。它能把计算机的功能和继电器控制系统结合起来。但编程要比计算机简单易学、操作方便。c。系统通用性强。1969年美国数字设备公司（DEC）根据上述要求，研制出世界上第一台PLC，并在GM公司汽车生产线上首次试用成功，实现了生产的自动化。其后日本、德国等相继引入，可编程序控制器迅速发展起来，但是主要应用于顺序控制，只能进行逻辑运算，故称为可编程逻辑控制器，简称PLC。其定义：可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算,顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外部设备，都按易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。简单介绍机械手能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。机械手是最早出现的工业机器人，也是最早出现的现代机器人，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。种类：按照驱动型可分为液压型、气动式、电动式、机械式。特点是通过编程来完成各种预期作业，构造和性能上兼有人和机器各自的优点。机械手的工作过程

该机械手是一个水平/垂直位移的机械设备，其操作是将工件从左工作台搬运到右工作台，由光耦合器VLC来检测左工作台上有无工件。有工件才搬运，即使按下启动按钮，若检测到左工作台上无工件，系统也不能启动。图1是这种机械手的动作示意，其过程并不复杂，共6个动作，分3组，即上升/下降、左移/右移和放松/夹紧。机械手的全部动作由气缸驱动，而气缸又由相应的电磁阀控制。其中，上升和下降由上升电磁阀和下降电磁阀控制；左移和右移分别由左移电磁阀和右移电磁阀控制。机械手的放松和夹紧动作由一个夹紧电磁阀控制，当该线圈通电时，机械手夹紧；当该线圈断电时，机械手放松原理图及工作流程机械手控制要求

机械手的操作方式分为手动操作和自动操作，自动操作又分为单周期操作和连续操作方式。

手动操作是指用按钮对机械手的每一步运动单独进行控制；单周期操作指机械手从原点开始，按启动按钮，机械手自动完成1个周期的动作后停止；连续操作指机械手从原点开始，按启动按钮，机械手的动作将自动地、连续不断地周期性循环。在工作中若按停止按钮，机械手将继续完成1个周期的动作后，回到原点自动停止。PLCI/O分配表I/O端子信号名称注释I0.0启动启动按钮I0.1下限限位开关I0.2上限限位开关I0.3左限限位开关I0.4有限限位开关I0.5有工作光耦合器I0.6停止停止按钮I1.0单操作选择开关I1.1单周期选择开关PLCI/O分配表I/O端子信号名称注释I1.2连续选择开关I1.3左/又手动方式控制I1.4上/下手动方式控制I1.5夹/紧手动方式控制Q4.0下降电磁阀Q4.1上升电磁阀Q4.2夹紧电磁阀Q4.3左行电磁阀Q4.4右行电磁阀Q4.5原点指示指示灯手动控制梯形图自动控制梯形图自动控制梯形图主程序梯形图机械手的应用前景工业制造领域：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。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。机械手的应用前景军事领域：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