【基于PLC的气动机械臂的设计9200字（论文）】

I一、引言机械手是一种高科技的产物，是服务于如今现代化生产的重要工具之一ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>戴红</Author><Year>1998</Year><RecNum>245</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[1]</style></DisplayText><record><rec-number>245</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="tt9f2exapawfsveefx35pfa1rrezd2vrzfvf">245</key></foreign-keys><ref-typename="Book">6</ref-type><contributors><authors><author>戴红</author></authors></contributors><titles><title>康复医学</title></titles><pages>3-10</pages><section>3-10</section><dates><year>1998</year></dates><pub-location>北京</pub-location><publisher>人民卫生出版社</publisher><isbn>7117028343</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[1]。机械手的研发和出现，并且能够适应各种生产条件和环境，因此机械手的应用范围非常之大。在工业领域，机械臂由于灵活、实用性强等优点被迅速普及，应用于各种环境。作为一种较新的技术应用，机械臂虽然是一种器械化的工具，没有像人的手臂那样具备随心所欲的优点，但是它却可以日夜不停地工作，并且不用担心发生机械事故，其生产能力远远超过人类ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>戴红</Author><Year>1998</Year><RecNum>245</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[1]</style></DisplayText><record><rec-number>245</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="tt9f2exapawfsveefx35pfa1rrezd2vrzfvf">245</key></foreign-keys><ref-typename="Book">6</ref-type><contributors><authors><author>戴红</author></authors></contributors><titles><title>康复医学</title></titles><pages>3-10</pages><section>3-10</section><dates><year>1998</year></dates><pub-location>北京</pub-location><publisher>人民卫生出版社</publisher><isbn>7117028343</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[2-3]。因此，机械手在许多部门得到了广泛的应用。其结构图如图1-1所示。图1-1机械手的组成图工业机器人俗称机械手或者机械臂，它本质上是一种运用自动化技术的生产器械ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>戴红</Author><Year>1998</Year><RecNum>245</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[1]</style></DisplayText><record><rec-number>245</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="tt9f2exapawfsveefx35pfa1rrezd2vrzfvf">245</key></foreign-keys><ref-typename="Book">6</ref-type><contributors><authors><author>戴红</author></authors></contributors><titles><title>康复医学</title></titles><pages>3-10</pages><section>3-10</section><dates><year>1998</year></dates><pub-location>北京</pub-location><publisher>人民卫生出版社</publisher><isbn>7117028343</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[4]。自世界上第一台机械手应用于美国之后，机械手的优良特性及其优越的生产能力被世界广泛认可，并迅速应用于人类生产的大部分专业领域内，比如记录、装配、装配等等。机械手运用了很多高新技术，比如传感器、计算机技术、仿生工程、机电一体化等等ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>戴红</Author><Year>1998</Year><RecNum>245</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[1]</style></DisplayText><record><rec-number>245</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="tt9f2exapawfsveefx35pfa1rrezd2vrzfvf">245</key></foreign-keys><ref-typename="Book">6</ref-type><contributors><authors><author>戴红</author></authors></contributors><titles><title>康复医学</title></titles><pages>3-10</pages><section>3-10</section><dates><year>1998</year></dates><pub-location>北京</pub-location><publisher>人民卫生出版社</publisher><isbn>7117028343</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[5]。工业机器人模仿了人类的工作方式，大大降低了工厂车间人员的劳动强度。此外，不适合人类在这种环境中工作的含有放射性物质的矿山、隧道等场所，就可以用工业机器人代替，这不仅可以确保工人的安全，而且可以使工作更快、更方便ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>戴红</Author><Year>1998</Year><RecNum>245</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[1]</style></DisplayText><record><rec-number>245</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="tt9f2exapawfsveefx35pfa1rrezd2vrzfvf">245</key></foreign-keys><ref-typename="Book">6</ref-type><contributors><authors><author>戴红</author></authors></contributors><titles><title>康复医学</title></titles><pages>3-10</pages><section>3-10</section><dates><year>1998</year></dates><pub-location>北京</pub-location><publisher>人民卫生出版社</publisher><isbn>7117028343</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[6]。工业机器人在机械工程、电气工程、航空航天等关键行业以及电子和计算机等其他新兴高科技行业具有强大的竞争力。工业机器人即便在工业领域内也是居于重要的位置，由于它是机电一体化数字技术的先进应用，在推动国家建设中发挥了关键的作用。如今机械手正朝着“高速、准确、重载、轻量化”的方向迈进。日本机械协会对机械手的平均性能、精度和智能度进行了详细的分析和检测ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>戴红</Author><Year>1998</Year><RecNum>245</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[1]</style></DisplayText><record><rec-number>245</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="tt9f2exapawfsveefx35pfa1rrezd2vrzfvf">245</key></foreign-keys><ref-typename="Book">6</ref-type><contributors><authors><author>戴红</author></authors></contributors><titles><title>康复医学</title></titles><pages>3-10</pages><section>3-10</section><dates><year>1998</year></dates><pub-location>北京</pub-location><publisher>人民卫生出版社</publisher><isbn>7117028343</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[7]。研究认为，机械手要想实现其智能化和灵活性，在设计上首先要确定其参数的精准性，比如它的定位和活动轨迹系统参数的设定。但是，随着新技术的不断出现，机械手在自重上和传动质量上都得到了相应提高，而其性能也得到了一定程度的优化ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>戴红</Author><Year>1998</Year><RecNum>245</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[1]</style></DisplayText><record><rec-number>245</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="tt9f2exapawfsveefx35pfa1rrezd2vrzfvf">245</key></foreign-keys><ref-typename="Book">6</ref-type><contributors><authors><author>戴红</author></authors></contributors><titles><title>康复医学</title></titles><pages>3-10</pages><section>3-10</section><dates><year>1998</year></dates><pub-location>北京</pub-location><publisher>人民卫生出版社</publisher><isbn>7117028343</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[8]。研究的主要内容及结构安排如下：（1）基于西门子PLC的气动机械控制系统的总体设计包括总体方案设计、部件、软硬件和系统功能分析。（2）完成基于西门子PLC的气动执行器臂控制系统的硬件电路设计，包括可编程控制电路、气动电路、机械手轨道线、机械外部电路：键盘、显示器、应急电路等。系统的主要模块选择在以下设备上：可编程控制器、安全传感器、显示器、气动阀、应急芯片等。（3）编写PLC的控制系统，并对机械臂的运行轨迹进行设计与研发，此外，对气动阀的研究能够优化机械臂的性能和实际使用。二、系统总体设计与元器件选型（一）系统的总体设计方案机械臂的总体设计方案如图2-1所示：压缩机开启后，气动阀将控制气流进一步导入机械臂，为机械臂提供气动力，而此外，PLC也会给气动阀提供一部分动力。PLC还指示机械臂根据运动路径检测自由工件。基于该电路的应急装置和视频屏幕系统上的负载可以有效地用于保护和监控目的，从而提高机械臂的利用效率。图2-1系统设计方案（二）系统的气动控制气动机械臂本质上属于在压缩空气提供的动力下进行工作的。它有以下特点：介质便于气体收集，打印输出低，可抓握30kg的重物。与其他来源相比，气动机械臂的速度相对较快，并且结构和成本相对较低。然而，其运行速度的稳定性由于降低的缘故导致冲击力的减小。因此，气动机械手应在高速、温度较高、以及空气中含有粉尘的常规环境条件中使用。根据气动机械臂的不同轨迹，可使用四个执行器缸来实现运动，上下机械臂可由升降缸来实现；通过摆动气缸完成机械臂的左右路径；伸缩油缸用于实现机构杆的前后排；机械凸轮由气缸的气动凸轮夹紧和释放。使用两个电磁五通开关阀。驱动气缸由两个工作开口、两个排气开口和一个进气连接组成。三个气缸配有电磁控制阀，一个气缸配有两个电磁控制阀ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>戴红</Author><Year>1998</Year><RecNum>245</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[1]</style></DisplayText><record><rec-number>245</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="tt9f2exapawfsveefx35pfa1rrezd2vrzfvf">245</key></foreign-keys><ref-typename="Book">6</ref-type><contributors><authors><author>戴红</author></authors></contributors><titles><title>康复医学</title></titles><pages>3-10</pages><section>3-10</section><dates><year>1998</year></dates><pub-location>北京</pub-location><publisher>人民卫生出版社</publisher><isbn>7117028343</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[10]。如图2-2所示。图2-2气动控制回路（三）元器件的选型1.PLC的选择目前，全世界只有西门子、施耐德、AB和通用电气才能够生产PLC大型设备，三菱、欧姆龙等公司则只能生产中型PLC；而LS、松下、富士等公司生产的是小型PLC。小型PLC比如S7-200系列，这是由西门子公司研发制造的，由于它成本较低、结构精巧。性能扩展比较强大、功能丰富等优点而广泛使用。S7-200PLC的CPU模块模块集成了CPU221、CPU222、CPU224、CPU226、CPU226XM。PLC的扩展模块包含EM221、EM222、EM223。模拟值模块包括EM231、EM232、EM235。通信模块有EM277、EM241等等。控制区域的物理部分可以折叠。S7-200PLC可以轻松构建PLC网络和微型PLC网络，也可以实施大型项目。S7-200软件：STEP7micro。选择西门子S7-200PLC的原因在于它能够适应比较多的小型系统的多样需求，也可以在Windows环境下对其进行重新编译、调试和检测。图2-3西门子PLCS7-200外部图2.传感器的选择传感器的筛选方面，一般需要考虑一下条件：（1）灵敏度的筛选：输出信号值的大小取决于灵敏度的高低，信号处理越容易。如果测量值是单向的，则应该考虑使用低灵敏度的传感器；如果测量要进行多角度，就应考虑使用灵敏度相对来说比较高的传感器。（2）频率反馈特点：确定传感器的测量频率数值区间。（3）线性范围：传感器的线性并不是绝对的，它只是相对来说的一个概念。因此，当对测量的精度并没有高标准时，线性传感器可以将测量的误差减至最小，但不能完全消除误差，以使测量更加准确和方便。（4）稳定性：传感器必须选择能够适应不利条件的传感器。（5）精度：精度是传感器选择的重要基础，决定了整个系统的精度。（6）传感器的选择必须与机器人手臂的整体电路相结合，因此我选择了靠近漫反射镜的光电红外感应传感器e3f-ds30c4。具有防雨防潮、抗干扰能力强、体积小、安装方便、响应灵敏等特点。（四）本章小结本章主要对PLC机械手控制系统的总体设计方案进行了改进，在系统总体设计方案中选择了开发部件的基本设计思想，并对系统的控制功能和系统指标进行了讨论，以进一步提高其合理性。对于机器人手臂的每个“部分”，选择适合其所需的元件，并选择元件的具体型号。我们还学习了机械手的一些相关知识，并对PLC和传感器有了更深入的了解。三、气动机械臂的系统硬件设计（一）系统硬件概述有可以执行各种动作的操纵器控件。气缸A可以使机械手正向旋转或反向旋转，机械臂上下进行移动的功能由气缸B控制，伸缩移动则由气缸D控制，气动手C可以实现抓握和放松。我们希望通过交叉控制，可以实现四个执行元件中的劳动力移动目标。另一方面，要执行以下方法：上下、前后、左右方向的移动，以及夹爪伸开和闭合。为此，有必要协调四个气缸中的气流，一次只能更换一个气缸。而四个气缸的更换是由四个开关进行分别控制的，控制电路的设计则是由交流继电器KM、中间继电器KA和时间继电器KT这三个负责。而电磁开关有四个，并进行串联使用ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>戴红</Author><Year>1998</Year><RecNum>245</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[1]</style></DisplayText><record><rec-number>245</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="tt9f2exapawfsveefx35pfa1rrezd2vrzfvf">245</key></foreign-keys><ref-typename="Book">6</ref-type><contributors><authors><author>戴红</author></authors></contributors><titles><title>康复医学</title></titles><pages>3-10</pages><section>3-10</section><dates><year>1998</year></dates><pub-location>北京</pub-location><publisher>人民卫生出版社</publisher><isbn>7117028343</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[11]。如图3-1所示。图3-1系统原理图（二）PLC的I/O分配气动机械臂的水平缸、伸缩缸、旋转缸和缸凸轮通过机械手柄上的电磁阀在每个缸上配备两个电磁阀，以执行机械手操作。启动、停止、复位和快速停止按钮。所有限制都有12个入口点。四个驱动器中的配备电磁阀两个，其中一个由电磁阀进行操作。这样一来，包括启动、暂停和复位的输出点，电磁阀中就有10个PLC输出点。输入点和输出点的具体分布显示在表3-1中。表3-1输入/输出分配表输入输出输入PLC输入输出PLC输出开启旋钮I0.0开启指令HL1Q2.0暂停旋钮I0.0暂停指令HL2Q2.1复位旋钮I2.2复位指令Q2.3急停旋钮I0.3应急暂停指指令Q2.4上I1.5向上电磁阀Q1.5下I1.6向下电磁阀Q1.6左I1.1向左电磁阀Q1.3右I1.2向右电磁阀Q1.2前I1.1前进电磁阀Q1.3后I1.2后退电磁阀Q1.4夹爪伸开I1.1夹爪闭合I1.2图3-2PLC内部接线图（三）传感器的设计传感器在电气工程中有着关键性的应用，它是启动机械臂不可分割的一个组成。可以说，电气技术之所以能够展开，是由于传感器的影响。传感器与系统的器官相匹配。它们可以快速准确地接收信息，并能够客服一切不利条件，以确保高质量的电气系统。目前，机电臂技术的快速发展并不依赖于传感器。如果没有传感器，很难开发机械手。传感器自动记录系统状态和对象信息，并实现报警和紧急停止系统。1.安全传感器当机器人手臂模仿人体肢体时，传感器的设计原理就是利用仿生学，传感器可以看作是人的感统部分，为机械手的工作设计人为工作的逻辑模式，其安装部位一般处于机械手的手臂和手指区域。如图3-3所示。图3-3安全传感器2.光电传感器光电传感器采用的是光电子安全防护罩，又名安全光栅。它的作用是确保在工人和机械装置同时在场的情况下，对能够为工人的安全工作进行防护。尤其是工人在大型机械、切割机、变电装置等危险区进行作业的时候。光电传感器的工作原理依赖于它发射的红外光线，当这种红外光线被挡着的时候，相应的应急装置就会发出警报并断开电源，以杜绝可能发生的安全事故。这种设计的使用可以有效避免人身的安全，并降低由于人身危险而带来的巨大经济成本。如图3-4所示。图3-4光电传感器图3-5传感器原理图3.其他外部硬件在气动机构臂的构造过程中，应注意，机械手的臂在动作过程中会抖动。如果要避免这种故障的发生，可以降气动马达装备在气动机构臂上，这样做的原因在于气动马达可以将压缩空气通过转换来推动机械动力装置。该结构具有几个优势：第一，可以通过压缩气流，改变电机的额定功率，还可以对其进行提速，而机械臂的抖动现象也会得到缓解。（2）可以向前或向后移动。大多数空气马达通过控制阀改变发动机的方向和功率，控制阀可以产生空气马达的反向调节。3.在火灾、爆炸、振动、潮湿和粉尘等不利条件下不会影响工作的不利条件。（四）安全报警系统安全报警系统由于成本较低，既可以减少人工的使用，提高管理效率，从成本来看，也可以降低成本，并可以利用先进技术实现战斗力。同时，除传感器系统外，当机械手的手在工作时，人员工作不正确或必须停止机械手的操作。此时，操纵器通过触摸传感器的传感器区域立即停止。报警系统也会发出警报。解决问题的员工不仅可以保护人，还可以拯救人，一旦操纵者焦虑，它可以轻松处理。此外，在设备以及产品等财产受到可能的威胁时，报警系统就会被触发，并开始响应，这样就可以避免产品设备的遭到损害，从而可以毫不费力地完成机械臂的效率。这次设计的机械臂报警系统，主要有7个光电开关，可以自动检测危险问题，3S后发出报警。如图3-6所示。图3-6报警系统原理图反射电路从振荡电路产生脉冲反射，光脉冲由荧光灯产生。当检测范围内出现目标的时候，光电晶体管就会对光脉冲进行反射。电脉冲信号用放大器将接收到的光电脉冲进行放大。最后，灯开关被激活，信号被延迟或不被延迟。光电开关可以在复位操作上发挥很大的作用，它可以通过自诊断系统检测光状态，确保工作流程的进行，并随时记录光电开关的运行情况。比如哪里出现故障，则该信号就可以传输到PLC的输入端口。在出现故障的时候，故障灯就会因此响应，故障被排除后，故障灯就会为之熄灭。当继续呼叫只需要一个脉冲信号，所以要锁定呼叫电路。如果出现错误且指示灯闪烁，则必须使用谐振电路。如果灯铃一直没有消失，则振荡电路同时断开，并且圆因振动而断开。紧急电路优先。因此，如果一个错误发生而另一个错误出现，系统不会响应。为了实现此功能，就需要电路联锁机制ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>戴红</Author><Year>1998</Year><RecNum>245</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[1]</style></DisplayText><record><rec-number>245</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="tt9f2exapawfsveefx35pfa1rrezd2vrzfvf">245</key></foreign-keys><ref-typename="Book">6</ref-type><contributors><authors><author>戴红</author></authors></contributors><titles><title>康复医学</title></titles><pages>3-10</pages><section>3-10</section><dates><year>1998</year></dates><pub-location>北京</pub-location><publisher>人民卫生出版社</publisher><isbn>7117028343</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>[12]。基于PLC有着抗干扰的安全特性和蜂鸣器并不适合长时间使用，我们可以使用相同类型的LED和蜂鸣器及时更换它们，大大提高系统性能。系统的I/O分配显示在表3-2中。表3-2报警系统I/O地址分配检测电源AI2.2报警1Q1.3检测电源BI2.1安全报警2Q1.1检测电源CI2.2指示灯（1）Q1.5检测电源DI2.4指示灯（2）Q1.4检测电源EI2.5指示灯（3）Q1.4检测电源FI3.3指示灯（4）Q1.3检测电源GI3.1检测控制开始I0.0检测控制终结I0.2检测灯AQ2.3控制终止I0.2检测灯BQ2.4检测灯CQ2.5检测灯DQ2.4报警系统开始I1.0检测灯EQ2.5报警系统停止I2.1检测灯FQ2.7检测灯GQ2.9（五）本章小结本章重点介绍了西门子PLC机械手控制系统的硬件设计，主要从系统的硬件概述来描述机械臂的工作轨迹，并对一些可能的动作进行了改进。此外，对历史数据和以往资料的查询，对传统的机械臂进行了创新，并添加了更先进的安全传感器和光电传感器。对过去摇动机械臂的条件进行了优化，并加载制动电机以减少机械臂的摇动。集成PLC屏幕显示装置的完成以及报警和紧急停机系统的添加确保了机械手的安全和质量。四、气动机械臂的控制系统软件设计西门子软件依赖于中央处理单元（CPU）、系统程序存储单元、I.O地址范围、用户程序存储范围和子项目进行管理。程序由压缩机启动，PLC随即操控压缩机的功率，并提供控制模式的选择，其原始状态是自动模式。在少数条件下，通过LCD控制面板手动控制。在机械臂操作过程中，光电传感器检测到紧急情况，实现快速停机报警。报警位置被发送到屏幕，以观察操作员的解决方案。快速停机后，系统返回其原始位置继续运行。如图4-1所示程序流程图。图4-1软件系统程序图（二）软件设计概述（1）中央处理单元（CPU）一般来说，中央计算单元（CPU）包含三个部分，这三个部分分别是寄存器、控制器和运算器。处理器一般通常由数据总线、地址总线与存储单元连接到输入和输出端的。与大多数民用计算机一样，其主体部分是中央处理器，而系统的工作原理就是实现对各功能进行分配。用户程序和存储器中的数据在PLC运行时预先存储，可执行程序由处理器扫描。处理器是需要将数据总线、地址簿和总线作为传输工具以连接到存储设备、输入和输出接口。这一点与普通计算机并无区别，PLC的核心部分是处理器，其工作的重点就是实现系统级的分配指令。当PLC运行且处理器扫描要执行的程序时，预先存储用户程序和存储器中的数据。处理器通过对输入输出的内容来控制程序和数据的接收以及储存，用以保持其数据内容的作用。同时，处理器也将错误的信息进行存储，检测内部电路和编译用语，并读取PLC中的程序命令，传输数据，并根据指令执行逻辑或算术运算。基于这些结果，更新标记状态和输出图像选项卡的内容，然后导出组件以执行输出控制、表格打印或数据传输功能。根据PLC，CPU芯片的类型不同：传统的CPU芯片由制造商开发。PLC控制信号的处理能力和速度决定了处理器中晶体的质量和性能。系统处理的信息计算得越快，处理器的数量就越高。近年来，CPU芯片技术不断改进和发展，PLC功能不断完善（2）系统程序存储器PLC制造商使用它将其开发的系统程序存储在用户无法修改的系统存储库中。这允许PLC执行基本功能并完成PLC设计者定义的任务。（3）I/O地址范围PLC的I/O的模块特性主要代表模块电路的电气特性，如电流、电压、闭合时间、绝缘等。（4）用户存储字段程序存储器和功能存储器构成用户存储器。客户专用存储区域用于存储执行特定任务的PLC程序。根据所选存储器模块的类型，用户的存储器可能由RAM（低电压保护）、EPROM或EPROM存储器组成。用户可以随意更改、添加或删除其内容。（5）次级方案的组成危险收集程序和LCD显示程序以及机械臂快速停止程序。（二）急停控制系统系统采用紧急停机控制系统，包括集电模块、传感器工作模块和紧急停机控制模块，其中集电模块和传感器工作模块电连接，传感器工作模块与紧急停机控制单元、报警系统和紧急停机控制模块，在传感器工作期间，报警系统接收故障新号的指示，立即中断控制系统的继续运行。当人为操作时，人只需要按下急停开关，机械臂就会中断工作。图4-2显示。图4-2急停梯形图（三）液晶显示屏系统作为带有机械手的PLC操作终端（西门子PLC），机械手可以通过LCD屏幕发送命令。（1）屏幕功能（用户界面、系统界面）和用户界面功能（用户屏幕）；（2）系统屏幕监控功能；（3）数据选择；（4）报警功能。鉴于LCD必须监控所有组件并实现控制，任务相对困难。则系统使用mt506tv触摸屏。（1）可以随时监控操纵器的状况。（2）机器人可以操纵触摸屏并在PLC中做出反应。可用于检测其他设备的控制器，如故障位置、报警位置和紧急停止状态。（3）使用视频屏幕或快照捕获视频或快照可能更具功能性。如图4-3内部接线图。图4-3PLC与显示屏接线图（四）机械臂抓取系统气动机机械臂的抓夹系统：在初始状态下，气动机械臂处于初始位置（夹具处于释放状态，机械臂处于向上状态和减小状态）。按下开始按钮i1.0后，首先对准机械臂，然后向下抓住加工部分，抓住稳定性，然后在机械臂的位置左右移动，双手向上和缩回后，用手掌松开加工部分，最后机械臂向上，缩回并返回到原始位置以执行下一个周期性运动。如图4-4所示机械臂抓取程序梯形图。图4-4机械臂抓取程序梯形图（五）光电检测系统七个光电检测开关安装在气动机械手“西门子PLC”上，安装在机械手的每个关键元件上。该系统连接到七个光电探测器。如果其中一个光电探测器有危险，系统则会在发出危险信号的同时中断工作。如图4-5所示。图4-5光电检测系统梯形图（六）本章小结本章介绍了西门子PLC机械臂控制系统的软件，并全面检查中央处理单元、系统存储器模块、I.O地址映射、用户存储器程序和子程序。了解机器的功能。芯片的技术更新，相应地也对PLC的功能以及安全性方面有了巨大的提升。学习用PLC绘制导线电路程序，并添加快速停机控制软件、LCD显示程序和机械光电检测系统，以提高气动机器臂的性能，使PLC气动机械臂更受社会欢迎。五、系统调试（一）开发工具（1）Micro/Win编程软件，用于工程分发包的编译。（2）STEP7-Micro/WINSMART，这是专门为S7-200SMART的应用开发的软件，该软件可以在WindowsXP以上的系统运行，支持LAD、FBD和STL语言。（3）STEP7V5.5+。（4）SIMATICWinCCflexible可视化组态软件。（二）公共程序调试通用程序调试是编程的前提。气动机械能臂依靠气体为动力源，机械臂的启动必须依靠压缩机提供空气，以便压缩机能够首先运行并按压机械臂。图5-1公共程序梯形图（三）自动及手动操作程序调试PLC的工作原理是先从压缩机开始的，压缩机开启后，则机械臂自动向左开始移动，这是默认的方向，这个时候机械臂不能往右转移。想让它停止移动的时候，则可以按下左按钮。同时，如果想要机械臂向右移动，其原理与之前一样。机械手的操作大致分为上下、左右、前后方向指令以及抓手伸开和闭合。该程序可实现自动和手动控制，工作原理与左偏移相同。程序梯形图如图5-2所示。图5-2机械臂自动控制梯形图（四）系统报警及复位程序调试在机械臂进行作业活动的时候，其中有7个光电传感器会进行识别，在传感器能够感知到威胁的时候，系统便会第一时间进行报警操作，从而暂停一切生产活动。除非威胁或者故障被排除，确定不会发生危险