【正文】 r and the realization way of each function, the realization scheme of each function and the equipment used in the design control system are determined. Finally, the software program and hardware structure of PLC control system are designed.Keywords: industrial。 automation programmable controller 。 manipulator； Remote control；sensor feedbackII 目 錄 目錄1 緒論 1 課題背景 1 機(jī)械手的定義與分類(lèi) 1 機(jī)械手的應(yīng)用及相關(guān)組成 2 機(jī)械手的發(fā)展趨勢(shì) 3 總體設(shè)計(jì)要求 32 PLC的介紹與選擇 5 PLC的特點(diǎn) 5 PLC的選型 5 三菱FX系列的結(jié)構(gòu)功能 6 PLC的保護(hù) 73 機(jī)械手系統(tǒng)組成 9 機(jī)械手模型的機(jī)能特性 9 夾緊機(jī)構(gòu) 9 軀干 9 旋轉(zhuǎn)編碼盤(pán) 104 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 11 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 11 PLC梯形圖中的編程元件 12 PLC的I/O分配 12 機(jī)械手控制系統(tǒng)的外部接線(xiàn)圖 13 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 14 14 15 手動(dòng)單步操作程序 24 回原位程序 29 PLC程序的上載和下載 34 PLC程序的上載 34 PLC程序的下載 345 設(shè)計(jì)總結(jié) 35 總結(jié) 35 展望 35參考文獻(xiàn) 37致 謝 391 基于PLC的機(jī)械手控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)1 緒論 課題背景在我國(guó)飛速發(fā)展的現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)中，工業(yè)生產(chǎn)力的高低是衡量發(fā)展快慢的重要因素。在不斷發(fā)展的工業(yè)經(jīng)濟(jì)中，操作工人的生產(chǎn)環(huán)境愈加惡劣，這使得在要求提高工人操作技能的同時(shí)，也使他們的工作安全也受到了不同程度的威脅。隨著一系列現(xiàn)代化設(shè)備的推進(jìn)，大大的減輕了操作工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，對(duì)于以前那些操作困難、操作危險(xiǎn)的工業(yè)操作，都是通過(guò)操作工人遠(yuǎn)程控制自動(dòng)化設(shè)備自動(dòng)完成生產(chǎn)的。這不但可以避免一些有害物質(zhì)對(duì)操作工人的傷害，還可以提高工廠的生產(chǎn)效率。在各國(guó)的工業(yè)制造中，機(jī)械手技術(shù)是應(yīng)用最為廣泛的一種技術(shù)[1]。它能夠按照人們的事先要求完成相應(yīng)的操作，有的機(jī)械手還帶反饋能力，能夠根據(jù)生產(chǎn)條件的變化自動(dòng)的調(diào)整生產(chǎn)操作，使生產(chǎn)的質(zhì)量和穩(wěn)定性得到提高。目前在一些生產(chǎn)的機(jī)床和焊接的行業(yè)中，得到大量的應(yīng)用。機(jī)械手的使用不但縮減了工業(yè)的生產(chǎn)成本，還提高了工業(yè)的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量，促進(jìn)了社會(huì)的現(xiàn)代化發(fā)展。機(jī)械手技術(shù)是一門(mén)涉及多領(lǐng)域的跨學(xué)科綜合性技術(shù)。近年來(lái)，機(jī)械手的發(fā)展越加的迅速，電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)以及一些最新的技術(shù)也在機(jī)械手中有了應(yīng)用[2]。機(jī)械手技術(shù)的使用，已經(jīng)是我國(guó)的工業(yè)發(fā)展的重要組成部分。PLC技術(shù)能夠遠(yuǎn)程的控制工業(yè)生產(chǎn)對(duì)象，實(shí)現(xiàn)工業(yè)的自動(dòng)化生產(chǎn)。PLC技術(shù)在機(jī)械手中的應(yīng)用，在滿(mǎn)足完成工業(yè)生產(chǎn)操作的同時(shí)，也大大的改善了工人的操作環(huán)境，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量，對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展有著重要的意義。同時(shí)，機(jī)械手可以能夠借助軟件的編程，對(duì)不同的生產(chǎn)對(duì)象，完成不同的控制，提高了生產(chǎn)的效率。目前，在一些對(duì)人力要求較高的工業(yè)中，基本上都有使用機(jī)械手技術(shù)，用來(lái)減輕人力的需求和更好的控制，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)的最大化。機(jī)械手有著40多年的發(fā)展歷史，是一種類(lèi)似于機(jī)器人的生產(chǎn)設(shè)備。它能夠完成事先編輯好的操作程序，在各種工業(yè)條件都能有條不紊的作業(yè)。它有著人的智能性和機(jī)器的適應(yīng)性，在現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)發(fā)展中有著廣闊的前景。 機(jī)械手的定義與分類(lèi)機(jī)械手是一種能夠在各種條件下工作的設(shè)備，它的工作主要是模仿人手的操作，并且可以通過(guò)改變控制程序?qū)崿F(xiàn)不同的操作的多功能機(jī)器[3]。機(jī)械手因其對(duì)工業(yè)生產(chǎn)具有積極作用而被人們所認(rèn)識(shí)。因它能代替人們?cè)谝恍l件惡劣的場(chǎng)合，在保證生產(chǎn)質(zhì)量的同時(shí)完成生產(chǎn)工序，大大的提高了工業(yè)生產(chǎn)率，受到了各國(guó)的強(qiáng)烈重視。尤其在一些帶有放射性和強(qiáng)污染性的場(chǎng)合，投入研究的財(cái)力和物力更加之多。機(jī)械手大致可分為三類(lèi)。第一類(lèi)獨(dú)立機(jī)械手，第二類(lèi)人工操作機(jī)械手，第三類(lèi)專(zhuān)用機(jī)械手。獨(dú)立機(jī)械手又可稱(chēng)為通用機(jī)械手，獨(dú)立機(jī)械手顧名思義就是獨(dú)立的不需要人工操作的機(jī)械手，而且它不附屬于主機(jī)，在擁有一般機(jī)械手傳統(tǒng)功能的同時(shí)還擁有記憶智能功能。人工操作機(jī)械手簡(jiǎn)稱(chēng)操作機(jī)，它由原子和軍事工業(yè)發(fā)展而來(lái)，后來(lái)發(fā)展到通信行業(yè)，在星球的探測(cè)中用通信設(shè)備控制機(jī)械手對(duì)星球進(jìn)行探測(cè)。專(zhuān)業(yè)機(jī)械手是專(zhuān)門(mén)用來(lái)工廠機(jī)床的下料和傳送的機(jī)械手，它一般附屬于自動(dòng)生產(chǎn)的生產(chǎn)線(xiàn)上或生產(chǎn)機(jī)床上，除少數(shù)工序外，它的操作工序都是由主機(jī)驅(qū)動(dòng)且固定地為主機(jī)服務(wù)。本設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的機(jī)械手屬于獨(dú)立機(jī)械手，即通用機(jī)械手。 機(jī)械手的應(yīng)用及相關(guān)組成目前，機(jī)械手應(yīng)用已經(jīng)觸達(dá)各個(gè)領(lǐng)域。在熱加工方面，對(duì)人們不能勝任的高溫鍛造工業(yè)中，機(jī)械手可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化完成下料和鑄造，大大的減輕了操作負(fù)擔(dān)，提高了生產(chǎn)質(zhì)量好生產(chǎn)效率；在冷加工方面，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中的零配件進(jìn)行下料和安裝，代替人的手工操作，已經(jīng)成為生產(chǎn)線(xiàn)上的重要設(shè)備；甚至在拆、裝、修方面也有應(yīng)用，例如在勞動(dòng)強(qiáng)度高的鐵路部門(mén)，利用機(jī)械手拆裝鐵路的閥門(mén)，清除路況等，大大的降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。機(jī)械手主要由：用于執(zhí)行動(dòng)作的執(zhí)行機(jī)構(gòu)和用于驅(qū)動(dòng)各動(dòng)作運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，以及用于控制機(jī)械手運(yùn)動(dòng)的控制系統(tǒng)構(gòu)成。執(zhí)行機(jī)構(gòu)又由用來(lái)支撐整個(gè)機(jī)械手的軀干和手臂、手爪組成。手臂是用來(lái)引導(dǎo)機(jī)械手抓取物體的部件，在手爪抓取物體后并承擔(dān)運(yùn)輸?shù)娜蝿?wù)，將抓取的物體運(yùn)送到該工件需要加工的位置，手臂還應(yīng)具有多個(gè)自由度，能夠自由的旋轉(zhuǎn)，以完成機(jī)械手工作過(guò)程的精準(zhǔn)。手爪是用來(lái)模仿人類(lèi)手指的功能，能夠?qū)ξ矬w進(jìn)行抓取，手爪的手指數(shù)量可以根據(jù)工作的需求設(shè)計(jì)出不同的手指數(shù)[46]。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是用來(lái)驅(qū)動(dòng)機(jī)械手各部件運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)。目前應(yīng)用最多的驅(qū)動(dòng)技術(shù)主要是電氣驅(qū)動(dòng)和氣壓驅(qū)動(dòng)，當(dāng)然在一些自動(dòng)化工業(yè)生產(chǎn)還有一些其他驅(qū)動(dòng)技術(shù)，如液壓驅(qū)動(dòng)和機(jī)械驅(qū)動(dòng)等?？刂葡到y(tǒng)時(shí)用來(lái)控制機(jī)械手加工的順序，加工的快慢和在加工過(guò)程中加入適當(dāng)?shù)难訒r(shí)，保證系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行的裝置。在機(jī)械手中一般采用PLC作為它的控制系統(tǒng)，PLC控制系統(tǒng)它的可靠性比較高，使用方便，編程也相對(duì)簡(jiǎn)單，完全能夠滿(mǎn)足以點(diǎn)動(dòng)和連動(dòng)為主的機(jī)械手控制。在控制過(guò)程中，首先需要弄清機(jī)械手所要完成的操作步驟，然后根據(jù)操作步驟設(shè)計(jì)合理的控制程序，用來(lái)控制機(jī)械手的運(yùn)行。在一些復(fù)雜的生產(chǎn)工藝中，有的還采用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)等對(duì)機(jī)械手進(jìn)行控制。本設(shè)計(jì)采用的是小型PLC控制系統(tǒng)。 機(jī)械手的發(fā)展趨勢(shì)隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，各種技術(shù)也在不斷的完善。機(jī)械手技術(shù)的性能也在不斷的提高，目前，機(jī)械手發(fā)展的方向主要有以下幾個(gè)方面：熱工業(yè)行業(yè)因其工作溫度高，工作環(huán)境復(fù)雜。這使得工業(yè)的生產(chǎn)受到了一定的影響，機(jī)械手技術(shù)能夠很好的解決這一現(xiàn)況，為鍛造、焊接、熱處理等加工行業(yè)提供很好的服務(wù)。隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，機(jī)械手在這些熱加工行業(yè)的使用也將逐步的擴(kuò)大。 目前，市場(chǎng)的機(jī)械手性能優(yōu)劣不一，價(jià)