【正文】 n the space grasping, and handling objects that movements are flexible and diverse, applies to the transformations in the production of varieties, small batch automation, widely used in flexible automatic production line. Manipulator is high temperature, corrosionresistant materials, to adapt to the harsh environment, greatly reducing the labor intensity of workers, improve the efficiency. Manipulator is an important part of industrial robots, in many cases it can be referred to as industrial robots. Industrial robot is a mechanical, electrical, control, artificial intelligence, puters, sensors and other multidisciplinary advanced technology in one of the important modern manufacturing automation equipment. Extensive use of industrial robots, not only can improve the product quality and productivity, and to protect the personal safety, improve the working environment, reduce labor intensity and increase the productivity, conservation of raw materials consumption and lower production costs, has a very important significance. Relay control and puter control for programmable controllers are developed on a product, evolved into automation based on the microprocessing technology, puter technology, munication technology integrated into new industrial automatic control the system reliable and stable, functional range widely in the period. Keywords:PLC。專用機(jī)床是大批量生產(chǎn)自動(dòng)化的有效的辦法；控制機(jī)床、數(shù)控機(jī)床、加工中心等自動(dòng)化機(jī)械是有效地解決多品種小批量生產(chǎn)自動(dòng)化的重要辦法。 自上世紀(jì)六十年代，機(jī)械手被實(shí)現(xiàn)為一種產(chǎn)品后，對(duì)它的開發(fā)應(yīng)用也在不斷發(fā)展，最典型的發(fā)展是生產(chǎn)者將此產(chǎn)品大量應(yīng)用于衛(wèi)生行業(yè)（全自動(dòng)生化分析儀），從而實(shí)現(xiàn)了衛(wèi)生檢驗(yàn)中急需短時(shí)間、大量樣品數(shù)據(jù)的要求，但在衛(wèi)生領(lǐng)域的機(jī)械手因采用樣品品單一酶試劑顯色法，且采用濾光片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，造成試劑價(jià)格昂貴，限制了產(chǎn)品市場(chǎng)的發(fā)展。 通過(guò)了解上述兩類產(chǎn)品的技術(shù)特點(diǎn)我們不難看出，機(jī)械手具有微升級(jí)試劑消耗，不受模板束縛，分析中不同檢測(cè)項(xiàng)目可穿插完成，可完成研發(fā)性波長(zhǎng)掃描優(yōu)化檢測(cè)條件，用戶可自行設(shè)計(jì)新的檢測(cè)項(xiàng)目，體積小，甚至可做現(xiàn)場(chǎng)快速分析等特點(diǎn)。正如一句廣告語(yǔ)所講的“沒(méi)有最好，只有更好” 。 隨著工業(yè)機(jī)械化和自動(dòng)化的發(fā)展以及氣動(dòng)技術(shù)自身的一些優(yōu)點(diǎn)，氣動(dòng)機(jī)械手已經(jīng)廣泛應(yīng)用在生產(chǎn)自動(dòng)化的各個(gè)行業(yè)。 20 世紀(jì) 70 年代，液壓與氣動(dòng)元件的產(chǎn)值比約為 9:1，而 30 多年后的今天，在工業(yè)技術(shù)發(fā)達(dá)的歐美、日本等國(guó)家，該比例已達(dá)到 6:4，甚至接近 5:5。 由于氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)使用安全、可靠，可以在高溫、震動(dòng)、易燃、易爆、多塵埃、強(qiáng)磁、輻射等惡劣環(huán)境下工作”’。車身在每個(gè)工序的移動(dòng)；車身外殼被真空吸盤吸起和放下，在指定工徐州師范大學(xué)現(xiàn)代人培訓(xùn)中心 6 位的夾緊和定位；點(diǎn)焊機(jī)焊頭的快速接近、減速軟著陸后的變壓控制點(diǎn)焊，都采用了各種特殊功能的氣動(dòng)機(jī)械手。 氣動(dòng)機(jī)械手用于對(duì)食品行業(yè)的粉狀、粒狀、塊狀物料的自動(dòng)計(jì)量包裝；用于煙草工業(yè)的自動(dòng)卷煙和自動(dòng)包裝等許多工序。徐州師范大學(xué)現(xiàn)代人培訓(xùn)中心 7 第 2 章 PLC 的簡(jiǎn)介 的產(chǎn)生 1968 年美國(guó)通用汽車公司（ GM）招標(biāo)要求 :軟連接代替硬接線 。成本低于繼電器控制柜 。擴(kuò)展時(shí)，原系統(tǒng)變更要少 。 PLC 的定義和特點(diǎn) 的定義 可編程序控制器，英文稱 Programmable Controller，簡(jiǎn)稱 PC。用戶在購(gòu)到所需的 PLC 后，只需按說(shuō)明書的提示，做少量的接線和簡(jiǎn)易的用戶程序編制工作，就可靈活方便地將 PLC 應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐。 的 特點(diǎn) 可編程控制器之所以能夠得到迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，主要是由于它具有以下特點(diǎn)： （ 1） 可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) 用軟件實(shí)現(xiàn)大量的開關(guān)量邏輯運(yùn)算，克服了因繼電器觸點(diǎn)接觸不良而造成的故障；輸入采用直流低電壓，更加可靠、安全；面向工業(yè)環(huán)境設(shè)計(jì)，采取了濾波、屏蔽、隔離等抗干擾措施，適應(yīng)各種惡劣的工作環(huán)境，遠(yuǎn)遠(yuǎn)地超過(guò)了傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)和一般的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。而且在運(yùn)行過(guò)程中，可隨時(shí)修改控制邏輯，增減系統(tǒng)的功能。每套 PLC 至少有一個(gè) CPU，它按 PLC 的系統(tǒng)程序賦予的功 能接收并存貯用戶程序和數(shù)據(jù)，用掃描的方式采集由現(xiàn)場(chǎng)輸入裝置送來(lái)的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入規(guī)定的寄存器中，同時(shí)，診斷電源和 PLC 內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過(guò)程中的語(yǔ)法錯(cuò)誤等。輸入模塊將電信號(hào)變換成數(shù)字信號(hào)進(jìn)入 PLC 系統(tǒng)，輸出模塊 相反。 電源模塊 PLC電源用于為 PLC各模塊的集成電路提供工作電源。 PLC 系統(tǒng)的其它設(shè)備 i) 編程設(shè)備：編程器是 PLC 開發(fā)應(yīng)用、監(jiān)測(cè)運(yùn)行、檢查維護(hù)不可缺少的器件，用于編寫程序、對(duì)系統(tǒng)作一些設(shè)定、監(jiān)控PLC 及 PLC 所控制的系統(tǒng)的工作狀況，但它不直接參與現(xiàn)場(chǎng)控制運(yùn)行。 PLC 的通信聯(lián)網(wǎng) 依靠先進(jìn)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以迅速有效地收集、傳送生產(chǎn)和管理數(shù)據(jù)。 PLC 的通信，還未實(shí)現(xiàn)互操作性，IEC 規(guī)定了多種現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)， PLC 各廠家均有采用。 （ 1）按結(jié)構(gòu)形式分類 按結(jié)構(gòu)形式不同，可分為整體式和模塊式兩類。 1）小型 PLC。 3）大型 PLC。然后重新返回第一條指令，開始下一輪新的掃描。如注塑機(jī)、印刷機(jī)、訂書機(jī)械、組合機(jī)床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等。 運(yùn)動(dòng)控制 PLC 可以用于圓周運(yùn)動(dòng)或直 線運(yùn)動(dòng)的控制。 過(guò)程控制 過(guò)程控制是指對(duì)溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。 PID 處理一般是運(yùn)行專用的 PID 子程序。數(shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如無(wú)人控制的柔性制造系統(tǒng)；也可用于過(guò)程控制系統(tǒng)，如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。 第 3 章 PLC 控制方案分析 的選取 由于市場(chǎng)的需求和西門子 PLC 的廣泛應(yīng)用所以我選取的是 其進(jìn)行簡(jiǎn)要說(shuō)明： S7200 系列是一類可編程邏輯控制器（ Micro PLC） 。 徐州師范大學(xué)現(xiàn)代人培訓(xùn)中心 14 圖 S7200 CPU 徐州師范大學(xué)現(xiàn)代人培訓(xùn)中心 15 1） CPU 負(fù)責(zé)執(zhí)行程序和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，以便對(duì)工業(yè)自動(dòng)控制任務(wù)或過(guò)程進(jìn)行控制。 5） 狀態(tài)信號(hào)燈顯示了 CPU 的工作模式（運(yùn)行或停止），本機(jī)的 I/O 的當(dāng)前狀態(tài)，以及檢查出來(lái)的系統(tǒng)錯(cuò)誤。 9） EEPROM 卡可以存儲(chǔ) CPU 程序，也可以將一個(gè) CPU 中的程序傳送到另一個(gè)CPU 中。 2. 輸出擴(kuò)展模塊 EM222：共有 5 種產(chǎn)品，即 8 點(diǎn) DC 和 4 點(diǎn) DC、 8 點(diǎn)AC、 8 點(diǎn)繼電器和 4 點(diǎn)繼電器。 5. 模擬量輸出擴(kuò)展模塊 EM232。 機(jī)械手的全部動(dòng)作由 PLC 控制完成。 1958 年美國(guó)聯(lián)合控制公司研制出 了 第一臺(tái)機(jī)械 手。手腕是連接手指與手臂的元件，可以進(jìn)行上下、左右和回轉(zhuǎn)動(dòng)作。運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的升降、伸縮、旋轉(zhuǎn)等獨(dú)立運(yùn)動(dòng)方式，稱為機(jī)械手的自由度 。一般專用機(jī)械手有 2～ 3 個(gè)自由度。有些操作裝置需要由人直接操縱，如用于原子能部門操持危險(xiǎn)物品的主從式操作手也常稱為機(jī)械手。另外，夾緊 /放松由單線圈二位電磁閥推動(dòng)氣缸完成，線圈通電執(zhí)行夾緊動(dòng)作，線圈斷電時(shí)執(zhí)行放松動(dòng)作。 硬件部分的模擬調(diào)試可在斷開主電路的情況下，主要試一試手動(dòng)控制部 分的可靠性。如果有錯(cuò)誤則修改程序后反復(fù)調(diào)試。調(diào)試時(shí)一定要先將主電路斷開，只對(duì)控制電路進(jìn)行連機(jī)調(diào)試。把機(jī)械手的各限位開關(guān)、氣動(dòng)電磁閥負(fù)載，在模擬板上用信號(hào)燈代替。在空載運(yùn)行調(diào)試階段時(shí)，可以按運(yùn)行方式如回原點(diǎn)、點(diǎn)動(dòng)、手動(dòng)操作、單周期運(yùn)行等逐步進(jìn)行，最后進(jìn)行連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)調(diào)試。如有機(jī)械干涉可通過(guò)調(diào)整各個(gè)接近開關(guān)的安裝位置等措施解決，還可以通過(guò)調(diào)節(jié)其距離來(lái)控制機(jī)械手動(dòng)作的范圍。 通過(guò)對(duì)機(jī)械手 PLC 控制系統(tǒng)的室內(nèi)模擬調(diào)試和現(xiàn)場(chǎng)帶負(fù)載運(yùn)行調(diào)試工作，我深切體會(huì)到以上調(diào)試原則和步驟的重要性，往往遇到問(wèn)題按學(xué)過(guò)的知識(shí)和方法去處理就能順利解決了。 以下是我對(duì)其在未來(lái)發(fā)展方向及展望： 重復(fù)精度化 ： 精度是指機(jī)器人、機(jī)械手到達(dá)指定點(diǎn)的精確程度，它與驅(qū)動(dòng)器的分辨率以及反饋裝置有關(guān)。隨著微電子技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)的發(fā)展，以及氣動(dòng)伺服技術(shù)走出實(shí)驗(yàn)室和氣動(dòng)伺服定位系統(tǒng)的成套化。它集成電接口和帶電纜及氣管的導(dǎo)向系統(tǒng)裝置，使機(jī)械手運(yùn)動(dòng)自如。 無(wú)給油化 ： 為了適應(yīng)食品、醫(yī)藥、生物工程、電子、紡織、精密儀器等行業(yè)的無(wú)污染要求，不加潤(rùn)滑脂的不供油潤(rùn)滑元件已經(jīng)問(wèn)世。氣動(dòng)機(jī)械手、氣動(dòng) 控制越來(lái) 越離不開 PLC，而閥島技術(shù)的發(fā)展，又使 PLC在氣動(dòng)機(jī)械手、氣動(dòng)控制中變得更加得心應(yīng)手。 徐州師范大學(xué)現(xiàn)代人培訓(xùn)中心 25 附錄 1（梯形圖） 徐州師范大學(xué)現(xiàn)代人培訓(xùn)中心 26 徐州師范大學(xué)現(xiàn)代人培訓(xùn)中心 27