【正文】 mal relay, fuse, contactor；control circuit consist of PLC controller, sensors and travel switch, etc. In the paper，position signal is sent to PLC host by travel switch , PLC control the acmotor39。s positive amp。近年來隨著工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展機(jī)械手逐漸成為一門新興學(xué)科，并得到了較快的發(fā)展。國內(nèi)外都十分重視它的應(yīng)用和發(fā)展。機(jī)械手在美國、加拿大等國家應(yīng)用較多，如用果實(shí)采摘機(jī)械手來摘果實(shí)、裝配生產(chǎn)線上應(yīng)用智能機(jī)器人等。 國內(nèi)外機(jī)械手研究概況機(jī)械手自二十世紀(jì)六十年代初問世以來，經(jīng)過40多年的發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)成為制造業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化中重要的機(jī)電設(shè)備。這代機(jī)械手通常采用接觸傳感器一類的簡單傳感裝置和相應(yīng)的適應(yīng)性算法。機(jī)械手的應(yīng)用領(lǐng)域正在向非制造業(yè)和服務(wù)業(yè)方向擴(kuò)展，并且蓬勃發(fā)展的軍用機(jī)械手也將越來越多地裝備部隊(duì)[4] [5]。從技術(shù)方面來說，我國已經(jīng)具備了獨(dú)立自主發(fā)展中國機(jī)械手技術(shù)的基礎(chǔ)[6]。軟件部分包括總體流程圖、梯形圖、編程指令等。集散控制系統(tǒng)通過A/D轉(zhuǎn)換器將輸出模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，從而控制電機(jī)的繼電器線圈來控制各個(gè)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，最終使機(jī)械手能夠在X軸與Y軸運(yùn)動(dòng)。機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)通過顯示燈指示。PLC是由繼電器邏輯系統(tǒng)發(fā)展而來，主要應(yīng)用在工序控制上，初期主要是代替繼電器控制系統(tǒng)，側(cè)重于開關(guān)量順序控制方面。PLC在過程控制的發(fā)展將是一智能變送器和現(xiàn)場總線，暨向下拓展功能，開放總線。但是它要求設(shè)計(jì)人員單獨(dú)設(shè)計(jì)系統(tǒng)的I/0接口電路，獨(dú)立開發(fā)系統(tǒng)軟件，編制軟件的人員素質(zhì)水平對(duì)系統(tǒng)控制有很大影響，因此它不具有通用性。同時(shí)，用PLC控制系統(tǒng)可方便地更改生產(chǎn)流程，增強(qiáng)控制功能。PLC用編程器或計(jì)算機(jī)編程，編程語言是梯形圖、功能塊圖、順序功能表圖和指令表等?？偟膩碚f，在選擇控制器時(shí)，首先要從工程要求、現(xiàn)場環(huán)境和經(jīng)濟(jì)性等方面考慮。PLC之所以有生命力，在于它更加適合工業(yè)現(xiàn)場和市場的要求：高可靠性、強(qiáng)抗各種干擾的能力。人們在應(yīng)用它時(shí)，可以不必進(jìn)行計(jì)算機(jī)方面的專門培訓(xùn)，就能對(duì)可編程控制器進(jìn)行操作及編程，用來完成各種各樣的復(fù)雜程度不同的工業(yè)控制任務(wù)。 主電路設(shè)計(jì) 熔斷器的選擇熔斷器是根據(jù)電流超過規(guī)定值一段時(shí)間后，以其自身產(chǎn)生的熱量使熔體熔化，從而使電路斷開；運(yùn)用這種原理制成的一種電流保護(hù)器。使用時(shí)，將熔斷器串聯(lián)于被保護(hù)電路中，當(dāng)被保護(hù)電路的電流超過規(guī)定值，并經(jīng)過一定時(shí)間后，由熔體自身產(chǎn)生的熱量熔斷熔體，使電路斷開，從而起到保護(hù)的作用。熔斷器主要由熔體、外殼和支座三部分組成，其中熔體是控制熔斷特性的關(guān)鍵元件。熱繼電器的作用是：主要用來對(duì)異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行過載保護(hù)，他的工作原理是過載電流通過熱元件后，使雙金屬片加熱彎曲去推動(dòng)動(dòng)作機(jī)構(gòu)來帶動(dòng)觸點(diǎn)動(dòng)作，從而將電動(dòng)機(jī)控制電路斷開實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)斷電停車，起到過載保護(hù)的作用。接觸器由電磁系統(tǒng)（鐵心，靜鐵心，電磁線圈）觸頭系統(tǒng)（常開觸頭和常閉觸頭）和滅弧裝置組成。接觸器控制容量大，適用于頻繁操作和遠(yuǎn)距離控制。 主接點(diǎn)一般是常開接點(diǎn)，而輔助接點(diǎn)常有兩對(duì)常開接點(diǎn)和常閉接點(diǎn)，小型的接觸器也經(jīng)常作為中間繼電器配合主電路使用。三個(gè)電流接觸器KM0/KM2/KM4分別控制三個(gè)電機(jī)的正轉(zhuǎn)，KM1/KM3/KM5分別控制三個(gè)電機(jī)的反轉(zhuǎn)。對(duì)鋁、黃銅和不銹鋼類檢測體，其檢測靈敏度就低。本設(shè)計(jì)選用的是光電型接近開關(guān)。傳感器工作原理圖如下：接近開關(guān)：接近開關(guān)有三根連接線（棕、蘭、黑）棕色接電源的正極、藍(lán)色接電源的負(fù)極、黑色為輸出信號(hào)，當(dāng)與檔塊接近時(shí)輸出電平為低電平，否則為高電平。行程開關(guān)按其結(jié)構(gòu)可分為直動(dòng)式、滾動(dòng)式、微動(dòng)式和組合式，本設(shè)計(jì)選用直動(dòng)式行程開關(guān)。行程開關(guān)廣泛用于各類機(jī)床和起重機(jī)械，用以控制其行程、進(jìn)行終端限位保護(hù)。各部分通過總線(電源總線、控制總線、地址總線、數(shù)據(jù)總線)連接而成[9]。硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成了一個(gè)完整的PLC系統(tǒng)，他們是相輔相成，缺一不可的。除了執(zhí)行用戶程序之外，在每次循環(huán)過程中，可編程序控制器還要完成，內(nèi)部處理、通信處理等工作，一次循環(huán)可分為5個(gè)階段。當(dāng)PLC加電后，首先進(jìn)行初始化處理，包括清除I/O及內(nèi)部輔助繼電器、復(fù)位所有定時(shí)器、檢查I/O單元的連接等。在這兩個(gè)階段中，即使輸入數(shù)據(jù)和狀態(tài)發(fā)生變化I/O映象區(qū)的相應(yīng)單元的數(shù)據(jù)和狀態(tài)也不會(huì)改變?；蛘叽_定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。（4）輸入/輸出滯后時(shí)間輸入/輸出滯后時(shí)間又稱系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間，是指可編程序控制器的外部輸入信號(hào)發(fā)生變化的時(shí)刻至它控制的有關(guān)外部輸出信號(hào)發(fā)生變化的時(shí)刻之間的時(shí)間間隔，它由輸入電路濾波時(shí)間、輸出電路的滯后時(shí)間和因掃描工作方式產(chǎn)生的滯后時(shí)間三部分組成。可編程序控制器總的響應(yīng)延遲時(shí)間一般只有幾十ms，對(duì)于一般的系統(tǒng)是無關(guān)緊要的。其主要原因是因?yàn)镻LC具有以下優(yōu)點(diǎn)：靈活、通用在繼電器控制系統(tǒng)中，使用的控制器件是大量的繼電器，整個(gè)系統(tǒng)是根據(jù)設(shè)計(jì)好的電器控制圖，由人工布線、焊接、固定等手段組裝完成的，其過程費(fèi)時(shí)費(fèi)力?？煽啃愿摺⒖垢蓴_能力強(qiáng)對(duì)于機(jī)械手系統(tǒng)來說，可靠性、抗干擾能力是非常重要的指標(biāo)，如何能在各種工作環(huán)境和條件(如電磁干擾、低溫潮濕、灰塵超高溫等)下，平穩(wěn)可靠的工作，將故障率降至最低，是研制每一種控制系統(tǒng)必須考慮的問題。對(duì)于使用者來說，幾乎不需要專門的計(jì)算機(jī)知識(shí)。體積小、重量輕和易于實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化由于PLC采用了半導(dǎo)體集成電路。 PLC的經(jīng)濟(jì)分析綜上所述，在各種環(huán)境中，使用PLC控制機(jī)構(gòu)設(shè)備，生產(chǎn)流水線和生產(chǎn)過程的自動(dòng)化控制將越來越廣泛。毫無疑問，生產(chǎn)、設(shè)計(jì)周期越短越好，甚至希望邊設(shè)計(jì)、邊安裝、邊調(diào)試和邊生產(chǎn)，特別是產(chǎn)品更新?lián)Q代，生產(chǎn)工藝改造，不需改動(dòng)現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)備及其外部接線，就能馬上組織生產(chǎn)，這不僅節(jié)約了勞動(dòng)力，而且新產(chǎn)品能盡快投入市場。也就是說只要改變梯形圖，按照新工藝要求重新輸入新程序或修改原程序即可。而采用PLC控制可以大大縮短設(shè)計(jì)周期，甚至有些文件資料也不必繪制成圖。大型網(wǎng)絡(luò)化主要是朝DCS方向發(fā)展，使其具有DCS系統(tǒng)的一些功能。為保證穩(wěn)定性，在本系統(tǒng)中從硬件和軟件方面采取了一定的保護(hù)措施。因此在PLC控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)時(shí),還應(yīng)從軟件方面進(jìn)行抗干擾處理,進(jìn)一步提高系統(tǒng)的可靠性。 PLC的選型經(jīng)分析研究，該設(shè)計(jì)需要13個(gè)輸入點(diǎn)、6個(gè)輸出點(diǎn)，為完成控制系統(tǒng)所需工藝流程，需要控制器能有較強(qiáng)的浮點(diǎn)運(yùn)算能力和掉電保持的能力，根據(jù)需要控制的開關(guān)，設(shè)備并考慮10％－15%的裕量，本系統(tǒng)采用松下FPX C30T可編程控制器,該控制器有16個(gè)輸入點(diǎn)，14個(gè)輸出點(diǎn)。四、可靠的程序安全性，可通過工具軟件FPWIN禁止上載程序可完全禁止從PLC主機(jī)讀取程序，從而保護(hù)用戶的程序資源，這樣可以防止不正當(dāng)?shù)膹?fù)制。第4章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)的硬件猶如人的身體，而軟件恰恰就似人的思想、靈魂，硬件脫離了軟件就成了廢物，正如人沒有了思想一樣。才能構(gòu)成一臺(tái)完整的PLC。（一）系統(tǒng)程序存儲(chǔ)區(qū)：在系統(tǒng)程序存儲(chǔ)區(qū)中存放著相當(dāng)于計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的系統(tǒng)程序。（二）系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)：系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)包括I/O映象區(qū)以及各類軟設(shè)備（例如：邏輯線圈、數(shù)據(jù)寄存器、計(jì)時(shí)器、計(jì)數(shù)器、變址寄存器、累加器等）存儲(chǔ)區(qū)。因此，整個(gè)I/O映象區(qū)可看作由開關(guān)量的I/O映象區(qū)和模擬量的I/O映象區(qū)兩部分組成。（三）用戶程序存儲(chǔ)區(qū) ：用戶程序存儲(chǔ)區(qū)存放用戶編制的用戶程序。機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)主要可以分為取料、送料兩個(gè)工作過程。當(dāng)后縮到位時(shí)碰到后限位開關(guān)，輸出端Y2輸出高電平，KM2線圈通電，使伺服電機(jī)二正轉(zhuǎn)，機(jī)械手上升。下降到底時(shí)，主機(jī)輸出端Y4輸出高電平，KM4通電，使伺服電機(jī)三正轉(zhuǎn)，機(jī)械手夾緊物體，當(dāng)物體接近光電開關(guān)時(shí)，光電開關(guān)常開觸點(diǎn)閉合，長閉觸點(diǎn)斷開，停止夾緊。下降到位后碰到下限位開關(guān)，輸出端Y5輸出高電平，KM5線圈通電，使伺服電機(jī)三反轉(zhuǎn)，機(jī)械手放松物體。至此，機(jī)械手經(jīng)過八步動(dòng)作完成一個(gè)循環(huán)[14]。：初始化 Y Y Y Y Y X10=1？ X12=0？ 接通Y1,后縮 X1=1？ X12=0？ 接通Y2,上升 回到原點(diǎn) N N N 系統(tǒng)復(fù)位流程圖 機(jī)械手氣夾夾緊流程圖當(dāng)機(jī)械手經(jīng)過啟動(dòng)復(fù)位過程，然后右移，右移到位后，接著下降，下降到位后，機(jī)械手開始夾緊物體，： 回到原點(diǎn) 接通Y0，前伸 X2=1？ X5=1？ X12=0？ X12=0？ Y Y Y Y 接通Y4，夾緊 接通Y3，下降 N N N N 氣夾夾緊流程圖 機(jī)械手氣夾放松流程圖機(jī)械手夾緊物體后，然后上升，上升到位后，接著左移，左移到位后，然后偶下降，下降到位后，然后放開物體。更重要的是，在設(shè)計(jì)中，我變得更加仔細(xì)、認(rèn)真。離別在即，站在人生的又一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)上，心中難免思緒萬千，一種感恩之情油然而生。沒有你們就不會(huì)有我的今天。在此向幫助和指導(dǎo)過我的各位老師表示最中心的感謝！，沒有你們的辛勤勞動(dòng)，就沒有我們今日的滿載而歸，感謝大學(xué)四年曾經(jīng)幫助過我的所有同學(xué)