【正文】 技術(shù)也得到飛速的多元化發(fā)展。既便于設(shè)計(jì)制造，又便于改換工作，擴(kuò)大了應(yīng)用的范圍。 視覺功能即在機(jī)械手上安裝有電視照相機(jī)和光學(xué)測(cè)距儀（即距離傳感器）以及衛(wèi)星計(jì)算機(jī)。 PLC 的應(yīng)用面廣、功能強(qiáng)大、使用方便，已經(jīng)廣泛第應(yīng)用在各種機(jī)械設(shè)備和生產(chǎn)過程的自動(dòng)控制系統(tǒng)中， PLC 在其他領(lǐng)域，例如明勇和家庭自動(dòng)化的應(yīng)用也得到迅速的發(fā)工業(yè)機(jī)械手的 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 6 展。 　 圖 21 PLC 的組成 模塊 CPU 模塊主要有微處理器） CPU 芯片和存儲(chǔ)器組成。在 I/O 模塊中，用光耦合器，光敏晶閘管、小型繼電器等期間來隔離 PLC 的內(nèi)部電路和外部的 I/O 電路。 PLC 使用 AC 220V 電源或 DC 24V 電源。在 PLC 構(gòu)成的控制系統(tǒng)中，只需要在 PLC 的端子上接入相應(yīng)的輸入 /輸出信號(hào)線即可，不需要諸如繼電器之類的物理電子器件和大量且繁雜的硬接線線路。 PLC 的輸入 /輸出系統(tǒng)能夠直觀地反映現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)的變化狀態(tài)，還能通過各種方式直觀地控制系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，如內(nèi)部工作狀態(tài)、通信狀態(tài)、 I/O 點(diǎn)狀態(tài)、異常和電源狀態(tài)等，對(duì)此均有醒目的指示，非常有利于運(yùn)行和維護(hù)人員對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控。在 RUN 模式的程序執(zhí)行階段，如果沒有跳轉(zhuǎn)指令， CPU 從第一條指令開始，逐條順序地執(zhí)行用戶程序。 5）改寫輸出 CPU 執(zhí)行完用戶程序后，將輸出過程映像寄存器的 0/1 狀態(tài)傳送到輸出模塊并鎖存起來。 （ 1）開關(guān)量的邏輯控制 這是 PLC 最基本、最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，它取代傳統(tǒng)的繼電器 電路，實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單臺(tái)設(shè)備的控制，也可用于多機(jī)群控及自動(dòng)化流水線。（ 4）過程控制 過程控制是指對(duì)溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。數(shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如無人控制的柔性制造系統(tǒng)；也可用于過程控制系統(tǒng)，如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。 3）電源單元。安防系統(tǒng)中常見的光電開關(guān)煙霧報(bào)警器，工業(yè)中經(jīng)常用它來記數(shù)機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)次數(shù)。線圈電壓等級(jí)一般采用 DC24V、 AC220V 等。 由于 PLC 的抗干擾能力強(qiáng)，所以能在惡劣的工作環(huán)境中，可靠地完成控制任務(wù)，為了使設(shè)備便于安裝、調(diào)試，以及從經(jīng)濟(jì)角度考慮，設(shè)計(jì)出圖 33 所示的機(jī)械手控制系統(tǒng)的功能框圖。當(dāng)下降電磁閥通電，機(jī)械手下降，若下降電磁閥斷電，機(jī)械手停止下降，保持現(xiàn)有的動(dòng)作狀態(tài)。 控制要求 A 的工件順利搬運(yùn)到傳送帶 B。特別是 S7– 200CPU22*系列 PLC，由于它具有多種功能模塊和人機(jī)界面（ HMI）可供選擇 ，所以系統(tǒng)的集成非常方便，并且可以很容易地組成 PLC 網(wǎng)絡(luò)。 輸入 /輸出混合擴(kuò)展模塊 EM223 有六種：分別為 4 點(diǎn)（ 8 點(diǎn)、 16 點(diǎn)） DC 輸入 /4 點(diǎn)（ 8 點(diǎn)、 16 點(diǎn)） DC 輸出、 4 點(diǎn)（ 8 點(diǎn)、 16 點(diǎn)） DC 輸入 /4 點(diǎn)（ 8 點(diǎn)、 16 點(diǎn)）繼電器輸出。 （ 2）連接 PLC 上的輸出端口對(duì)應(yīng)的動(dòng)作必須與程序中的輸入輸出點(diǎn)的定義動(dòng)作保持一致。同時(shí)，使用 PLC 進(jìn)行控制可以方便更改生產(chǎn)流程，增強(qiáng)控制功能。這段人生旅途是富有青春活力的，這一幕幕將永遠(yuǎn)存在我的記憶中。在此，謹(jǐn)向?qū)煴硎境绺叩木匆夂椭孕牡母兄x！同時(shí)，也要感謝在論文的創(chuàng)作過程當(dāng)中，提供了意見及幫助的同學(xué)們，我才能克服遇到的每個(gè)困難和疑惑。849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 MuWFA5ux^Gjqv^$UE9wEwZQcUE%amp。849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE% amp。 MuWFA5ux^Gj qv^$UE9wEwZQcUE% amp。6a*CZ7H$dq8Kqqf HVZFedswSyXTyamp。849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE% amp。 MuWFA5ux^Gj qv^$UE9wEwZQcUE% amp。6a*CZ7H$dq8Kqqf HVZFedswSyXTyamp。qYpEh5pDx2zVkumamp。qYpEh5pDx2zVkumamp。qYpEh5pDx2zVkumamp。qYpEh5pDx2zVkum amp。qYpEh5pDx2zVkumamp。qYpEh5pDx2zVkum amp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。ksv*3t nGK8! z89AmYWpazadNuKNamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 ksv*3tnGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。ksv*3t nGK8! z89AmYWpazadNuGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3tnGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 ksv*3tnGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。ksv*3tnGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。ksv*3t nGK8! z89AmYWpazadNuKNamp。 gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。ksv*3t nGK8!z89AmYWpazadNuKNamp。gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。QA9wkxFyeQ^!dj sXuyUP2kNXpRWXmAamp。不僅使我樹立了遠(yuǎn)大的學(xué)術(shù)目標(biāo)、掌握了基本的研究方法，更加教會(huì)了我許多待人接物與為人處世的道理。由于本人能力尚未達(dá)到火候，本次設(shè)計(jì)的機(jī)械手控制系統(tǒng)跟實(shí)際生產(chǎn)中的機(jī)械手控制系統(tǒng)之間還有很大差距，系統(tǒng)中也還存在很多的缺陷，還需要不斷改進(jìn)和加強(qiáng)。 九江學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 37 圖 42 手動(dòng)程序中下降運(yùn)行 工業(yè)機(jī)械手的 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 38 圖 43 自動(dòng)程序中下降運(yùn)行 九江學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 39 圖 44 自動(dòng)程序中的傳送帶 A 啟動(dòng)工業(yè)機(jī)械手的 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 40 第五章 結(jié)束語 機(jī)械手的控制對(duì)于很多場(chǎng)合需求很大，不論是機(jī)床使用的小型系統(tǒng)還是流水線上的這類設(shè)備，其基本動(dòng)作要求類似，所以控制的實(shí)現(xiàn)也可以相互借鑒。 （ 4）對(duì)程序進(jìn)行調(diào)試和修改，直到滿意為止。 典型的數(shù)字量輸入 /輸出擴(kuò)展模塊有： 輸入擴(kuò)展 模塊 EM221 有兩種： 8 點(diǎn) DC 輸入、 8 點(diǎn) AC 輸入。 本文選擇的是德國的西門子公司生產(chǎn)的 S7–200PLC。 工業(yè)機(jī)械手的 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 16 為了保證機(jī)械手動(dòng)作準(zhǔn)確，機(jī)械手安裝了限位開關(guān) SQ SQ SQ SQ4，分別對(duì)機(jī)械手進(jìn)行下降、上升、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)等動(dòng)作的限位，并給出動(dòng)作到位的信號(hào)。上升到位后，傳送帶 B 開始運(yùn)行，同時(shí)機(jī)械手右轉(zhuǎn)，右轉(zhuǎn)到位后，傳送帶 B 停止，此時(shí)傳送帶 A 運(yùn)行直到關(guān)電開關(guān) PS 再次檢測(cè)到物體，才停止 …… ,如此循環(huán) 。 圖 31 二位三通電磁閥 工業(yè)機(jī)械手的 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 14 圖 32 二位五通 電磁閥 7）各種按鈕。 對(duì)于小型自動(dòng)控制設(shè)備，氣管一般選用 8~12mm的工業(yè)膠氣管。物體不限于金屬，所有能反射光線的物體均可被檢測(cè)。 2） PLC 控制單元。 （ 5）數(shù)據(jù)處理 現(xiàn)代 PLC 具有數(shù)學(xué)運(yùn)算（含矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算）、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。如可驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊。用立即 I/O 指令讀輸入點(diǎn)的值時(shí)，相應(yīng)的輸入過程映像寄存器的值未被更 新。 3）通信處理 在處理通信請(qǐng)求階段， CPU 處理從通信接口和智能模塊接收到的 信息，例如讀取智能模塊的信息并存放在緩沖區(qū)中，咋適當(dāng)?shù)臅r(shí)候?qū)⑿畔魉徒o通信請(qǐng)求方。外接的輸入電路斷開時(shí)，對(duì)應(yīng)的輸入過程映像寄存器為 0 狀態(tài)，梯形圖中對(duì)應(yīng)的輸入點(diǎn)的常開觸點(diǎn)斷開，常閉觸點(diǎn)接通。因此， PLC 具有極強(qiáng)的適用性，能夠很好地滿足各類型控制的需要，是目前工廠中應(yīng)用最廣的自動(dòng)化設(shè)備。與繼電器接觸裝置和通用計(jì)算機(jī)相比， PLC 更能試用工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)較為惡劣的生產(chǎn)環(huán)境。程序被編譯后下載到 PLC，也可以講 PLC 中的程序上傳到計(jì)算機(jī)。 CPU 模塊的工作電壓一般是 5V，而 PLC 外部的輸入、輸出電路的電源電壓較高，例如 DC 24V 和 AC 220V。 PLC 的組成 PLC 主要由 CPU 模塊、輸入模塊、輸出模塊和編程器組成（見圖 11）。 現(xiàn)今機(jī)械手的發(fā)展更主要的是將機(jī)械手和柔性制造系統(tǒng)以及柔性制造單元相結(jié)合，從而根本改變目前機(jī)械制造系統(tǒng)的人工操作狀態(tài)。為此，國外機(jī)械手的發(fā)展趨勢(shì)是大力研制具有某些智能的機(jī)械手，使其擁有一定的傳感能力，能反饋外界條件的變化，做出相應(yīng)的變更。在應(yīng)用專用機(jī)械九江學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 5 手的同時(shí)，相應(yīng)地發(fā)展通用機(jī)械手，有條件的還要研制示教式機(jī)械手、計(jì)算機(jī)控制機(jī) 械手和組合式機(jī)械手等。 8090 年代，裝配機(jī)械手處于鼎盛時(shí)期，尤其是日本。由于通用機(jī)械手的應(yīng)用和發(fā)展，進(jìn)而促進(jìn)了智能機(jī)器人的研制。 機(jī)械手的應(yīng)用意義 在機(jī)械工業(yè)中，機(jī)械手的應(yīng)用意義可以概括如下： 應(yīng)用機(jī)械手，有利于提高材料的傳送、工件的裝卸、刀具的更換以及機(jī)器的裝配等的自動(dòng)化程度，從而可以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，加快實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化和自動(dòng)化的步伐。為了提高工作效率，和確保工人的人身安全，尤其對(duì)于大件、少量、低速和人力所不能勝任的作業(yè)就更需要采用機(jī)械手操作。 機(jī)械手的應(yīng)用 在現(xiàn)代工業(yè)中，生產(chǎn)過程的機(jī)械化、自動(dòng)化已成為突出的主題。為了抓取空間中任意位置和方位的物體，需有 6 個(gè)自由度。 課題研究的內(nèi)容 本課題主要研究的是基于 PLC 的機(jī)械手模型控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，包括硬件的設(shè)計(jì)和軟件的設(shè)計(jì)。國內(nèi)外都十分重視它的應(yīng)用和發(fā)展。 本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了機(jī)械手在搬運(yùn)裝配線上，通過 S7200PLC 控制機(jī)械手完成從 A 傳送帶搬運(yùn)物件至 B 傳送帶中，然后進(jìn)入下一個(gè)工作流程。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。 clamp / unclamp cylinder is controlled by a single coil solenoid valve movement. 【 Key Words】 Manipulator； PLC； solenoid valve 九江學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 3 目 錄 摘 要 ................................................................................................................................ 1 目 錄 ................................................................................................................................ 4 第 1 章 緒 論 ................................................................................................................ 1 課題的目的和意義 ........................................................................................... 1 課題研究的內(nèi)容 ............................................................................................... 1 第 2 章 機(jī)械手和 PLC........................................................................................................ 2 機(jī)械手 ............................................................................................................... 2 機(jī)械手的概述 ........................................................................................ 2 機(jī)械手的應(yīng)用 ........................................................................................ 2 機(jī)械手的應(yīng)用意義 ................................................................................ 3 機(jī)械手的發(fā)展概況 ................................................................................ 4 機(jī)械手的發(fā)展趨勢(shì) ....................