【正文】 PLC多少有點(diǎn)繼電器控制裝置的替代物的含義，其主要功能只是執(zhí)行原先由繼電器完成的順序控制，定時(shí)等。它在硬件上以準(zhǔn)計(jì)算機(jī)的形式出現(xiàn)，在I/O接口電路上作了改進(jìn)以適應(yīng)工業(yè)控制現(xiàn)場的要求。裝置中的器件主要采用分立元件和中小規(guī)模集成電路，存儲(chǔ)器采用磁芯存儲(chǔ)器。其中PLC特有的編程語言—梯形圖一直沿用至今。2) 中期的PLC（70年代中期—80年代中，后期）在70年代，微處理器的出現(xiàn)使PLC發(fā)生了巨大的變化。美國，日本，德國等一些廠家先后開始采用微處理器作為PLC的中央處理單元(CPU)。這樣，使PLC得功能大大增強(qiáng)。在軟件方面，除了保持其原有的邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)等功能以外，還增加了算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理和傳送、通訊、自診斷等功能。在硬件方面，除了保持其原有的開關(guān)模塊以外，還增加了模擬量模塊、遠(yuǎn)程I/O模塊、各種特殊功能模塊。并擴(kuò)大了存儲(chǔ)器的容量，使各種邏輯線圈的數(shù)量增加，還提供了一定數(shù)量的數(shù)據(jù)寄存器，使PLC得應(yīng)用范圍得以擴(kuò)大。3) 近期的PLC（80年代中、后期至今）進(jìn)入80年代中、后期，由于超大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展，微處理器的市場價(jià)格大幅度下跌，使得各種類型的PLC所采用的微處理器的當(dāng)次普遍提高。而且，為了進(jìn)一步提高PLC的處理速度，各制造廠商還紛紛研制開發(fā)了專用邏輯處理芯片。這樣使得PLC軟、硬件功能發(fā)生了巨大變化。 系統(tǒng)輸入和輸出分配表表41機(jī)械手傳送系統(tǒng)輸入和輸出點(diǎn)分配表Tab 41 manipulator transmission system input and output point distribution list名 稱 輸入（輸出） 名 稱 輸入（輸出） 名 稱 輸入（輸出）啟動(dòng) X0 縮回限位 X11 手腕正轉(zhuǎn) Y5下限位 X1 手腕反轉(zhuǎn) X13 小臂伸出 Y6夾緊工件 X2 底座反轉(zhuǎn) X10 松開 Y7上限位 X3 小臂縮回 Y0底座正傳 X4 下降 Y1 手腕反轉(zhuǎn) Y10手腕正轉(zhuǎn) X5 夾緊 Y2 底座反轉(zhuǎn) Y11伸出限位 X6 上升 Y3 停止 X12手爪松開 X7 底座正轉(zhuǎn) Y4 PLC的構(gòu)成及工作原理可編程邏輯控制器（PLC）又稱可編程控制器。它是在工業(yè)環(huán)境中使用的數(shù)字操作的電子系統(tǒng)。它使用可編程存儲(chǔ)器存儲(chǔ)用戶設(shè)計(jì)的程序指令，這些指令用來實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算、順序操作、定時(shí)、計(jì)數(shù)及算術(shù)運(yùn)算和通過數(shù)字或模擬輸入，輸出來控制各種機(jī)電一體化，程序可變、抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高、功能強(qiáng)、體積小、耗電低，特別是易于、價(jià)格便宜等特點(diǎn)，具有廣泛的應(yīng)用前景。正是基于PLC這些特點(diǎn)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)可以滿足該套工業(yè)機(jī)械手的要求。搬運(yùn)機(jī)器人順序功能圖，如圖41圖41順序功能圖Fig 41 order functional diagram PLC的選擇可編程邏輯控制器（PLC）是在工業(yè)環(huán)境中使用的數(shù)字操作的電子系統(tǒng)，又稱可編程控制器。它使用可編程存儲(chǔ)器存儲(chǔ)用戶設(shè)計(jì)的程序指令，這些指令用來實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算、順序操作、定時(shí)、計(jì)數(shù)及算術(shù)運(yùn)算和通過數(shù)字或模擬輸入/輸出來控制各種機(jī)電一體化，程序可變、抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高、功能強(qiáng)、體積小、耗電低，特別是易于控制、價(jià)格便宜等特點(diǎn)，具有廣泛的應(yīng)用前景。PLC的按以下方式選擇：1） I/O點(diǎn)數(shù)的估算根據(jù)分析的結(jié)果，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)估算，F(xiàn)140系列選擇主機(jī)I/O點(diǎn)數(shù)為13/10。2）容量計(jì)算內(nèi)存容量指的是用戶程序的容量。最大I/O點(diǎn)數(shù)為120，一般指令的條數(shù)為I/O點(diǎn)數(shù)的1012倍左右，PLC的容量不得小于此要求。根據(jù)所選的PLC1N40系列的內(nèi)部元件及輸入輸出的相關(guān)元件、設(shè)備，編制出I/O外部接線圖如圖42所示圖42外部接線圖Fig 42 external hookup 程序設(shè)計(jì)根據(jù)任務(wù)要求設(shè)計(jì)程序梯形圖 PLC仿真5 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析技術(shù)經(jīng)濟(jì)學(xué)是研究技術(shù)和經(jīng)濟(jì)矛盾關(guān)系的科學(xué)，具體說它是專門研究技術(shù)方案經(jīng)濟(jì)效益和經(jīng)濟(jì)效率問題的科學(xué)（注：技術(shù)方案是指以技術(shù)為基礎(chǔ)，由人力、物力、財(cái)力、運(yùn)力、自然力和時(shí)力組成的，為達(dá)到某種目的和滿足某種需要的一種有機(jī)組合）。技術(shù)經(jīng)濟(jì)學(xué)的研究任務(wù)是正確地認(rèn)識(shí)和處理技術(shù)和經(jīng)濟(jì)之間的關(guān)系，尋找技術(shù)經(jīng)濟(jì)的客觀規(guī)律，尋找技術(shù)和經(jīng)濟(jì)之間的合理關(guān)系，包括最佳關(guān)系和協(xié)調(diào)關(guān)系。具體研究任務(wù)有以下三個(gè)部分：1）研究技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價(jià)和綜合評價(jià)理論和方法。一是研究共同的評價(jià)理論和方法；二是結(jié)合不同技術(shù)研究不同的評價(jià)理論和方法。這兩種研究互相促進(jìn)，相輔相成。有了理論和方法，規(guī)劃設(shè)計(jì)、生產(chǎn)運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)管理等部門就能夠根據(jù)各種具體情況來解決各種具體的技術(shù)經(jīng)濟(jì)問題。2）從總的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析論證出發(fā)，尋找國內(nèi)外技術(shù)（包括硬技術(shù)和軟技術(shù)）發(fā)展的客觀規(guī)律以及技術(shù)進(jìn)步與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的相互關(guān)系和發(fā)展規(guī)律。 技術(shù)分析　工業(yè)搬運(yùn)機(jī)器人由主體、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)三個(gè)基本部分組成。主體即機(jī)座和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，包括臂部、腕部和手部，有的機(jī)器人還有行走機(jī)構(gòu)。大多數(shù)工業(yè)機(jī)器人有3～6個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度，其中腕部通常有1～3個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度；驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括動(dòng)力裝置和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，用以使執(zhí)行機(jī)構(gòu)產(chǎn)生相應(yīng)的動(dòng)作；控制系統(tǒng)是按照輸入的程序?qū)︱?qū)動(dòng)系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出指令信號(hào)，并進(jìn)行控制。 　工業(yè)機(jī)器人按臂部的運(yùn)動(dòng)形式分為四種。直角坐標(biāo)型的臂部可沿三個(gè)直角坐標(biāo)移動(dòng)；圓柱坐標(biāo)型的臂部可作升降、回轉(zhuǎn)和伸縮動(dòng)作；球坐標(biāo)型的臂部能回轉(zhuǎn)、俯仰和伸縮；關(guān)節(jié)型的臂部有多個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)。 搬運(yùn)機(jī)器人是可以進(jìn)行自動(dòng)化搬運(yùn)作業(yè)的工業(yè)機(jī)器人。最早的搬運(yùn)機(jī)器人出現(xiàn)在1960年的美國。搬運(yùn)作業(yè)是指用一種設(shè)備握持工件，是指從一個(gè)加工位置移到另一個(gè)加工位置。搬運(yùn)機(jī)器人可安裝不同的末端執(zhí)行器以完成各種不同形狀和狀態(tài)的工件搬運(yùn)工作，大大減輕了人類繁重的體力勞動(dòng)。目前世界上使用的搬運(yùn)機(jī)器人愈10萬臺(tái)，被廣泛應(yīng)用于機(jī)床上下料、沖壓機(jī)自動(dòng)化生產(chǎn)線、自動(dòng)裝配流水線、碼垛搬運(yùn)、集裝箱等的自動(dòng)搬運(yùn)。部分發(fā)達(dá)國家已制定出人工搬運(yùn)的最大限度，超過限度的必須由搬運(yùn)機(jī)器人來完成。 經(jīng)濟(jì)分析運(yùn)用先進(jìn)的平臺(tái)開發(fā)工業(yè)機(jī)器人，雖然前期投入比較大，但是見效快、產(chǎn)品更富有創(chuàng)意和更能滿足人們?nèi)找嬖鲩L的個(gè)性化需求。隨著科技的發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人的性能更完善、價(jià)格會(huì)更低，其應(yīng)用將越普遍，神秘感消失。在我國從制造大國向制造強(qiáng)國轉(zhuǎn)變的過程中，工業(yè)機(jī)器人的需求將快速增加，機(jī)器人數(shù)量將成為衡量一個(gè)國家、一個(gè)企業(yè)加工能力的一個(gè)標(biāo)志。未來的工業(yè)機(jī)器人將集成更多的功能，具有感知環(huán)境變化的適應(yīng)能力，智能水平大幅提高。隨著我國核工業(yè)、航大技術(shù)等的發(fā)展，以機(jī)器人為核心的遙控焊接成為新的研究熱點(diǎn)。機(jī)械手的發(fā)展是由于它的積極作用正日益為人們所認(rèn)識(shí)：其一、它能部分的代替人工操作；其二、它能按照生產(chǎn)工藝的要求，遵循一定的程序、時(shí)間和位置來完成工件的傳送和裝卸；其三、它能操作必要的機(jī)具進(jìn)行焊接和裝配，從而大大的改善了工人的勞動(dòng)條件，顯著的提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，加快實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化和自動(dòng)化的步伐。因而，受到很多國家的重視，投入大量的人力物力來研究和應(yīng)用。尤其是在高溫、高壓、粉塵、噪音以及帶有放射性和污染的場合，應(yīng)用的更為廣泛。在我國近幾年也有較快的發(fā)展，并且取得一定的效果，受到機(jī)械工業(yè)的重視。 我們應(yīng)該十分注意提高機(jī)械手的可靠性，改進(jìn)結(jié)構(gòu)，降低成本。在前幾年的unimate公司建立了8年機(jī)械手試驗(yàn)臺(tái)，進(jìn)行各種性能的試驗(yàn)。準(zhǔn)備把故障前平均時(shí)間，故障前平均時(shí)間是指一臺(tái)設(shè)備可靠性的一種量度。它給出在第一次故障前的平均運(yùn)行時(shí)間，由400小時(shí)提高到1500小時(shí)，精度可提高到177。搬運(yùn)機(jī)器人是近幾十年發(fā)展起來的一種高科技自動(dòng)生產(chǎn)設(shè)備。工業(yè)機(jī)械手也是工業(yè)機(jī)器人的一個(gè)重要分支。他的特點(diǎn)是可以通過編程來完成各種預(yù)期的作業(yè)，在構(gòu)造和性能上兼有人和機(jī)器各自的優(yōu)點(diǎn)，尤其體現(xiàn)在人的智能和適應(yīng)性。機(jī)械手作業(yè)的準(zhǔn)確性和環(huán)境中完成作業(yè)的能力，在國民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域有著廣泛的發(fā)展空間。隨著我國加入WTO后國際競爭更加激烈，提高我國在焊接行業(yè)的地位迫在眉睫，我國對焊接機(jī)械手的需求會(huì)越來越大，我國的工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)將面臨新的發(fā)展機(jī)遇和來自國外的挑戰(zhàn)，要把握這一機(jī)遇，迎接挑戰(zhàn)，為我國能躋身于機(jī)器人強(qiáng)國之列而努力奮斗。運(yùn)用工業(yè)機(jī)器人可以節(jié)省時(shí)間有可以大大提高工作效率快速適應(yīng)市場的需求，從而獲得更多的經(jīng)濟(jì)效益。6 結(jié)論為了改善勞動(dòng)環(huán)境，提高生產(chǎn)效率，快速實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化，搬運(yùn)機(jī)器人受到很多國家的重視，并被廣泛運(yùn)用。本文研究了國內(nèi)外機(jī)器人發(fā)展的現(xiàn)狀，通過學(xué)習(xí)機(jī)器人的工作原理，熟悉了搬運(yùn)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)機(jī)理。在此基礎(chǔ)上，確定了搬運(yùn)機(jī)器人的基本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，完成了機(jī)器人機(jī)械方面的設(shè)計(jì)（包括傳動(dòng)部分、執(zhí)行部分、驅(qū)動(dòng)部分）工作。文章從搬運(yùn)機(jī)器人的實(shí)用方面入手，提出了一套總體設(shè)計(jì)方案，并根據(jù)機(jī)器人自由度的要求選取圓柱坐標(biāo)系為本次設(shè)計(jì)坐標(biāo)系。同時(shí)，就搬運(yùn)機(jī)器人的組成（執(zhí)行機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)）以及現(xiàn)實(shí)作業(yè)，給出了具體的手部、腕部、臂部和機(jī)座的結(jié)構(gòu)形式；并選擇液壓驅(qū)動(dòng)作為本次設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。本設(shè)計(jì)還有很多不足之處，由于自身的知識(shí)儲(chǔ)備還很淺薄，所以在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、力的計(jì)算及系統(tǒng)分析上還有很多漏洞，這些都需要自己在以后的生活中不斷學(xué)習(xí)研究并通過實(shí)踐加以完善。致謝感謝老師在我大學(xué)的最后學(xué)習(xí)階段——畢業(yè)設(shè)計(jì)階段給我的指導(dǎo)，從最初的定題，到資料收集，到寫作、修改，到論文定稿，他給了我耐心的指導(dǎo)和無私的幫助。在最后階段，楊老師耐心的幫助我檢查設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的錯(cuò)誤，以及論文在書寫的過程中應(yīng)注意的一些問題，再次感謝楊老師的幫助。同時(shí)，感謝所有任課老師和所有同學(xué)在這四年來給自己的指導(dǎo)和幫助，是他們教會(huì)了我專業(yè)知識(shí)，教會(huì)了我如何學(xué)習(xí)，教會(huì)了我如何做人。正是由于他們，我才能在各方面取得顯著的進(jìn)步，在此向他們表示我由衷的謝意，并祝所有的老師培養(yǎng)出越來越多的優(yōu)秀人才，桃李滿天下！參考文獻(xiàn)[1] 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