【正文】 pulator can imitate the manpower and the arm certain movement functions, with by presses the fixed routine to capture, the transporting thing 39。 機械手的種類，按驅(qū)動方式可分為液壓式、氣動式、電動式、機械式機械手；按適用范圍可分為專用機械手和通用機械手兩種；按運動軌跡控制方式可分為點位控制和連續(xù)軌跡控制機械手等。自由 度越多，機械手的靈活性越大，通用性越廣，其結(jié)構(gòu)也越復(fù)雜。為了抓取空間中任意位置和方位的物體，需有 6 個自由度。運動機構(gòu)，使手部完成各種轉(zhuǎn)動（擺動）、移動或復(fù)合運 動來實現(xiàn)規(guī)定的動作，改變被抓持物件的位置和姿勢。 機械手主要由手部和運動機構(gòu)組成。機械手畢業(yè)設(shè)計論文 第 1 頁 共 36 頁 目 錄 摘要 ...................................................................... 2 ABSTRACET................................................................. 3 引言 ...................................................................... 5 1 PLC 的發(fā)展歷程和構(gòu)成 ................................................... 7 PLC 的發(fā)展史 ...................................................... 7 PLC 的構(gòu)成 ......................................................... 8 CPU 的構(gòu)成 ......................................................... 8 模塊 ........................................................... 8 電源模塊 ........................................................... 9 底版和機架 ......................................................... 9 PLC 系統(tǒng)的其他設(shè)備 ................................................. 9 2 機械手的組成 .......................................................... 10 機械手的發(fā)展 ...................................................... 10 動力臂的機械構(gòu)造 .................................................. 10 控制和動力臂的機械構(gòu)造 ............................................ 11 位置控制系統(tǒng) ...................................................... 11 負載反傳系統(tǒng) ...................................................... 11 3 機械手 PLC 的發(fā)展歷程和構(gòu)成 ............................................. 12 根據(jù)工藝過程分析控制要求 .......................................... 12 確定所需的用戶輸入 /輸出設(shè)備及 I/O 點數(shù) ............................. 15 PLC 的選擇 ........................................................ 18 分配 PLCI/O 點的編號 (定義號 )....................................... 18 PLC 程序設(shè)計 ...................................................... 18 4 英文資料 .............................................................. 30 個人小結(jié) ................................................................. 35 參考文獻 ................................................................. 46 機械手畢業(yè)設(shè)計論文 第 2 頁 共 36 頁 機械手的 PLC 控制 設(shè)計及調(diào)試 摘要 機械手 能模仿人手和臂的某些動作功能，用以按固定程序抓取、搬運物件或操作工具的自動操作裝置。它可代替人的繁重勞動以實現(xiàn)生產(chǎn)的機械化和自動化，能在有害環(huán)境下操作以保護人身安全，因而廣泛應(yīng)用于機械制造、冶金、電子、輕工和原子能等部門。手部是用來抓持工件（或工具）的部件，根據(jù)被抓持物件的形狀、尺寸、重量、材料和作業(yè)要求而有多種結(jié)構(gòu)形式，如夾持型、托持型和吸附型等。運動機構(gòu)的升降、伸縮、旋轉(zhuǎn)等獨立運動方式，稱為機械手的自由度 。自由度是機 械手設(shè)計的關(guān) 鍵參數(shù)。一般專用機械手有 2～ 3個自由度。 機械手通常用作機床或其他機器的 附加裝置，如在自動機床或自動生產(chǎn)線上裝卸和傳遞工件，在加工中心中更換刀具等，一般沒有獨立的控制裝置。or39。s strenuous labor by to realize the production mechanization and the automation, can operate under the harmful environment by protects the personal safety ,Thus widely applies in department and so on machine manufacture, metallurgy, electron, light industry and atomic energy. The manipulator mainly is posed by the hand and the motion. The hand is uses for to grasp holds the work piece (or tool) a part, according to is grasped holds the thing the shape, the size, the weight, the material and the work request but has the many kinds of structural style , Like supporting on both sides, request holding and adsorption and so on. motion , causes the hand to plete each kind of rotation (to swing), the migration or the pound motion realizes the stipulation movement , the change is grasped holds the thing the position and the posture. The motion fluctuation, the expansion and contraction, revolves and so on the independence movement way , is called manipulator39。s flexibility is bigger ,the versatility is broader , Its structure is also more plex. The mon specialpurpose manipulator has a 2~3 degree of freedom. Manipulator39。 May divide into the specialpurpose manipulator and the generalpurpose manipulator two kinds according to the applicable scope。各動作由液壓驅(qū)動，并由電磁閥控制。 機械手的結(jié)構(gòu)主要由手指，手腕，小臂和大臂等幾部分組成。每次轉(zhuǎn)動一定角度（由工件數(shù)決定）以保證待加工零件對準機械手。 PLC 控制系統(tǒng)采用三菱 F1 系列超小型 PLC 對機械手進行動作控制。其中油泵電機及各電磁閥運行狀態(tài)均有指示燈顯示 根據(jù)我們所設(shè)計的機械手的驅(qū)動部件為步進電機的特點，應(yīng)用ＰＬＣ移位寄存ＳＦＴ指令可以很方便、靈活地對機械手進行控制。由于到 90 年代，個人計算機發(fā)展起來，也簡稱為 PC；加之可編程序的概念所涵蓋的范圍太大，所以美國 AB 公司首次將可編程序控制器定名為可編程序邏輯控制器（ PLC， Programmable Logic Controller），為了方便，仍簡稱 PLC 為可編程序控制器。 1968 年美國 GM（通用汽車）公司提出取代繼電器控制裝置的要求，第二年美國數(shù)字公司研制出了第一土改可編程序控制器，滿足了 GM 公司裝 配線的要求。 在八十年代至九十年代中期，是 PLC 發(fā)展最快的時期，年增長率一直保持為30~40%。目前全世界有 200 多廠家生產(chǎn)300 多品種 PLC 產(chǎn)品，主要應(yīng)用在汽車（ 23%）、糧 食加工（ %）、化學(xué) /制藥（ %）、金屬 /礦山（ %）、紙漿 /造紙（ %）等行業(yè)。作為原理、技術(shù)和工藝均無尖端技術(shù)難度的產(chǎn)品，只要努力，是能形成制造產(chǎn)業(yè)的。所 以說，需要應(yīng)用 PLC 的場合還很多，在我國就更是如此了。 機械手畢業(yè)設(shè)計論文 第 7 頁 共 36 頁 PLC 控制器本身的硬件采用積木式結(jié)構(gòu)，各廠家產(chǎn)品結(jié)構(gòu)大同小異。這些都說明了 PLC 廠家將硬件各部件均向用戶開發(fā)，便于用戶選用，配置成規(guī)模不等的 PLC，而且這種硬件配置的開放性，為制造商、分銷商（代理商）、系統(tǒng)集成商、最終用戶帶來很多方便，為營銷供應(yīng)鏈帶來很大便利，這是一大成功經(jīng)驗。另外在輸入、輸出的相關(guān)元件、強干擾場合的輸入、輸出電隔離、地隔離等方面也會更加完善。它與 DCS 系統(tǒng)處理溫度、壓力、流量等參數(shù)的系統(tǒng)不同，采用快速的巡回掃描周期，一般為 ~ 秒，更快的則選用 50 毫秒或更小的消滅周期。 由于各 PLC 廠家產(chǎn)品在指令系統(tǒng)上的差異及編程方法上用戶要求不同，近年來 IEC 制訂了基于 Windows 的編程語言標準 IEC611313（注： 1993 年 IEC 頒布可編程序控制器的國際標準 IEC1131），它規(guī)定了指令表（ IL）、梯形圖（ LD）、順序功能圖（ SFC）、功能塊圖（ FBD）、結(jié)構(gòu)化文本（ ST）五種編程語言。 IEC 技術(shù)委員會（ TC65）進來開展了 IEC61499 項目，將 IEC611313 進行了擴展，它是針對通過通信網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的模塊化分布系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)的標準，將對 IEC611313 有所改善。 一個或若干 PLC 與 PC 機聯(lián)出系統(tǒng)， PC 機起到原編程器及人機界面操作站的作用，這 20 世紀 90 年代的新潮流，這樣為系統(tǒng)集成帶來了商機，同時編程軟件和人機界面軟件（監(jiān)控軟件或稱組態(tài)軟件）及軟件接口（或稱驅(qū)動軟件）也得機械手畢業(yè)設(shè)計論文 第 8 頁 共 36 頁 到了發(fā)展。固定式 PLC 包括CPU 板、 I/O 板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，這些元素組合成一個不可拆卸的整體。 CPU 的構(gòu)成 CPU 是 PLC 的核心，起神經(jīng)中樞的作用，每套 PLC 至少有一個 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)場輸入裝置送來的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入規(guī)定的寄存器中，同時，診斷電源和 PLC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯誤等。 CPU 主要由運算器、控制器、 寄存器及實現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)總線構(gòu)成， CPU 單元還包括外圍芯片、總線接口及有關(guān)電路。 CPU 速度和內(nèi)存容量是 PLC 的重要參數(shù)，它們決定著 PLC 的工作速度， IO數(shù)量及軟件容量等，因此限制著控制規(guī)模。 I/O 模塊集成了 PLC 的 I/O 電路，其輸入暫存器反映輸入信號狀態(tài)，輸出點反映輸出鎖存器狀態(tài)。 I/O 分為開關(guān)量輸入（ DI），開關(guān)量輸出（ DO），模擬量輸入（ AI），模擬量輸出（ AO）等模塊。常用的 I/O 分類如下： 開關(guān)量：按電壓水平分，有 220VAC、 110VAC、 24VDC，按隔離方式分，有繼電器隔離和晶體管隔離。 機械手畢業(yè)設(shè)計論文 第 9 頁 共 36 頁