【正文】 所有的PLC硬件組成結(jié)構(gòu)都相同，圖21為PLC結(jié)構(gòu)示意圖；在PLC中數(shù)據(jù)的傳送和指令的傳送都是通過總線的結(jié)構(gòu)而進(jìn)行的，編程器則為用戶提供編輯控制程序而被作為PLC的外設(shè)[13]。 PLC的保護(hù)由于電感類元件，在電路的通斷時(shí)會(huì)產(chǎn)生較高的電壓，對(duì)PLC的I/O結(jié)口將造成損壞，所以需要在元件的兩端采取相應(yīng)的保護(hù)措施。圖22為PLC的I/O端口保護(hù)電路示意圖。機(jī)械手是一種用來替代人手的設(shè)備，每完成一個(gè)動(dòng)作都需要有一個(gè)自由度，而制造的成本也與自由度的多少息息相關(guān)，自由度越多，成本也就越高。設(shè)計(jì)一臺(tái)合格的機(jī)械手除了要考慮良好的靈敏度和準(zhǔn)確性外，還需要考慮被夾物體的形狀、大小、重量等因素來合理的設(shè)計(jì)機(jī)械手手爪的結(jié)構(gòu)。機(jī)械手的手爪結(jié)構(gòu)形式多樣，有的甚至還帶有傳感裝置；在工業(yè)生產(chǎn)中最常見的有機(jī)械式、電磁式、吸盤式等。本設(shè)計(jì)采用到是二指機(jī)械式手爪，手爪的開閉由PLC控制電磁閥的通斷來控制，手爪的回旋則由一臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)和兩個(gè)限位開關(guān)共同作用控制。 底盤在機(jī)械手中的作用是用來承載重物和帶動(dòng)手臂運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)。正常工作時(shí)，直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)底盤旋轉(zhuǎn)并帶動(dòng)編碼盤一起運(yùn)動(dòng)，底盤每發(fā)出一個(gè)脈沖信號(hào)旋轉(zhuǎn)的角度就為3度，這些脈沖信號(hào)由傳感器檢測(cè)并傳入到PLC中；因此，只要知道發(fā)出脈沖的個(gè)數(shù)，就能夠知道底盤旋轉(zhuǎn)的角度。它由PLC控制電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況來控制絲桿和螺母的運(yùn)動(dòng)，同時(shí)采用限位開關(guān)對(duì)這些運(yùn)動(dòng)進(jìn)行限位，保證運(yùn)動(dòng)的精準(zhǔn)和高效率運(yùn)行。圖31 旋轉(zhuǎn)編碼盤機(jī)械手每旋轉(zhuǎn)3度就發(fā)出一個(gè)信號(hào)脈沖，只要改變PLC[15]程序計(jì)數(shù)器中的數(shù)值，就可以完成不同角度的旋轉(zhuǎn)。系統(tǒng)的控制面板如圖41所示，旋鈕開關(guān)可以控制機(jī)械手的手動(dòng)和連動(dòng)；當(dāng)控制開關(guān)撥向手動(dòng)時(shí)，機(jī)械手的每一步動(dòng)作都需要按下相應(yīng)的動(dòng)作按鈕才能夠?qū)崿F(xiàn)；當(dāng)控制開關(guān)撥向自動(dòng)時(shí)，機(jī)械手能夠連續(xù)且循環(huán)的完成每一步動(dòng)作；控制開關(guān)撥向回原點(diǎn)時(shí)，機(jī)械手又自動(dòng)的原位待命。表41 內(nèi)部元件表名稱點(diǎn)數(shù)或用途名稱點(diǎn)數(shù)或用途輸入繼電器(X)36點(diǎn) 數(shù)據(jù)寄存器(D)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)輸出繼電器(Y)24點(diǎn)特殊繼電器M8000運(yùn)行監(jiān)控輔助繼電器(M)384點(diǎn)特殊繼電器M8002初始化脈沖狀態(tài)繼電器(S)1000點(diǎn)特殊繼電器M8005電池異常報(bào)警定時(shí)器(T)256點(diǎn)特殊繼電器M801110ms時(shí)鐘脈沖計(jì)數(shù)器(C)計(jì)數(shù)特殊繼電器M80121s時(shí)鐘脈沖特殊繼電器M8013100ms時(shí)鐘脈沖特殊繼電器M801460s時(shí)鐘脈沖 PLC的I/O分配 機(jī)械手的PLC輸入、輸出分配如表42所示。自動(dòng)程序把工作順序相同的單步運(yùn)動(dòng)程序和連續(xù)運(yùn)動(dòng)程序編在一起。當(dāng)PLC執(zhí)行“手動(dòng)”的工作方式時(shí)，PLC執(zhí)行完公用程序?qū)⒂锰D(zhuǎn)指令，直接跳轉(zhuǎn)到“手動(dòng)程序”并執(zhí)行；當(dāng)PLC執(zhí)行“自動(dòng)”的工作方式時(shí)，PLC則只執(zhí)行公用程序和自動(dòng)程序；同樣，當(dāng)PLC執(zhí)行“回原位”工作方式時(shí)，PLC只執(zhí)行公用程序和回原位程序。Y6為復(fù)位鍵，X21和X17分別為后限位和上限位，當(dāng)YX2X17和輔助繼電器M0接通時(shí)，表示機(jī)械手在原位。在輔助繼電器M0斷開時(shí)，M10被復(fù)位，PLC是不能夠進(jìn)入自動(dòng)工作方式的。圖44 公用程序梯形圖 自動(dòng)操作流程如圖45所示。當(dāng)T0接通時(shí)，跳轉(zhuǎn)至S5，使完成動(dòng)作上升Y0，上升到限位值后X17接通；此時(shí)狀態(tài)跳轉(zhuǎn)至S6，使完成動(dòng)作后退Y4；后退到限位值后，狀態(tài)跳轉(zhuǎn)至S9，使完成動(dòng)作下降，下降到限位值后，X16接通，此時(shí)電磁鐵斷電完成松開動(dòng)作。 38 圖45 自動(dòng)的功能流程圖自動(dòng)操作程序說明：當(dāng)運(yùn)行的是自動(dòng)操作方式時(shí)，X2接通，常開觸點(diǎn)閉合，按下X4啟動(dòng)運(yùn)行程序，M1開始得電并保持；當(dāng)系統(tǒng)需要停止時(shí)，只要按下X5就可以使M1斷電。程序如圖46所示。手動(dòng)操作程序梯形圖如圖47所示?；卦徊僮鞒绦蛉鐖D48所示。操作如下：“PLC”菜單下的“傳送”，接著點(diǎn)擊“傳送”菜單下的“讀入”，彈出圖 410 所示對(duì)話框，選擇好所用的PLC型號(hào)后，點(diǎn)擊“確定”，就可以將所編寫的程序上傳到計(jì)算機(jī)中。它的步驟1和2與程序的上傳步驟1/2相同，步驟3為：將PLC控制面板撥向“STOP”，如使用了ram存儲(chǔ)器或存儲(chǔ)卡，因?qū)⑵鋵懕Ｗo(hù)關(guān)斷。 圖411 程序?qū)懭雽?duì)話框5 設(shè)計(jì)總結(jié) 總結(jié)通過本設(shè)計(jì)讓大家清楚的知道了機(jī)械手的組成部分和應(yīng)用范圍，以及機(jī)械手對(duì)現(xiàn)代化工業(yè)發(fā)展的重要性。（2） 機(jī)械手的操作過程需要各組件的相互配合才能完成，各部件的合理連接，正確的控制程序是機(jī)械手運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)。當(dāng)機(jī)械手的應(yīng)用場(chǎng)合有所改變時(shí)，底盤需要旋轉(zhuǎn)的角度也隨之改變，這時(shí)可以通過改變PLC內(nèi)部的計(jì)數(shù)器數(shù)值來實(shí)現(xiàn)機(jī)械手新位置的定位。PLC控制的機(jī)械手因其通用性較強(qiáng)被使用的場(chǎng)合很多，無論是一些大型的工廠還是單個(gè)的小型控制系統(tǒng)領(lǐng)域都有它的涉及。參考文獻(xiàn)[1] 吳明亮，[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，[2] [J].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，[3] 瞿大中. 可編程控制與實(shí)驗(yàn)[P].華中科技大學(xué)出版社,.[4] [M].北京:經(jīng)濟(jì)管理出版社,.[5] [G].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,.[6] 余雷聲. 電器控制與PLC應(yīng)用[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1996：5863[7] 程周. 可編程控制器技術(shù)與應(yīng)用[M]. 北京：電子工業(yè)出版社，：99102[8] 郁漢琪，郭健. 可編程序控制器原理及應(yīng)用[M]. 北京：中國(guó)電力出版社，2004：8890[9] 黃凈. 電氣及PLC控制技術(shù)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社：72[10] 張萬忠，孫晉. 可編程控制器入門與應(yīng)用實(shí)例（三菱FX2N系列）[M]. 北京：中國(guó)電力出版社，2015：8698[11] [M].西安交大機(jī)械電子工程研究所,CN 441259/TH. [12] 高欽和. 可編程控制器應(yīng)用技術(shù)與設(shè)計(jì)實(shí)例[M]. 北京：人民郵電出版社，：710[13] [J].北京：[14] . Open Architecture for Computing, June, 1996[15] . The evolution of PLCbased loop control. Control engineering, 1995[16] RENJournalAeronautics 2007，20(3)致 謝 這次設(shè)計(jì)的選題和制作的過程中得到了謝老師的專心指導(dǎo)，謝老師在忙碌的教學(xué)工作中擠出時(shí)間給我檢查畢業(yè)論文，在這耗時(shí)幾個(gè)月的時(shí)間里，也曾多次的找到謝老師幫助我指引創(chuàng)意的思路和寫這篇論文的方法，每次都得到了精心的指導(dǎo)。感謝老師對(duì)我的教育，平日里的學(xué)習(xí)和這次畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的指導(dǎo)，使我更好的完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)和畢業(yè)論文。也因?yàn)槟銈兊年P(guān)心和照顧，讓我的大學(xué)生活過的更加充實(shí)，感謝室友們對(duì)我這次畢業(yè)論文的指導(dǎo)，提供給我畢業(yè)設(shè)計(jì)的創(chuàng)意，使我的畢業(yè)設(shè)計(jì)更加完美。在這論文即將完成之際，我的心情久久不