畢業(yè)設(shè)計(jì)--機(jī)械手plc控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)（含外文翻譯）

1、<p>　　機(jī)械手PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異，自動(dòng)化程度要求越來(lái)越高，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈、人工成本上漲，以往人工操作的搬運(yùn)和固定式輸送帶為主的傳統(tǒng)物件搬運(yùn)方式，不但占用空間也不容易更變生產(chǎn)線結(jié)構(gòu)，加上需要人力監(jiān)督操作，更增加生產(chǎn)成本，并且效率也不是很理想。通常利用機(jī)械手來(lái)代替人工操作，

2、來(lái)解決這一問(wèn)題。本設(shè)計(jì)中的機(jī)械手主要功能是用來(lái)抓大小球，繪制出了機(jī)械手工作的流程順序圖。主要控制部分的實(shí)現(xiàn)，是以三菱公司的F1-40M型號(hào)的PLC為控制器。設(shè)計(jì)了機(jī)械手控制系統(tǒng)硬件原理圖、梯形圖和軟件程序流程圖，并編寫了相應(yīng)的軟件程序。本設(shè)計(jì)機(jī)械手可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)手動(dòng)、單周期、單步、連續(xù)和復(fù)位五種工作狀態(tài)。機(jī)械手的連續(xù)循環(huán)操作主要是通過(guò)狀態(tài)初始化指令I(lǐng)ST來(lái)控制，利用限位開關(guān)來(lái)控制機(jī)械手走的行程。利用開關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)手動(dòng)，單周期和復(fù)位等操作。&l

3、t;/p><p>　　關(guān)鍵詞:PLC，機(jī)械手，大小球，控制方式，繼電器</p><p>　　DESIGN OF PLC CONTROL SYSTEM </p><p>　　FOR MANIPULATOR </p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　With the sc

4、ience and technology development, the degree of automation has become more increasingly demanding and the competition of the market has become more and more intensely. Because the costs of the labor was rising, the tradi

5、tional object-oriented way, which were manual handling and the conveyor belt fixed of handling, not only waste space and not easy to change the structure of production lines, coupled with the need for human supervision o

6、f the operation, but also increase production cos</p><p>　　KEY WORDS: PLC,Manipulator, Big and small ball, Control mode, Relay</p><p><b>　　目　錄</b></p><p><b>　　前　言

7、1</b></p><p>　　第1章 PLC機(jī)械手概述2</p><p><b>　　1.1選題背景2</b></p><p>　　1.2可編程控制器的基本功能2</p><p>　　1.3PLC機(jī)械手的組成與分類4</p><p>　　第2章 機(jī)械手PLC控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方

8、案5</p><p>　　2.1機(jī)械手PLC控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)5</p><p>　　2.1.1 機(jī)械手抓大小球PLC設(shè)計(jì)任務(wù)5</p><p>　　2.1.2 機(jī)械手抓大小球PLC工作方式5</p><p>　　2.1.3 機(jī)械手抓大小球動(dòng)作示意圖6</p><p>　　2.1.4 機(jī)械手抓大小球每個(gè)

9、工作步的控制要求7</p><p>　　2.2機(jī)械手抓大小球動(dòng)作順序圖7</p><p>　　第3章 機(jī)械手PLC硬件設(shè)計(jì)9</p><p>　　3.1 機(jī)械手PLC型號(hào)的選擇9</p><p>　　3.2 機(jī)械手抓大小球PLC操作版面的布置9</p><p>　　3.3 機(jī)械手抓大小球輸送系統(tǒng)輸入和輸出點(diǎn)分

10、配表10</p><p>　　3.4 機(jī)械手抓大小球PLC的I/O接線圖11</p><p>　　第4章 機(jī)械手PLC程序設(shè)計(jì)14</p><p>　　4.1 初始化程序設(shè)計(jì)14</p><p>　　4.2 手動(dòng)程序設(shè)計(jì)17</p><p>　　4.3 自動(dòng)返回原點(diǎn)程序設(shè)計(jì)18</p><

11、;p>　　4.4 自動(dòng)程序設(shè)計(jì)21</p><p>　　4.5 機(jī)械手抓大小球步進(jìn)梯形圖25</p><p>　　4.6 機(jī)械手抓大小球PLC語(yǔ)句表28</p><p><b>　　結(jié)論32</b></p><p><b>　　謝辭33</b></p><p>

12、;<b>　　參考文獻(xiàn)34</b></p><p><b>　　外文資料翻譯36</b></p><p><b>　　前　言</b></p><p>　　在現(xiàn)代工業(yè)中，生產(chǎn)過(guò)程的機(jī)械化、自動(dòng)化已成為突出的主題。隨著工業(yè)現(xiàn)代化的進(jìn)一步發(fā)展,自動(dòng)化已經(jīng)成為現(xiàn)代企業(yè)中的重要支柱,無(wú)人車間、無(wú)人生產(chǎn)流水線

13、等等，已經(jīng)隨處可見(jiàn)。同時(shí)，現(xiàn)代生產(chǎn)中，存在著各種各樣的生產(chǎn)環(huán)境，如高溫、放射性、有毒氣體、有害氣體場(chǎng)合以及水下作業(yè)等，這些惡劣的生產(chǎn)環(huán)境不利于人工進(jìn)行操作。</p><p>　　自從機(jī)械手問(wèn)世以來(lái)，相應(yīng)的各種難題應(yīng)刃而解。機(jī)械手由耐高溫，防腐蝕的材料制成，工作效率極高，而且不受體能的限制，非常方便。機(jī)械手是一種能模擬人的手臂的部分動(dòng)作，按預(yù)定的程序、軌跡及其它要求，實(shí)現(xiàn)抓取、搬運(yùn)工件或操縱工具的自動(dòng)化裝置；而可編

14、程控制器（PLC）由于其具有的高可靠性、編程方便、易于使用和修改，易于擴(kuò)展和維護(hù)，環(huán)境要求低、體積小巧，安裝調(diào)試方便，在工業(yè)控制中有著廣泛的應(yīng)用。機(jī)械手能模仿人手和臂的某些動(dòng)作功能，用以按固定程序抓取、搬運(yùn)物件或操作工具的自動(dòng)操作裝置。它可代替人的繁重勞動(dòng)以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化，能在有害環(huán)境下操作以保護(hù)人身安全，因而廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、冶金、電子、輕工和原子能等部門。本設(shè)計(jì)中的機(jī)械手主要功能是用來(lái)抓大小球，繪制出了機(jī)械手工作的流程順

15、序圖。主要控制部分的實(shí)現(xiàn)，是以三菱公司的F1-40M型號(hào)的PLC為控制器。設(shè)計(jì)了機(jī)械手控制系統(tǒng)硬件原理圖、梯形圖和軟件程序流程圖，并編寫了相應(yīng)的軟件程序。本設(shè)計(jì)機(jī)械手可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)手動(dòng)、單周期、單步、連續(xù)和復(fù)位五種工作狀態(tài)。機(jī)械手的連續(xù)循環(huán)操作主要是通過(guò)初始化指令來(lái)控制，利用限位開關(guān)來(lái)控制機(jī)械手走的行程。利用開關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)手動(dòng)</p><p>　　第1章 PLC機(jī)械手概述</p><p><

16、;b>　　1.1選題背景</b></p><p>　　工業(yè)機(jī)械手是近幾十年發(fā)展起來(lái)的一種高科技自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備。工業(yè)機(jī)械手是工業(yè)機(jī)器人的一個(gè)重要分支。它的特點(diǎn)是可通過(guò)編程來(lái)完成各種預(yù)期的作業(yè)任務(wù)，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)了人的智能和適應(yīng)性。機(jī)械手技術(shù)涉及到力學(xué)、機(jī)械學(xué)、電氣液壓技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、傳感器技術(shù)計(jì)算機(jī)技術(shù)等科學(xué)領(lǐng)域，是一門跨學(xué)科綜合技術(shù)。</p>&

17、lt;p>　　機(jī)械手是一種能自動(dòng)化定位控制并可重新編程序以變動(dòng)的多功能機(jī)器，它有多個(gè)自由度，可用來(lái)搬運(yùn)物體以完成在各個(gè)不同環(huán)境中工作。</p><p>　　在工資水平較低的中國(guó)，分揀行業(yè)盡管仍屬于勞動(dòng)力密集型，機(jī)械手的使用已經(jīng)越來(lái)越普及。 那些電子和汽車業(yè)的歐美跨國(guó)公司很早就在它們?cè)O(shè)在中國(guó)的工廠中引進(jìn)了自動(dòng)化生產(chǎn)。但現(xiàn)在的變化是那些分布在工業(yè)密集的華南、華東沿海地區(qū)也開始對(duì)機(jī)械手表現(xiàn)出越來(lái)越濃厚的興趣，因?yàn)?/p>

18、他們要面對(duì)工人流失率高，以及交帶來(lái)的挑戰(zhàn)。隨著我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)的飛躍發(fā)展，自動(dòng)化程度的迅速提高，實(shí)現(xiàn)工件的裝卸、轉(zhuǎn)向、輸送或操持焊槍、分揀流程越來(lái)越節(jié)約勞動(dòng)力,可見(jiàn)機(jī)械手的大力開展有著很重要的意義。</p><p>　　1.2可編程控制器的基本功能</p><p><b>　　（1)邏輯控制功能</b></p><p>　　邏輯控制功能實(shí)際上就是位

19、處理功能，是可編程控制器的最基本的功能之一。PLC設(shè)置有“與”、“或”、“非”等邏輯指令，利用這些指令，根據(jù)外部現(xiàn)場(chǎng)（開關(guān)、按扭或其他傳感器）的狀態(tài)，按照制定的邏輯進(jìn)行運(yùn)算處理后，將結(jié)果輸出到現(xiàn)場(chǎng)的被控對(duì)象（電磁閥、接觸器、繼電器、指示燈等）。因此PLC中一個(gè)邏輯位的狀態(tài)可以無(wú)限次地使用，邏輯關(guān)系的修改變更也十分方便。</p><p>　?。?）定時(shí)控制功能</p><p>　　PLC中

20、用戶提供使用的定時(shí)器，定時(shí)器的設(shè)定值（定時(shí)時(shí)間）可以在編程時(shí)設(shè)定，也可以在運(yùn)行過(guò)程中根據(jù)需要進(jìn)行修改，使用方便靈活。</p><p><b>　?。?）記數(shù)控制功能</b></p><p>　　PLC為用戶提供了很多計(jì)數(shù)器。計(jì)數(shù)器到某一定值時(shí)（設(shè)定值），產(chǎn)生一個(gè)狀態(tài)信號(hào)，利用該信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)某個(gè)操作的記數(shù)控制。PLC將根據(jù)用戶用計(jì)數(shù)器指令指定的計(jì)數(shù)器對(duì)某個(gè)控制信號(hào)的狀態(tài)改

21、變次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，以完成對(duì)某個(gè)工作過(guò)程的計(jì)數(shù)控制。</p><p><b>　?。?）步進(jìn)控制功能</b></p><p>　　PLC為用戶提供了若干個(gè)狀態(tài)器，可以實(shí)現(xiàn)由時(shí)間、技術(shù)和其他指定邏輯信號(hào)為轉(zhuǎn)移條件的步進(jìn)控制，即在一道工序完成以后，在轉(zhuǎn)移條件滿足時(shí)，自動(dòng)進(jìn)行下一道工序。</p><p><b>　?。?）數(shù)據(jù)處理功能</

22、b></p><p>　　大部分PLC都有數(shù)據(jù)處理功能，可實(shí)現(xiàn)算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)比較、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、譯碼等操作。</p><p><b>　?。?）過(guò)程控制功能</b></p><p>　　有些PLC具有A/D、D/A轉(zhuǎn)換功能方便地對(duì)模擬量的控制調(diào)節(jié)。</p><p><b>　?。?）通信聯(lián)網(wǎng)功能&l

23、t;/b></p><p>　　有些PLC采用通信技術(shù)，可以多臺(tái)PLC之間的同位鏈接、PLC與計(jì)算機(jī)之間的通信等。</p><p><b>　　（8）監(jiān)控功能</b></p><p>　　PLC設(shè)置了較強(qiáng)的監(jiān)控功能。操作人員利用編程器或監(jiān)視器可對(duì)PLC的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。利用編程器可以調(diào)整定時(shí)器、計(jì)數(shù)器的設(shè)定值和當(dāng)前值，并根據(jù)需要改變PL

24、C內(nèi)部邏輯信號(hào)的狀態(tài)及數(shù)據(jù)區(qū)的數(shù)據(jù)內(nèi)容為調(diào)試和維護(hù)提供極大的方便。</p><p><b>　?。?）停電記憶功能</b></p><p>　　PLC內(nèi)部的部分存儲(chǔ)器所使用的 RAM 設(shè)置了停電保持器件（如備用電池），以保證斷電后這部分存儲(chǔ)器中的信息不會(huì)丟失。</p><p>　　（10）故障診斷功能</p><p>　

25、　PLC可對(duì)系統(tǒng)組成、某些硬件狀態(tài)及指令的合法性等進(jìn)行自診斷，發(fā)現(xiàn)異常情況，發(fā)出報(bào)警并顯示錯(cuò)誤類型，如屬嚴(yán)重錯(cuò)誤則自動(dòng)終止運(yùn)行。</p><p>　　1.3PLC機(jī)械手的組成與分類</p><p>　　機(jī)械手主要由手部、運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)三大部分組成。手部是用來(lái)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(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，

26、使手部完成各種轉(zhuǎn)動(dòng)（擺動(dòng)）、移動(dòng)或復(fù)合運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)規(guī)定的動(dòng)作，改變被抓持物件的位置和姿勢(shì)。運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的升降、伸縮、旋轉(zhuǎn)等獨(dú)立運(yùn)動(dòng)方式，稱為機(jī)械手的自由度 。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。自由度是機(jī) 械手設(shè)計(jì)的關(guān) 鍵參數(shù)。自由 度越多，機(jī)械手的靈活性越大，通用性越廣，其結(jié)構(gòu)也越復(fù)雜。一般專用機(jī)械手有2～3個(gè)自由度。</p><p>　　機(jī)械手的種類，按驅(qū)動(dòng)方式可分為液壓式、氣動(dòng)式、電動(dòng)式、機(jī)械式機(jī)

27、械手；按適用范圍可分為專用機(jī)械手和通用機(jī)械手兩種；按運(yùn)動(dòng)軌跡控制方式可分為點(diǎn)位控制和連續(xù)軌跡控制機(jī)械手等。</p><p>　　機(jī)械手通常用作機(jī)床或其他機(jī)器的附加裝置，如在自動(dòng)機(jī)床或自動(dòng)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(méi)有獨(dú)立的控制裝置。有些操作裝置需要由人直接操縱，如用于原子能部門操持危險(xiǎn)物品的主從式操作手也常稱為機(jī)械手。機(jī)械手在鍛造工業(yè)中的應(yīng)用能進(jìn)一步發(fā)展鍛造設(shè)備的生產(chǎn)能力，改善熱、累等勞

28、動(dòng)條件。</p><p>　　機(jī)械手首先是從美國(guó)開始研制的。1958年美國(guó)聯(lián)合控制公司研制出第一臺(tái)機(jī)械手。到現(xiàn)在發(fā)展的新型機(jī)械手又叫機(jī)器人。</p><p>　　第2章 機(jī)械手PLC控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案</p><p>　　2.1機(jī)械手PLC控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1.1 機(jī)械手抓大小球PLC設(shè)計(jì)任務(wù)</p>

29、<p>　　機(jī)械手全部動(dòng)作由氣缸驅(qū)動(dòng)，而氣缸又由相應(yīng)的電磁閥控制。其中上升/下降和左移/右移分別由雙向兩位電控?fù)Q向閥控制。機(jī)械手的放松/加緊由單向電控?fù)Q向閥控制，通電時(shí)機(jī)械手夾緊。</p><p>　　2.1.2 機(jī)械手抓大小球PLC工作方式</p><p>　　機(jī)械手有手動(dòng)、單周期、多周期和回原點(diǎn)五種工作方式，機(jī)械手在最上面、最左邊且電磁鐵線圈斷電，稱為系統(tǒng)處于原點(diǎn)狀態(tài)（或

30、稱初始狀態(tài)）。</p><p>　　在用戶程序中，左限位開關(guān)X1，上限位開關(guān)X4的常開觸點(diǎn)和表示電磁鐵線圈斷電的Y4的常閉觸點(diǎn)的串聯(lián)電路接通時(shí)，“原點(diǎn)條件”輔助繼電器S1變?yōu)镹O。在通過(guò)初始化指令I(lǐng)ST利用輔助繼電器M8041/M8040來(lái)決定機(jī)械手的工作方式（當(dāng)S0=1時(shí)，用戶程序執(zhí)行手動(dòng)程序；當(dāng)S1=1時(shí)，用戶程序執(zhí)行回原點(diǎn)程序；當(dāng)S2=1時(shí)，用戶程序執(zhí)行自動(dòng)程序）。</p><p>

31、　　在單周期工作方式下，按下啟動(dòng)按鈕X16后，（初始化指令I(lǐng)ST使M8040清0就是永久解禁0）從初始步S0開始機(jī)械手按順序功能圖的規(guī)定完成一個(gè)周期的工作后，返回并停留在初始步。</p><p>　　在多周期工作方式下，在初始狀態(tài)按下啟動(dòng)按鈕后，機(jī)械手從初始步開始一個(gè)接一個(gè)周期地反復(fù)連續(xù)的工作。在按下停止按鈕并不馬上停止工作，完成最后一個(gè)周期的工作后，系統(tǒng)才返回并停留在初始步。</p><p&

32、gt;　　在單步工作方式下，從初始步開始，按一下啟動(dòng)按鈕系統(tǒng)轉(zhuǎn)換到下一步完成該步的任務(wù)后，自動(dòng)停止工作并停留在該步，再按一下啟動(dòng)按鈕才轉(zhuǎn)到下一步。單步工作方式常用于系統(tǒng)的調(diào)試。在選擇單周期，多周期和單步工作方式之前，系統(tǒng)應(yīng)處于原點(diǎn)狀態(tài)，如果不滿足這一條件，可選擇回原點(diǎn)工作方式。</p><p>　　機(jī)械手的一個(gè)工作周期（動(dòng)作順序）為下降、吸球、上升、右行、下降、釋放、 上升、左行返回。當(dāng)機(jī)械手在原點(diǎn)狀態(tài)時(shí)，按下啟

33、動(dòng)按鈕，機(jī)械手下降到為達(dá)下限位X5時(shí)，X5處于斷電狀態(tài)，電磁鐵頭通電吸起大球，然后機(jī)械手上升，上升到上限位X4時(shí)，機(jī)械手臂右行。當(dāng)右行到大球右限位X2時(shí)，機(jī)械手下降，下降到下限位X5時(shí)電磁鐵斷電，釋放大球，大球被放入大球容器。然后回到原點(diǎn)。當(dāng)機(jī)械手在原點(diǎn)時(shí)，按下啟動(dòng)按鈕，機(jī)械手下降到為達(dá)下限位X5時(shí)，X5接通，電磁鐵通電吸起小球，機(jī)械手上升，上升到上限位X4時(shí)，機(jī)械受臂右行，當(dāng)右行到小球右限位X3時(shí)機(jī)械手下降，下降到下限位X5時(shí)，電磁鐵

34、斷電釋放小球到小球容器。然后回到原點(diǎn)位置，機(jī)械手分選大小球動(dòng)作完成。</p><p>　　2.1.3 機(jī)械手抓大小球動(dòng)作示意圖</p><p>　　圖 2-1為機(jī)械手結(jié)構(gòu)示意圖，初始態(tài)要求機(jī)械手在原點(diǎn)位置（原點(diǎn)狀態(tài) ＝手臂位于左限位處 +右限位處 +手爪釋放）各開關(guān)在關(guān)閉狀態(tài)，M停轉(zhuǎn)。按下啟動(dòng)按鈕，機(jī)械手動(dòng)作，升降桿下件下降并要求機(jī)械手此時(shí)停留兩秒，在機(jī)械手吸球和釋放球后停留一秒后動(dòng)作。

35、由IST判斷機(jī)械手的工作方（當(dāng)S0=1時(shí)切換到手動(dòng)方式、當(dāng)S1=1時(shí)切換到回原點(diǎn)方式、當(dāng)S2=1時(shí)切換到自動(dòng)方式），在由IST利用M8041來(lái)實(shí)現(xiàn)單周、多周的運(yùn)行。當(dāng)按下預(yù)停按鈕后，一直要到一個(gè)周期完成才能停止，中途不能停止。（要有手動(dòng)、回原點(diǎn)、單步、單周、多周等5種可選工作方式）</p><p>　　圖2-1機(jī)械手抓大小球結(jié)構(gòu)示意圖</p><p>　　2.1.4 機(jī)械手抓大小球每個(gè)工

36、作步的控制要求</p><p><b>　　1.上升和下降</b></p><p>　　機(jī)械手上升或下降的動(dòng)作都要到位，否則不能進(jìn)行下一個(gè)工作步。上升/下降的動(dòng)作用一個(gè)雙線圈的電磁閥控制。</p><p><b>　　2.夾緊和放松</b></p><p>　　機(jī)械手夾緊和放松的動(dòng)作在兩個(gè)工位處進(jìn)行

37、，且動(dòng)作都要到位。為了確保夾緊和放松動(dòng)作可靠，需對(duì)這兩個(gè)動(dòng)作進(jìn)行定時(shí)。夾緊和放松動(dòng)作由單線圈的電磁閥控制，電磁閥線圈得電為夾緊，失電為放松。</p><p><b>　　3.左行和右行</b></p><p>　　自動(dòng)方式時(shí)，機(jī)械手的左、右運(yùn)動(dòng)必須在壓動(dòng)上限位開關(guān)后才能進(jìn)行；機(jī)械手的左、右運(yùn)動(dòng)都必須到位，以確保在左工作臺(tái)取到工件并在右工臺(tái)放下工件?？墒褂蒙舷尬婚_關(guān)、左

38、限開關(guān)和右限位開關(guān)進(jìn)行控制。左、右行的動(dòng)作由雙線圈電磁閥控制。</p><p>　　自動(dòng)方式下誤操作的禁止：自動(dòng)方式（連續(xù)、單周期、單步）時(shí)，按一次啟動(dòng)按鈕自動(dòng)運(yùn)行方式開始后，再按操作按鈕屬于錯(cuò)誤操作，程序?qū)﹀e(cuò)誤操作不予響應(yīng)。</p><p>　　根據(jù)上述要求，操作盤上需設(shè)置一個(gè)工作方式選擇開關(guān)，通過(guò)這個(gè)開關(guān)來(lái)選擇機(jī)械手的5種工作方式，各種操作按鈕和停車按鈕的作用見(jiàn)操作面板。操作面板如圖所

39、示，其中緊急停車按鈕不接入PLC的輸入端，當(dāng)發(fā)生緊急情況時(shí)，用于切斷負(fù)載電源。</p><p>　　2.2機(jī)械手抓大小球動(dòng)作順序圖</p><p>　　由圖2-1 可以看出，PLC機(jī)械手抓球的動(dòng)作順序是先在原點(diǎn)位置，然后下降，當(dāng)達(dá)到一定高度的時(shí)候就抓球（大或?。Ｗデ驎r(shí)延時(shí)1s時(shí)間。抓到球的時(shí)候向上移動(dòng)。碰到上限位開關(guān)以后向右移動(dòng)。移動(dòng)到大球或者小球框位置，再下降。下降到下限位開關(guān)的位置，

40、在釋球。釋球延時(shí)1s時(shí)間。然后再上升，碰到上限位開關(guān)以后再向左移動(dòng)，移動(dòng)到原點(diǎn)位置以后，在繼續(xù)重復(fù)以上的動(dòng)作。直到將球抓完</p><p>　　第3章 機(jī)械手PLC硬件設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1 機(jī)械手PLC型號(hào)的選擇</p><p>　　PLC機(jī)型的選擇的基本原則是：在功能滿足的前提下，保證性能可靠，維護(hù)使用方便，已獲得最佳的性價(jià)比和綜合經(jīng)濟(jì)性。</p

41、><p>　　PLC輸入，輸出點(diǎn)數(shù)及規(guī)模大小的選擇。由I/O分配圖可知本課題共有19個(gè)輸入，6個(gè)輸出?？紤]到留10%-15%的備用量。選擇40點(diǎn)輸入輸出機(jī)型。因?yàn)楸菊n題是為了實(shí)現(xiàn)單機(jī)自動(dòng)和幾點(diǎn)一體化產(chǎn)品。故選用小型PLC。</p><p>　　PLC輸出模塊選擇。輸出模塊按方式不同分有繼電器輸出，晶體管輸出和雙向晶閘管輸出三種?？紤]到本課題中對(duì)相應(yīng)速度要求不同，輸出變化不是很快，很頻繁，故選擇

42、繼電器輸出，而且繼電器輸出承受過(guò)壓和過(guò)流的能力較強(qiáng)，價(jià)格便宜。</p><p>　　綜合以上要求，結(jié)合當(dāng)前PLC市場(chǎng)及綜合經(jīng)濟(jì)性能，選擇日本三菱公司的FX1N-40MR型PLC。</p><p>　　FX1N-40MR型PLC有24個(gè)輸入繼電器。16個(gè)輸出繼電器，采用繼電器輸出方式，小型機(jī)。能滿足功能要求，有足夠的備用余量，便于以后升級(jí)改造，使控制系統(tǒng)有良好的靈活性和通用性，達(dá)到了較高的性

43、價(jià)比和綜合經(jīng)濟(jì)性。</p><p>　　3.2 機(jī)械手抓大小球PLC操作版面的布置</p><p>　　機(jī)械手操作面板的選擇開關(guān)有手動(dòng)X10，回原點(diǎn)X11,單步X12,單周期X13,連續(xù)X14；另外還有10個(gè)按鈕分別為啟動(dòng)X16,停止X17,上升下降，左行右行共4個(gè)行位開關(guān)，還有兩個(gè)吸緊釋放按鈕；一個(gè)回原點(diǎn)啟動(dòng)按鈕X15，為了緊急情況發(fā)生，還有一個(gè)緊急停車按鈕。機(jī)械手的操作版面的布置如圖3

44、-1所示</p><p>　　圖3-1抓大小球機(jī)械手操作面板布置</p><p>　　3.3 機(jī)械手抓大小球輸送系統(tǒng)輸入和輸出點(diǎn)分配表</p><p>　　根據(jù)機(jī)械手的動(dòng)作要求，系統(tǒng)應(yīng)有的輸入信號(hào)是：機(jī)械手的啟動(dòng)按鈕，停止按鈕2個(gè)。機(jī)械手的限位控制有5個(gè)，分別是大球右限位，小球右限位，上限位，下限位，左限位。機(jī)械手5個(gè)旋鈕開關(guān)，分別是手動(dòng)按鈕，單步按鈕，單周期按鈕，

45、回原點(diǎn)按鈕，連續(xù)按鈕。還有手動(dòng)控制的按鈕共7個(gè)按鈕。總共有19個(gè)輸入。</p><p>　　系統(tǒng)的輸出信號(hào)有:5個(gè)繼電器的輸出，分別是下降，上升，右移，左移，抓球放球。還有一個(gè)原點(diǎn)指示信號(hào)等的輸出，總共6個(gè)輸出。</p><p>　　共需19個(gè)輸入點(diǎn)，6個(gè)輸出點(diǎn)。選用FX-40MR的PLC時(shí)，I/O分配表如表3-1所示：</p><p>　　表3-1 輸入輸出設(shè)備及

46、I/O點(diǎn)數(shù)</p><p>　　3.4 機(jī)械手抓大小球PLC的I/O接線圖</p><p>　　圖3-2抓大小球機(jī)械手I/O接線分配圖</p><p>　　工作方式的選擇開關(guān)的5個(gè)位置分別位于5種工作方式之中，操作面板左下部的6個(gè)按鈕是手動(dòng)按鈕，為了保證在緊急的情況下（包括PLC發(fā)生故障時(shí)）能可靠地切斷PLC電源，在PLC開始運(yùn)行時(shí)按下負(fù)載電源按鈕，是KM線圈得電并

47、自鎖，KM的主觸點(diǎn)接通，給外部負(fù)載提供交流電源，出現(xiàn)緊急情況時(shí)用“緊急停車”按鈕斷開負(fù)載電源，對(duì)于電磁鐵吸盤這一類執(zhí)行機(jī)構(gòu)，在“緊急停車”時(shí)如果斷開它的電源，它吸住的鐵磁物體會(huì)掉下來(lái)，在某些情況下可能造成事故，是不允許這樣處理的。</p><p>　　右行和左行是異步電動(dòng)機(jī)控制的，在控制電動(dòng)機(jī)的交流器KM4和KM5的線圈回路中，使用了由它們的常閉觸點(diǎn)組成的硬件互鎖電路。</p><p>　

48、　系統(tǒng)設(shè)有手動(dòng)、單周期、單步、連續(xù)和回原點(diǎn)5種工作方式，機(jī)械手在最上面、最左邊且電磁鐵線圈斷電時(shí)，稱為系統(tǒng)處于原點(diǎn)狀態(tài)（或稱為初始狀態(tài)）。在公用程序中，左線位開關(guān)X1、上限位X4的常開觸點(diǎn)和表示電磁線圈斷電的Y4的常閉點(diǎn)的串聯(lián)電路接通時(shí)，原點(diǎn)條件輔助繼電器KM5變?yōu)镺N。 </p><p>　　如果選擇的是單周期工作方式，按下啟動(dòng)按鈕X16后，從初始步SO，機(jī)械手按順序功能圖的規(guī)定完成一個(gè) 周期的工作后，返回并停

49、留在初始步。如果選擇連續(xù)工作方式，在初始狀態(tài)下按下啟動(dòng)按鈕后機(jī)械手反復(fù)連續(xù)工作，按下停止按鈕并不馬上停止工作，完成最后一個(gè)周期的工作后，系統(tǒng)才返回并停留在初始步。在單步工作方式，從初始步開始，按下啟動(dòng)按鈕，系統(tǒng)轉(zhuǎn)換到下一步，完成該步的任務(wù)后，自動(dòng)停止工作并停留在該步的位置，再按一下啟動(dòng)按鈕，才往前走一步。單步工作方式常用于系統(tǒng)的調(diào)試。</p><p>　　在單周期、連續(xù)和單步工作方式之前，系統(tǒng)應(yīng)處于原點(diǎn)狀態(tài)，如果

50、不滿足這一條件，可選擇回原點(diǎn)工作方式，然后按回原點(diǎn)啟動(dòng)按鈕X15，使系統(tǒng)自動(dòng)返回原點(diǎn)狀態(tài)。在原點(diǎn)狀態(tài)，順序功能、圖中的初始步S0為ON，為進(jìn)入單周期、連續(xù)和單步工作方式做好準(zhǔn)備。</p><p>　　第4章 機(jī)械手PLC程序設(shè)計(jì)</p><p>　　4.1 初始化程序設(shè)計(jì)</p><p>　　FX系列PLC的狀態(tài)初始化指令表IST（INITIAL STAATE）的功

51、能指令編號(hào)為FNC60，它與STL指令一起使用，專門用來(lái)設(shè)置具有多種工作方式的控制系統(tǒng)的初始狀態(tài)和設(shè)置有關(guān)的特殊輔助繼電器的狀態(tài)，可以大大簡(jiǎn)化復(fù)雜的順序控制程序的設(shè)計(jì)工作。IST指令只能使用一次，它應(yīng)放在程序開始的地方，被它控制的STL電路應(yīng)放在它的后面。</p><p>　　由ISP判斷機(jī)械手的工作方（當(dāng)S0=1時(shí)切換到手動(dòng)方式、當(dāng)S1=1時(shí)切換到回原點(diǎn)方式、當(dāng)S2=1時(shí)切換到自動(dòng)方式），在由ISP利用M804

52、1來(lái)實(shí)現(xiàn)單周、多周的運(yùn)行。當(dāng)按下預(yù)停按鈕后，一直要到一個(gè)周期完成才能停止，中途不能停止。（要有手動(dòng)、回原點(diǎn)、單步、單周、多周等5種可選工作方式）</p><p>　　圖4-1 指令和程序的組成</p><p>　　該系統(tǒng)的初始化程序用來(lái)設(shè)置初始狀態(tài)和原點(diǎn)位置條件。IST指令的格式如圖4-2所示，圖中的原操作數(shù)【S】指定與工作方式有關(guān)的輸入繼電器的起始輸入，它實(shí)際上指定從X10開始的8個(gè)輸入

53、繼電器具有以下意義：</p><p><b>　　X10：手動(dòng)；</b></p><p><b>　　X11：回原點(diǎn)；</b></p><p><b>　　X12：?jiǎn)尾竭\(yùn)行；</b></p><p>　　X13：?jiǎn)沃芷谶\(yùn)行；</p><p><b&

54、gt;　　X14：連續(xù)運(yùn)行；</b></p><p>　　X15：回原點(diǎn)啟動(dòng)；</p><p>　　X16：自動(dòng)操作啟動(dòng)；</p><p><b>　　X17：停止。</b></p><p>　　X10~X14中同時(shí)只能有一個(gè)處于接通狀態(tài)，因此必須使用選擇開關(guān)，如圖3-1所示，從而保證這5個(gè)輸入中不可能兩個(gè)同

55、時(shí)為ON。</p><p>　　目標(biāo)操作數(shù)【D1】指定自動(dòng)操作模式中，使用狀態(tài)器的最小序號(hào)；目的操作數(shù)【D2】指定自動(dòng)操作模式中，使用狀態(tài)器的最大序號(hào)。因此該例自動(dòng)操作數(shù)所使用的狀態(tài)器為S20~S27。</p><p>　　圖4-2初始化指令格式</p><p>　　IST指定的執(zhí)行的條件滿足時(shí)，初始狀態(tài)繼電器S0~S2和下列特殊輔助繼電器被自動(dòng)指定為以下功能（即使

56、以后IST指定的執(zhí)行條件變?yōu)镺FF，這些元件的功能仍保持不變）：</p><p>　　S0：手動(dòng)操作的初始狀態(tài)器，當(dāng)把工作方式選擇開關(guān)置于X10時(shí)，S0為ON,進(jìn)入手動(dòng)程序。</p><p>　　S1：回原點(diǎn)操作的初始狀態(tài)器，當(dāng)工作方式選擇開關(guān)置于X11時(shí)，S1為ON，進(jìn)入自動(dòng)回原點(diǎn)程序。</p><p>　　S2:自動(dòng)操作的初始狀態(tài)器，把工作方式選擇開關(guān)置于X12

57、、X13或X14時(shí)，S2為ON，進(jìn)入自動(dòng)程序。</p><p>　　IST指定自動(dòng)驅(qū)動(dòng)的幾個(gè)特殊輔助繼電器：</p><p>　　禁止轉(zhuǎn)移標(biāo)志M8040：其線圈“通電”時(shí)，禁止所有的狀態(tài)轉(zhuǎn)換。</p><p>　　狀態(tài)轉(zhuǎn)換啟動(dòng)標(biāo)志M8041:為ON時(shí)，允許在自動(dòng)工作方式下，從[D1]所表示的最低位狀態(tài)開始，進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)移；為OFF時(shí)，禁止從最低位狀態(tài)開始進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)移。

58、</p><p>　　啟動(dòng)脈沖標(biāo)志M8042：是脈沖繼電器，它與串聯(lián)的觸點(diǎn)接通時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)掃描周期的寬帶的脈沖。</p><p>　　以下幾個(gè)特殊輔助繼電器是由用戶程序驅(qū)動(dòng)的：</p><p>　　回原點(diǎn)完成標(biāo)志M8043：在回原點(diǎn)方式，系統(tǒng)自動(dòng)返回原點(diǎn)是，通過(guò)用戶程序用SET指令將它置位。如圖（4-3）。</p><p>　　若改變了當(dāng)前選

59、擇的工作方式，在“回原點(diǎn)完成”標(biāo)志M8043變?yōu)镺N之前，所有的輸出繼電器將變?yōu)镺FF。</p><p>　　回原點(diǎn)條件標(biāo)志M8044：在系統(tǒng)滿足初始條件時(shí)為ON.</p><p>　　SET監(jiān)控有限標(biāo)志M8047：其線圈“通電”時(shí)，當(dāng)前的活動(dòng)步對(duì)應(yīng)的狀態(tài)器的原件號(hào)按從小到大的順序排列，并存放在特殊數(shù)據(jù)寄存器D8040-D8047中，由此可以監(jiān)控8點(diǎn)活動(dòng)步對(duì)應(yīng)的狀態(tài)器的元件號(hào)。此外，若其中

60、任何一個(gè)狀態(tài)器為ON，特殊輔助器M8046將為ON。</p><p>　　4.2 手動(dòng)程序設(shè)計(jì)</p><p>　　手動(dòng)操作時(shí)，用X20—X25對(duì)應(yīng)的6個(gè)按鈕控制機(jī)械手的夾緊、放松、上升、下降、右行和左行。這些操作都是點(diǎn)動(dòng)控制，且為了保證系統(tǒng)的安全運(yùn)行，機(jī)械手程序中設(shè)置了一些必要的聯(lián)鎖，例如升降之間、右行與左行之間的互鎖，以防止功能相反的兩個(gè)輸出繼電器同時(shí)為ON，上、下、左、右的限位開關(guān)X

61、1-X5的長(zhǎng)閉觸點(diǎn)分別與控制機(jī)械手移動(dòng)的Y0-Y3的線圈串聯(lián)，以防止機(jī)械手運(yùn)行超程出現(xiàn)的事故。手動(dòng)程序用初始狀態(tài)繼電器S0控制，如下圖4-3:</p><p><b>　　圖4-3 手動(dòng)程序</b></p><p>　　4.3 自動(dòng)返回原點(diǎn)程序設(shè)計(jì) </p><p>　　自動(dòng)返回原點(diǎn)程序中，只需按下回原位按鈕X15即可，當(dāng)按下回原點(diǎn)啟動(dòng)按鈕時(shí)電

62、磁閥Y1動(dòng)作復(fù)位下降，然后電磁閥Y0動(dòng)作上升，撞上上限位開關(guān)X4是，電磁閥Y2復(fù)位運(yùn)行，接著電磁閥Y3動(dòng)作左行，撞上左限位開關(guān)X1時(shí)，SM8043回原點(diǎn)完成，用RST指令將回原點(diǎn)順序功能圖中的最后一步S12復(fù)位，回原點(diǎn)順序功能圖中的步應(yīng)使用S10-S19的狀態(tài)器。自動(dòng)返回原點(diǎn)功能就會(huì)實(shí)現(xiàn)，此順序功能圖如圖4-4所示</p><p>　　圖4-4 自動(dòng)返回原點(diǎn)的順序功能圖</p><p>

63、　　S1是回原點(diǎn)操作的初始狀態(tài)器，當(dāng)工作方式選擇開關(guān)置于X11時(shí)，S1為ON，進(jìn)入自動(dòng)回原點(diǎn)程序。</p><p>　　將自動(dòng)返回原點(diǎn)順序功能圖轉(zhuǎn)換為的梯形圖 梯形圖如圖4-5所示</p><p>　　圖4-5 自動(dòng)返回原點(diǎn)梯形圖</p><p>　　當(dāng)原點(diǎn)條件滿足時(shí)，特殊輔助繼電器M8044（原點(diǎn)條件）為ON，如圖4-6中的初始化程序。</p>&l

64、t;p>　　圖4-6 初始化程序</p><p>　　自動(dòng)返回原點(diǎn)結(jié)束后，用SET領(lǐng)將M8043（回原點(diǎn)完成）置為ON，并用RST指令將回原點(diǎn)順序功能圖中的最后一步S12復(fù)位，回原點(diǎn)順序功能圖中的步應(yīng)使用S10-S19的狀態(tài)器。</p><p>　　4.4 自動(dòng)程序設(shè)計(jì)</p><p>　　用STL指令設(shè)計(jì)的自動(dòng)程序的順序如圖所示特殊輔助繼電器M8041（轉(zhuǎn)換

65、 啟動(dòng)）M8044（原點(diǎn)條件）是從自動(dòng)程序的初始步S2轉(zhuǎn)換到下一步S20的轉(zhuǎn)換條件。機(jī)械手的一個(gè)工作周期（動(dòng)作順序）為下降、吸球、上升、右行、下降、釋放、 上升、左行返回。當(dāng)機(jī)械手在原點(diǎn)狀態(tài)時(shí)，按下啟動(dòng)按鈕，機(jī)械手下降到為達(dá)下限位X5時(shí)，X5處于斷電狀態(tài)，電磁鐵頭通電吸起大球，然后機(jī)械手上升，上升到上限位X4時(shí)，機(jī)械手臂右行。當(dāng)右行到大球右限位X2時(shí)，機(jī)械手下降，下降到下限位X5時(shí)電磁鐵斷電，釋放大球，大球被放入大球容器。然后回到原點(diǎn)。

66、當(dāng)機(jī)械手在原點(diǎn)時(shí)，按下啟動(dòng)按鈕，機(jī)械手下降到為達(dá)下限位X5時(shí)，X5接通，電磁鐵通電吸起小球，機(jī)械手上升，上升到上限位X4時(shí)，機(jī)械受臂右行，當(dāng)右行到小球右限位X3時(shí)機(jī)械手下降，下降到下限位X5時(shí)，電磁鐵斷電釋放小球到小球容器。然后回到原點(diǎn)位置，機(jī)械手分選大小球動(dòng)作完成。自動(dòng)程序的順序功能圖見(jiàn)4-7，梯形圖見(jiàn)4-8使用STL指令后，系統(tǒng)的自動(dòng)、手動(dòng)、單周、單步、回原點(diǎn)、多周等幾種工作方式的切換系統(tǒng)程序是系統(tǒng)自動(dòng)完成的，安排IST指令中的控制

67、工作方式用的是輸入繼電器X10~X17的元件順序，</p><p>　　圖4-7 自動(dòng)程序控制的順序功能</p><p>　　圖4-8（1） 自動(dòng)程序控制步進(jìn)梯形圖</p><p>　　機(jī)械手的一個(gè)工作周期（動(dòng)作順序）為下降、吸球、上升、右行、下降、釋放、 上升、左行返回。當(dāng)機(jī)械手在原點(diǎn)狀態(tài)時(shí)，按下啟動(dòng)按鈕，機(jī)械手下降到為達(dá)下限位X5時(shí)，X5處于斷電狀態(tài)，電磁鐵頭通

68、電吸起大球，然后機(jī)械手上升，上升到上限位X4時(shí)，機(jī)械手臂右行。當(dāng)右行到大球右限位X2時(shí)，機(jī)械手下降，下降到下限位X5時(shí)電磁鐵斷電，釋放大球，大球被放入大球容器。然后回到原點(diǎn)。</p><p>　　圖4-8（2）自動(dòng)程序控制步進(jìn)梯形圖</p><p>　　當(dāng)機(jī)械手在原點(diǎn)時(shí)，按下啟動(dòng)按鈕，機(jī)械手下降到為達(dá)下限位X5時(shí)，X5接通，電磁鐵通電吸起小球，機(jī)械手上升，上升到上限位X4時(shí)，機(jī)械受臂右行，

69、當(dāng)右行到小球右限位X3時(shí)機(jī)械手下降，下降到下限位X5時(shí)，電磁鐵斷電釋放小球到小球容器。然后回到原點(diǎn)位置，機(jī)械手分選大小球動(dòng)作完成。</p><p>　　圖4-8（3） 自動(dòng)程序控制步進(jìn)梯形圖</p><p>　　4.5 機(jī)械手抓大小球步進(jìn)梯形圖</p><p>　　機(jī)械手完整的控制的程序是由初始程序、手動(dòng)程序、自動(dòng)返回原點(diǎn)程序和自動(dòng)程序組成的，器步進(jìn)梯形圖如圖4-9

70、所示</p><p>　　圖4-9（1） 機(jī)械手抓大小球步進(jìn)梯形圖</p><p>　　圖4-9（2） 機(jī)械手抓大小球步進(jìn)梯形圖</p><p>　　圖4-9（3） 機(jī)械手抓大小球步進(jìn)梯形圖</p><p>　　4.6 機(jī)械手抓大小球PLC語(yǔ)句表</p><p>　　械手的初始化程序，自動(dòng)返回原點(diǎn)程序，手動(dòng)程序和自動(dòng)程

71、序設(shè)計(jì)好后，按圖4-1所示的自動(dòng)程序圖，將兩段程序嵌入，就可以得到整個(gè)系統(tǒng)的應(yīng)用程序。</p><p>　　根據(jù)梯形圖，寫出自動(dòng)程序的語(yǔ)句表如表4-1所示：</p><p>　　表4-1（1） 機(jī)械手抓大小球PLC語(yǔ)句表</p><p>　　表4-1（2）機(jī)械手抓大小球PLC語(yǔ)句表</p><p>　　表4-1（3）機(jī)械手抓大小球PLC語(yǔ)句表

72、</p><p><b>　　結(jié)論</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)主要是對(duì)機(jī)械手分選大小球的軟件程序設(shè)計(jì)，其中對(duì)機(jī)械手的工作方式進(jìn)行了進(jìn)一步的了解，對(duì)機(jī)械手的PLC型號(hào)的選擇，輸入輸出點(diǎn)分配以及I/O接線圖進(jìn)一步掌握。</p><p>　　機(jī)械手的工作方式主要有手動(dòng)，單步，單周期，連續(xù)，和回原點(diǎn)5種工作方式，利用限位開關(guān)來(lái)控制機(jī)械手走的行

73、程。利用開關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)手動(dòng)，單周期和復(fù)位等操作。機(jī)械手全部動(dòng)作由氣缸驅(qū)動(dòng)，而氣缸又由相應(yīng)的電磁閥控制。其中上升/下降和左移/右移分別由雙向線圈電磁閥控制。機(jī)械手的放松/加緊由單線圈電磁閥控制，通電時(shí)機(jī)械手夾緊，失電位放松。</p><p>　　此外還采用了IST初始化指令與步進(jìn)梯形指令相結(jié)合，對(duì)多種工作方式進(jìn)行簡(jiǎn)單化了。以前都是采用的移位寄存器或者繼電器，這種自動(dòng)操作的控制比較復(fù)雜化，不容易直接設(shè)計(jì)梯形圖及順序功能圖

74、，而且相對(duì)比較昂貴。本次采用的指令的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單，易懂，不過(guò)要和梯形步進(jìn)指令STL一起使用，才能控制多種工作方式。</p><p><b>　　謝辭</b></p><p>　　本文是在xx老師的悉心指導(dǎo)下完成的。導(dǎo)師為論文課題的研究提出了許多指導(dǎo)性的意見(jiàn)，為論文的撰寫、修改提供了許多具體的指導(dǎo)和幫助。xx老師的嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)、不斷探索的科研作風(fēng)，敏銳深邃的學(xué)術(shù)洞察力，孜孜不

75、倦的敬業(yè)精神，給我留下了深刻的印象，使我受益良多。在本文結(jié)束之際，特向我敬愛(ài)的導(dǎo)師致以最崇高的敬禮和深深的感謝！</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)是我作為一名學(xué)生即將完成學(xué)業(yè)的最后一次作業(yè)，他既是對(duì)學(xué)校所學(xué)知識(shí)的全面總結(jié)和綜合應(yīng)用，又為今后走向社會(huì)的實(shí)際操作應(yīng)用鑄就了一個(gè)良好開端，是我對(duì)所學(xué)知識(shí)理論的檢驗(yàn)與總結(jié)。</p><p>　　經(jīng)過(guò)近段的努力，使我順利的完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)。這份畢業(yè)設(shè)計(jì)既是對(duì)

76、過(guò)去三年所學(xué)知識(shí)的總結(jié)，又是自己學(xué)習(xí)提高的良機(jī)。</p><p>　　實(shí)踐是最好的老師。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，一方面可以發(fā)現(xiàn)自己的不足，糾正學(xué)習(xí)中的錯(cuò)誤；另一方面又可以積累豐富的知識(shí)，吸取別人好的方法和經(jīng)驗(yàn)，增強(qiáng)對(duì)復(fù)雜問(wèn)題的解決能力，摸索出一套解決綜合問(wèn)題的方法，為自己以后的工作和學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。</p><p>　　在此，我還要感謝在一起愉快的度過(guò)三年生活的xx各位同學(xué)，正是由于你們的幫助和

77、支持，我才能克服一個(gè)一個(gè)的困難和疑惑，直至本文的順利完成。在論文即將完成之際，我的心情無(wú)法平靜，從開始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長(zhǎng)、同學(xué)、朋友給了我無(wú)言的幫助，在這里請(qǐng)接受我誠(chéng)摯的謝意!最后我還要感謝培養(yǎng)我長(zhǎng)大含辛茹苦的父母，謝謝你們!</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]吳明亮，蔡夕忠. 可編程控制器實(shí)訓(xùn)教程．廣州：

78、化學(xué)工業(yè)出版社，2005.8.1</p><p>　　[2]鐘肇新．可編程控制器原理及應(yīng)用．廣州：華南理工大學(xué)出版， 2001</p><p>　　[3]廖常出．PLC編程及應(yīng)用．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001</p><p>　　[4]劉增良，劉國(guó)亭．電氣工程CAD．北京: 中國(guó)水利水電出版社，2002．</p><p>　　[5] 朱紹祥

79、.可編程控制器原理與應(yīng)用.上海：上海交大出版社，2010.3</p><p>　　[6] 廖常出. PLC基礎(chǔ)應(yīng)用.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002</p><p>　　[7] 俞國(guó)亮.PLC原理與應(yīng)用（三菱FX系列）.北京： 清華大學(xué)出版社，2001</p><p>　　[8] 易傳淥.可編程控制技術(shù)指南.上海：上?？破粘霭嫔纾?999.3.1</p>

80、<p>　　[9] 汪曉光，王艷丹編.可編程控制器原理及應(yīng)用(第2版)．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002</p><p>　　[10] 李道霖編.電氣控制與PLC原理及應(yīng)用.北京: 電子工業(yè)出版社，2004</p><p>　　[11] 郁漢琪.電氣控制與可編程序控制器應(yīng)用技術(shù).南京: 東南大學(xué)出版社，2003</p><p>　　[12]李道霖編.電氣控

81、制與PLC原理及應(yīng)用.北京: 電子工業(yè)出版社，2004</p><p>　　[13]高欽，編著.可編程邏輯控制器應(yīng)用技術(shù)與設(shè)計(jì)實(shí)例.北京：人民郵電出版社，2004</p><p>　　[14] 汪曉光，王艷丹編.可編程控制器原理及應(yīng)用(第2版).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002</p><p>　　[15] 李道霖編.電氣控制與PLC原理及應(yīng)用.北京: 電子工業(yè)出版社

82、，2004</p><p>　　[16] 郁漢琪.電氣控制與可編程序控制器應(yīng)用技術(shù).南京: 東南大學(xué)出版社，2003</p><p>　　[17] 陳忠華.可編程序控制器與工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2006</p><p>　　[18] 永勝, 王岷. 電器控制與PLC應(yīng)用．北京： 中國(guó)電力出版社，1998</p><p>　　

83、[19]高欽和.可編程邏輯控制器應(yīng)用技術(shù)與設(shè)計(jì)實(shí)例．北京：人民郵電出版社，2004</p><p>　　[20]汪興科,郭新照.基于PLC控制機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)分.東營(yíng)市技術(shù)學(xué)院,裝備制造技術(shù), 2008</p><p>　　[21] 汪曉光，王艷丹編.可編程控制器原理及應(yīng)用(第2版)．,北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002</p><p>　　[22]陳忠華.可編程序控制

84、器與工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006</p><p><b>　　外文資料翻譯</b></p><p>　　The development and research robots</p><p>　　Robot is a type of mechantronics equipment which synthesizes the

85、last research achievement of engine and precision engine, micro-electronics and computer, automation control and drive, sensor and message dispose and artificial intelligence and so on. With the development of economic a

86、nd the demand for automation control, robot technology is developed quickly and all types of the robots products are come into being. The practicality use of robot products not only solves the problems which are dif</

87、p><p>　　At present, the research and development of robot involves several kinds of technology and the robot system configuration is so complex that the cost at large is high which to a certain extent limit the

88、 robot abroad use. To development economic practicality and high reliability robot system will be value to robot social application and economy development. With the rapid progress with the control economy and expanding

89、of the modern cities, the let of sewage is increasing quickly: With the develo</p><p>　　The purpose of manipulator control is to maintain the dynamic response of a computer-based manipulator in accordance wi

90、th some prespecified system performance and desired goals. In general, the dynamic performance of a manipulator directly depends on the efficiency of the control algorithms and the dynamic model of the manipulator. The c

91、ontrol problem consists of obtaining dynamic models of the physical robot arm system and then specifying corresponding control laws or strategies to achieve the </p><p>　　Current industrial approaches to rob

92、ot arm control treat each joint of the robot arm as a simple joint servomechanism. The servomechanism approach models the varying dynamics of a manipulator inadequately because it neglects the motion and configuration of

93、 the whole arm mechanism. These changes in the parameters of the controlled system sometimes are significant enough to render conventional feedback control strategies ineffective. The result is reduced servo response spe

94、ed and damping, limiting</p><p>　　In the industrial production and other fields, people often endangered by such factors as high temperature, corrode, poisonous gas and so forth at work, which have increased

95、 labor intensity and even jeopardized the life sometimes. The corresponding problems are solved since the robot arm comes out. The robot arms can catch, put and carry objects, and its movements are flexible and diversifi

96、ed. It applies to medium and small-scale automated production in which production varieties can be switched</p><p><b>　　機(jī)械手的發(fā)展與研究</b></p><p>　　機(jī)器人是典型的機(jī)電一體化裝置，它綜合運(yùn)用了機(jī)械與精密機(jī)械、微電子與計(jì)算機(jī)、自動(dòng)

97、控制與驅(qū)動(dòng)、傳感器與信息處理以及人工智能等多學(xué)科的最新研究成果，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和各行各業(yè)對(duì)自動(dòng)化程度要求的提高，機(jī)器人技術(shù)得到了迅速發(fā)展，出現(xiàn)了各種各樣的機(jī)器人產(chǎn)品。現(xiàn)代工業(yè)機(jī)器人是人類真正的奇跡工程。一個(gè)像人那么大的機(jī)器人可以輕松地抬起超過(guò)一百磅并可以在誤差+-0.006英寸誤差范圍內(nèi)重復(fù)的移動(dòng)。更重要的是這些機(jī)器人可以每天24小時(shí)永不停止地工作。在許多應(yīng)用中（特別是在自動(dòng)工業(yè)中）他們是通過(guò)編程控制的，但是他們一旦編程一次，他們可以重

98、復(fù)地做同一工作許多年。機(jī)器人產(chǎn)品的實(shí)用化，既解決了許多單靠人力難以解決的實(shí)際問(wèn)題，又促進(jìn)了工業(yè)自動(dòng)化的進(jìn)程。 </p><p>　　目前，由于機(jī)器人的研制和開發(fā)涉及多方面的技術(shù)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，開發(fā)和研制的成本普遍較高，在某種程度上限制了該項(xiàng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，因此，研制經(jīng)濟(jì)型、實(shí)用化、高可靠性機(jī)器人系統(tǒng)具有廣泛的社會(huì)現(xiàn)實(shí)意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。 由于我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和城市化的快速發(fā)展，城市污水排放量增長(zhǎng)很快，污水處理己經(jīng)

99、擺在了人們的議事日程上來(lái)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人類知識(shí)水平的提高，人們?cè)絹?lái)越認(rèn)識(shí)到污水處理的重要性和迫切性，科學(xué)家和研究人員發(fā)現(xiàn)塑料制品在水中是用于污水處理的很有效的污泥菌群的附著體。塑料制品的大量需求，使得塑料制品生產(chǎn)的自動(dòng)化和高效率要求成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然。 本文結(jié)合塑料一次擠出成型機(jī)和塑料抓取機(jī)械手的研制過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，綜述近兒年機(jī)器人技術(shù)研究和發(fā)展的狀況，在充分發(fā)揮機(jī)、電、軟、硬件各自特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的基礎(chǔ)上，對(duì)物料抓取機(jī)械手整體

100、機(jī)械結(jié)構(gòu)、傳動(dòng)系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)裝置和控制系統(tǒng)進(jìn)行了分析和設(shè)計(jì)，提出了一套經(jīng)濟(jì)型設(shè)計(jì)方案。采用直角坐標(biāo)和關(guān)節(jié)坐標(biāo)相結(jié)合的框架式機(jī)械結(jié)構(gòu)形式，這種方式能夠提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和操作靈活性。傳動(dòng)裝置的作用是將驅(qū)動(dòng)元件的動(dòng)力傳遞給機(jī)器人機(jī)械手相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)各種必要的運(yùn)動(dòng)，傳動(dòng)方式上采用結(jié)構(gòu)緊湊</p><p>　　研究機(jī)械手控制的目的是保持以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的機(jī)械手的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，以便與一些預(yù)先設(shè)定的系統(tǒng)性能和理想目標(biāo)保持一致。一

101、般情況下，機(jī)械手的動(dòng)態(tài)性能直接依賴于控制算法的效率和機(jī)械手的動(dòng)態(tài)模型。控制問(wèn)題包括獲得自然的機(jī)械手系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)模型，然后指定相應(yīng)的控制規(guī)則或步驟以達(dá)到想要的系統(tǒng)響應(yīng)和性能。</p><p>　　目前的工業(yè)機(jī)械臂控制將每一個(gè)機(jī)械臂的聯(lián)合看做一個(gè)簡(jiǎn)單的聯(lián)合伺服。伺服方法不能充分地模仿不同的動(dòng)力學(xué)機(jī)械手，因?yàn)樗雎粤藱C(jī)械手整體的運(yùn)動(dòng)和配置。這些控制系統(tǒng)的參數(shù)的變化有時(shí)是足夠重要，以至于使常規(guī)的反饋控制方法失效。其結(jié)果是減

102、少了伺服響應(yīng)的速度和阻尼，限制了精度和最終效應(yīng)的速度，使系統(tǒng)僅適用于有限精度的工作。機(jī)械手以這種方式控制速度降低而沒(méi)有不必要的震動(dòng)。任何在這一領(lǐng)域和其它領(lǐng)域的機(jī)械臂性能增益要求更有效率的動(dòng)態(tài)模型、精密的控制方法、專門的計(jì)算機(jī)架構(gòu)和并行處理技術(shù)。</p><p>　　在工業(yè)生產(chǎn)和其他領(lǐng)域內(nèi)，由于工作的需要，人們經(jīng)常受到高溫、腐蝕及有毒氣體等因素的危害，增加了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，甚至于危及生命。自從機(jī)械手問(wèn)世以來(lái)，相應(yīng)的

103、各種難題迎刃而解。機(jī)械手可在空間抓、放、搬運(yùn)物體，動(dòng)作靈活多樣，適用于可變換生產(chǎn)品種的中、小批量自動(dòng)化生產(chǎn)，廣泛應(yīng)用于柔性自動(dòng)線。機(jī)械手一般由耐高溫，抗腐蝕的材料制成，以適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)惡劣的環(huán)境，大大降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率。機(jī)械手是工業(yè)機(jī)器人的重要組成部分，在很多情況下它就可以稱為工業(yè)機(jī)器人。工業(yè)機(jī)器人是集機(jī)械、電子、控制、計(jì)算機(jī)、傳感器、人工智能等多學(xué)科先進(jìn)技術(shù)于一體的現(xiàn)代制造業(yè)重要的自動(dòng)化裝備。廣泛采用工業(yè)機(jī)器人，不僅可以提