工業(yè)機(jī)械手控制課程設(shè)計(jì)

1、-學(xué)院PLC控制課程設(shè)計(jì)題 目:工業(yè)機(jī)械手控制 專 業(yè)：機(jī)電一體化技術(shù) 班 級(jí)：機(jī)電 班 學(xué) 號(hào)：姓 名： 指導(dǎo)老師：2015 年 月 日摘要可編程邏輯控制器PLC于70年代產(chǎn)生于美國(guó)。1969年，美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司(BEC公司)，研制出了第一臺(tái)可編程控制器PDP-14,在美國(guó)通用公司的生產(chǎn)線上試用成功，并取得了滿意的結(jié)果，可編程控制器由此產(chǎn)生?？删幊炭刂破髯詥?wèn)世以來(lái)，發(fā)展極為迅速。1971年，日本開(kāi)始生產(chǎn)可編程控制器，1973年，歐洲開(kāi)始生產(chǎn)可編程控制器。到現(xiàn)在世界各國(guó)的一些著名電器工廠幾乎都在生產(chǎn)可編程控制器裝置，可編制控制器已作為一個(gè)獨(dú)立的工業(yè)設(shè)備被列入生產(chǎn)中，成為當(dāng)代電控裝置的主導(dǎo)。早期

2、的可編程控制器主要有分立元件和小規(guī)模集成電路組成，它采用了一些計(jì)算機(jī)技術(shù)，但簡(jiǎn)化了計(jì)算機(jī)的內(nèi)部電路，對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境適應(yīng)性較好，指令系統(tǒng)簡(jiǎn)單一般只具有邏輯運(yùn)算的功能。隨著微電子技術(shù)和集成電路的發(fā)展，特別是微處理器和計(jì)算器的迅速發(fā)展，在20世紀(jì)70年代中期，美日 德等國(guó)的一些廠家在可編程控制器中開(kāi)始更多的引入微機(jī)技術(shù)，微處理器及其他大規(guī)模集成 電路芯片成為其核心部件，使可編程控制器的性能價(jià)格比產(chǎn)生了新的突破。現(xiàn)在的可編程控制器都采用了微處理器（CPU),只讀存儲(chǔ)器（ROM）隨機(jī)處理器（RAM）或是單片機(jī)作為作為其核心。近來(lái)，可編程控制器的發(fā)展更為迅猛，更新?lián)Q代周期大約為3年左右，其結(jié)構(gòu)不斷改進(jìn)，功

3、能日益增強(qiáng)，性能價(jià)格比越來(lái)越高。展望未來(lái)，可編程控制器在規(guī)模和功能上將向兩大方向發(fā)展一方面大型可編程控制器不斷高速，大容量和高功能方向發(fā)展。另一方面，發(fā)展簡(jiǎn)易經(jīng)濟(jì)的超小型可編程控制器，以適應(yīng)單機(jī)控制，小型自動(dòng)化的需要。關(guān)鍵詞：集成電路、單片機(jī)、自動(dòng)化目錄前 言1第一章 工業(yè)機(jī)械手的意義2第二章 工業(yè)機(jī)械手的用途和現(xiàn)狀32.1 工業(yè)機(jī)械手的用途32.2 工業(yè)機(jī)械手的現(xiàn)狀4第三章 PLC的應(yīng)用和任務(wù)分析83.1 PLC應(yīng)用83.2任務(wù)分析9第四章 機(jī)械手臂控制的硬件部分104.1I/O分配104.2工業(yè)機(jī)械手接線圖11第五章 機(jī)械手臂的軟件部分125.1工業(yè)機(jī)械手流程圖125.2工業(yè)機(jī)械手梯形圖1

4、35.3工業(yè)機(jī)械手助記符14總結(jié)15參考文獻(xiàn)16前 言可編程控制器是以微處理器為核心，綜合計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)發(fā)展起來(lái)的一種新型工業(yè)自動(dòng)控制裝置。經(jīng)過(guò)30多年的發(fā)展，在工業(yè)生產(chǎn)中獲得極其廣泛的應(yīng)用。目前，可編程控制器成為工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中最重要、應(yīng)用最多的控制裝置之一，居工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化三大支柱（可編程控制器、機(jī)器人、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造）的首位。由于早期的可編程控制器主要是用來(lái)替代接觸器繼電器控制系統(tǒng)，因此功能較為簡(jiǎn)單，只能進(jìn)行開(kāi)關(guān)量邏輯控制，稱為可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，PLC）。隨著微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，20

5、世紀(jì)70年代后期微處理器被用作可編程控制器的中央處理單元（Central Processing Unit，CPU），從而大大擴(kuò)展了可編程控制器的功能，除了進(jìn)行開(kāi)關(guān)量邏輯控制外，還具有模型控制、高速計(jì)數(shù)、PID回路調(diào)節(jié)、遠(yuǎn)程I/O和網(wǎng)絡(luò)通信等許多功能。1980年，美國(guó)電器制造商協(xié)會(huì)正式將其命名為可編程控制器（Programmable Logic Controller，PLC）。16第一章 工業(yè)機(jī)械手的意義工業(yè)機(jī)械手的意義如下：1、以提高生產(chǎn)過(guò)程中的自動(dòng)化程度2、以改善勞動(dòng)條件，避免人身事故3、可以減輕人力，并便于有節(jié)奏的生產(chǎn)   綜上所述，有效的應(yīng)用機(jī)械手，是發(fā)展機(jī)械工業(yè)的必

6、然趨勢(shì)。 機(jī)械手臂是具有模仿人類手臂功能并可完成各種作業(yè)的自動(dòng)化設(shè)備，這種機(jī)器人系統(tǒng)有多關(guān)節(jié)連結(jié)并允許在平面或三度空間進(jìn)行運(yùn)動(dòng)或使用線性位移動(dòng)。  構(gòu)造上由機(jī)械主體、控制器、伺服機(jī)構(gòu)和感應(yīng)器所組成，可以根據(jù)產(chǎn)品的不同設(shè)置一定的指定動(dòng)作。機(jī)器人的運(yùn)作由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)移動(dòng)一只手臂，張開(kāi)或關(guān)閉一個(gè)夾子的動(dòng)作，并精確的回饋至可編程邏輯的控制器。這種自動(dòng)裝置機(jī)械手，以完成“腕部以及手部”的動(dòng)作為主要素求，可以由熟練的操作者將作業(yè)順序輸入后，就能依樣照作并且反復(fù)完成無(wú)數(shù)次的的正確規(guī)律運(yùn)作。也就是說(shuō)在經(jīng)過(guò)最初的調(diào)試后，有不換產(chǎn)品的情況下，機(jī)械手可以一直不停的工作。第二章 工業(yè)機(jī)械手的用途和現(xiàn)

7、狀2.1 工業(yè)機(jī)械手的用途用機(jī)械手不僅可以提高產(chǎn)品質(zhì)量，更可以節(jié)省人工，提高生產(chǎn)效率，而且在有些人不能使用人工的作業(yè)環(huán)境下工業(yè)機(jī)器人就能幫作業(yè)。當(dāng)人還有很多方面是我們必須使用機(jī)械手來(lái)幫我們完成的，        安全性高。使用人手進(jìn)和模內(nèi)取產(chǎn)品，如果注塑機(jī)故障或誤按鍵造成合模，有夾傷工人手之危險(xiǎn)，使用機(jī)械手確保安全。  節(jié)省人工。機(jī)械手取出產(chǎn)品放置在輸入帶或承接臺(tái)上，只需一人看管或一人同時(shí)看兩臺(tái)甚至更多臺(tái)注塑機(jī)，可節(jié)省人工，做成自動(dòng)流水線更能節(jié)省廠地，所這整廠規(guī)劃更小更緊湊精致。 &#

8、160;提高效率和品質(zhì)。如一成型周期為30秒，人工取出時(shí)間為6秒，機(jī)械手取出為1.5秒的15千瓦的120噸注塑機(jī)，人工取出產(chǎn)品一個(gè)班8小時(shí)來(lái)計(jì)算可以成型800模，使用機(jī)械手可提高到915模，生產(chǎn)效率提高了14%,8小時(shí)注塑機(jī)用電量為120度(以千瓦每小時(shí)1度電計(jì)算)便用機(jī)械手后用電量節(jié)省120*14%=17度。  延長(zhǎng)注塑機(jī)的使用壽命。人員取出產(chǎn)品需要頻繁的開(kāi)關(guān)安全門，會(huì)造成注塑機(jī)某些部件壽命減短甚至于損壞，影響生產(chǎn)。使用機(jī)要手則不需要頻繁的開(kāi)關(guān)安全門。  降低產(chǎn)品不良率。剛成型產(chǎn)品還有未完全冷確，存在余溫人手取出會(huì)造成手痕且人工取出用力不均取出產(chǎn)品存在

9、不均的變型。機(jī)械手采用無(wú)紋吸具抱具用力均勻使之產(chǎn)品質(zhì)量大有提升。  預(yù)防模具損壞。人員有時(shí)會(huì)忘了取出產(chǎn)品，合模會(huì)造成模具損壞，機(jī)械手若未取出產(chǎn)品，會(huì)自動(dòng)報(bào)警停機(jī)，絕對(duì)不會(huì)傷到模具。  節(jié)省原料，降低成本。人員取出時(shí)時(shí)間不定，會(huì)造成產(chǎn)品縮水、變型（料管若過(guò)火。需重新注塑會(huì)浪費(fèi)原料）因機(jī)械手取出時(shí)間固定，所以品質(zhì)穩(wěn)定。  節(jié)省人工。使用機(jī)械手，水口與產(chǎn)品可自動(dòng)分開(kāi)放置。不需要再挑選，可節(jié)省人工，若用隨機(jī)粉碎自動(dòng)抽到料桶內(nèi)，可更節(jié)省時(shí)間和原料。  優(yōu)質(zhì)客戶也希望選擇有機(jī)械手的注塑廠家合作，使用機(jī)械手很大程度上克服了人工的

10、惰性可準(zhǔn)確算出日產(chǎn)量與交期。使用機(jī)械手可增加企業(yè)的竟?fàn)幜?，更是一未?lái)最大的趨勢(shì)。  市場(chǎng)是的焊機(jī)機(jī)器人多種多樣，焊機(jī)產(chǎn)品沒(méi)有100也有50之多，但是為什么OTC焊機(jī)、OTC機(jī)器人能夠占領(lǐng)焊接市場(chǎng)，為眾多商家購(gòu)買使用，這和器獨(dú)有的技術(shù)優(yōu)勢(shì)是分不開(kāi)的。  首先OTC機(jī)器人的控制箱，基于OS系統(tǒng)的機(jī)器人軟件，可以在機(jī)器人控制箱內(nèi)進(jìn)行所有的有關(guān)操作，對(duì)各種應(yīng)用功能都能適應(yīng)。還有就是PC上的操作性能非常優(yōu)良，保養(yǎng)工作也比較高效，同時(shí)利用先進(jìn)的PLC功能。2其次對(duì)于弧焊機(jī)器人機(jī)器人來(lái)說(shuō)，裝置更加優(yōu)良a、電纜內(nèi)藏機(jī)器人。由于同軸電纜內(nèi)藏于機(jī)器人本體中，避免了與工件及夾具的干涉。

11、b、機(jī)器人RS（回抽絲起弧）功能。使用機(jī)器人的自動(dòng)化焊接生產(chǎn)線上影響生產(chǎn)性的一個(gè)重要現(xiàn)象是臨時(shí)停止，而影響這一現(xiàn)象原因是起弧不良。而OTC機(jī)器人在使用伺服送絲裝置時(shí)就開(kāi)發(fā)了RS功能。c、焊接電源的控制。OTC機(jī)器人在焊接電源上使用了CAN通信技術(shù)，而CAN具有高反應(yīng)性和高可靠性，且同時(shí)具有高耐溫性和抗干擾性。最后，點(diǎn)焊機(jī)機(jī)器人利用RH的控制特性，具有以下的幾個(gè)特點(diǎn)：掌握能量狀態(tài)，減少點(diǎn)焊火花；即使使用已消耗的電極也能得到最佳的打點(diǎn)；能夠減少由于間隙引起的打點(diǎn)不良；能夠減少由于分流引起的打點(diǎn)不良；即使連續(xù)打點(diǎn)也沒(méi)有不必要的電耗；由于連續(xù)打點(diǎn)的增加，延長(zhǎng)了電極修磨器的刀片的壽命。 

12、60; OTC焊機(jī)、焊接機(jī)器人在市場(chǎng)上的應(yīng)用非常廣泛，這些都是與其優(yōu)良的技術(shù)，先進(jìn)的科技是分不開(kāi)的，也是OTC機(jī)器人、OTC焊機(jī)在市場(chǎng)上取得優(yōu)良成績(jī)的原因。2.2 工業(yè)機(jī)械手的現(xiàn)狀機(jī)械手是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。機(jī)械手是最早出現(xiàn)的工業(yè)機(jī)器人，也是最早出現(xiàn)的現(xiàn)代機(jī)器人，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。2.2.1歷史由來(lái)它是在早期出現(xiàn)的古代機(jī)器人基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，機(jī)械手研究始于20世紀(jì)中期，隨著計(jì)算機(jī)和自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，特別

13、是1946年第一臺(tái)數(shù)字電子計(jì)算機(jī)問(wèn)世以來(lái)，計(jì)算機(jī)取得了驚人的進(jìn)步，向高速度、大容量、低價(jià)格的方向發(fā)展。同時(shí)，大批量生產(chǎn)的迫切需求推動(dòng)了自動(dòng)化技術(shù)的進(jìn)展，又為機(jī)器人的開(kāi)發(fā)奠定了基礎(chǔ)。另一方面，核能技術(shù)的研究要求某些操作機(jī)械代替人處理放射性物質(zhì)。在這一需求背景下，美國(guó)于1947年開(kāi)發(fā)了遙控機(jī)械手，1948年又開(kāi)發(fā)了機(jī)械式的主從機(jī)械手。機(jī)械手首先是從美國(guó)開(kāi)始研制的。1954年美國(guó)戴沃爾最早提出了工業(yè)機(jī)器人的概念，并申請(qǐng)了專利。該專利的要點(diǎn)是借助伺服技術(shù)控制機(jī)器人的關(guān)節(jié)，利用人手對(duì)機(jī)器人進(jìn)行動(dòng)作示教，機(jī)器人能實(shí)現(xiàn)動(dòng)作的記錄和再現(xiàn)。這就是所謂的示教再現(xiàn)機(jī)器人?，F(xiàn)有的機(jī)器人差不多都采用這種控制方式。195

14、8年美國(guó)聯(lián)合控制公司研制出第一臺(tái)機(jī)械手鉚接機(jī)器人。作為機(jī)器人產(chǎn)品最早的實(shí)用機(jī)型（示教再現(xiàn)）是1962年美國(guó)AMF公司推出的“VERSTRAN”和UNIMATION公司推出的“UNIMATE”。這些工業(yè)機(jī)器人主要由類似人的手和臂組成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。 2.2.2構(gòu)成 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)，使手部完成各種轉(zhuǎn)動(dòng)（擺動(dòng)

15、）、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23個(gè)自由度?？刂葡到y(tǒng)是通過(guò)對(duì)機(jī)械手每個(gè)自由度的電機(jī)的控制，來(lái)完成特定動(dòng)作。同時(shí)接收傳感器反饋的信息，形成穩(wěn)定的閉環(huán)控制。控制系統(tǒng)的核心通常是由單片機(jī)或dsp等微控制芯片構(gòu)成，通過(guò)對(duì)其編程實(shí)現(xiàn)所要功能。 2.2.3 分類 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)械手；按適用范圍可分為

16、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。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、累等勞動(dòng)條件。機(jī)械手首先是從美國(guó)開(kāi)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。  2.2.4 多關(guān)節(jié)機(jī)械手的優(yōu)勢(shì)多關(guān)節(jié)機(jī)械手的優(yōu)點(diǎn)是:動(dòng)作靈活、運(yùn)動(dòng)慣性小、通用性強(qiáng)、能抓取靠近機(jī)座的工件，并能繞過(guò)機(jī)體和

17、工作機(jī)械之間的障礙物進(jìn)行工作.隨著生產(chǎn)的需要，對(duì)多關(guān)節(jié)手臂的靈活性，定位精度及作業(yè)空間等提出越來(lái)越高的要求。多關(guān)節(jié)手臂也突破了傳統(tǒng)的概念，其關(guān)節(jié)數(shù)量可以從三個(gè)到十幾個(gè)甚至更多，其外形也不局限于象人的手臂，而根據(jù)不同的場(chǎng)合有所變化，多關(guān)節(jié)手臂的優(yōu)良性能是單關(guān)節(jié)機(jī)械手所不能比擬的。 2.2.5油田鉆柱操作機(jī)械手 本產(chǎn)品由山東科技大學(xué)研發(fā)而成，主要用于鉆井時(shí)的鉆桿、鉆鋌等的裝、卸工作。操作機(jī)械手設(shè)計(jì)有兩個(gè)，一個(gè)坐落在一層臺(tái)井口旁邊2米左右處，簡(jiǎn)稱為下手；一個(gè)坐落在二層臺(tái)上的中心臺(tái)上，簡(jiǎn)稱為上手。下手的腰部回轉(zhuǎn)角度120°，最大伸縮距離為5.7米，有5個(gè)運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)，在手臂做伸縮運(yùn)動(dòng)時(shí)，手部保持

18、水平平動(dòng)。上手的腰部回轉(zhuǎn)角度為310°，最大伸縮距離2800mm，上手有9個(gè)運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)，手臂做伸縮運(yùn)動(dòng)時(shí)，手部保持水平平動(dòng)。機(jī)械手采用手動(dòng)比例閥控制下的液壓控制方式。機(jī)械手可以完成的操作對(duì)象參數(shù)為：鉆柱高30m；鉆桿重量為：40Kg/m，總重1200Kg；鉆鋌（七英寸直徑）重量為：180Kg/m，總重5400Kg。 2.2.6 硬臂式助力機(jī)械手 硬臂式助力機(jī)械手與氣動(dòng)平衡吊和軟索式助力機(jī)械手一樣都具有全行程“漂浮”功能，區(qū)別是在有扭矩產(chǎn)生的情況下無(wú)法使用氣動(dòng)平衡吊或是軟索式助力機(jī)械手，而必須選用硬臂式助力機(jī)械手。比如在工件重心遠(yuǎn)離臂懸掛點(diǎn)，或是工件需要翻轉(zhuǎn)或傾斜情況下，必須選

19、用硬臂式助力機(jī)械手，還有在廠房高度有限情況下，可以選用硬臂式助力機(jī)械手。硬臂式助力機(jī)械手可以實(shí)現(xiàn)提升最大500Kg的工件，半徑最大可以達(dá)到3000mm，提升高度最大2500mm。根據(jù)起吊工件重量不同，應(yīng)選擇符合最大工件重量的最小型號(hào)的機(jī)器，如果我們用最大負(fù)載200Kg的機(jī)械手來(lái)搬運(yùn)30Kg的工件，那么操作性能肯定不好，感覺(jué)很笨重。配有儲(chǔ)氣罐，可在斷氣情況下繼續(xù)使用一個(gè)循環(huán)，同時(shí)會(huì)報(bào)警，提醒操作者，在氣壓下降到一定程度，啟動(dòng)自鎖功能，防止工件下降。并設(shè)有安全系統(tǒng)，在搬運(yùn)過(guò)程中或是工件沒(méi)有被放置在安全表面時(shí)，操作者不能釋放工件。上海永乾制造的助力機(jī)械手（含硬臂式、軟索式）還可以在用戶現(xiàn)場(chǎng)氣壓不足的

20、情況下，增加增壓泵，可以使設(shè)備運(yùn)行更加平穩(wěn)。配合各種非標(biāo)夾具，硬臂式助力機(jī)械手可以實(shí)現(xiàn)起吊各種形狀的工件。安裝形式可以是地面固定、懸掛固定或是導(dǎo)軌移動(dòng)。2.2.7軟索式機(jī)械手軟索式機(jī)械手的功能與氣動(dòng)平衡吊類似，具有全行程的“漂浮”功能，但是提升位移比氣動(dòng)平衡吊要小，最大只有3000mm，而且最大負(fù)載只有450Kg。配有儲(chǔ)氣罐，可在斷氣情況下繼續(xù)使用一個(gè)循環(huán)，同時(shí)會(huì)報(bào)警，提醒操作者。配合各種非標(biāo)夾具，軟索式助力機(jī)械手可以實(shí)現(xiàn)起吊各種形狀的工件。安裝形式可以固定地面或懸掛固定使用，不能使用導(dǎo)軌式。 2.2.8T型助力機(jī)械手  區(qū)別于硬臂式助力機(jī)械手的是T型助力機(jī)械手沒(méi)有雙關(guān)節(jié)機(jī)

21、械臂，它的前后左右位移靠導(dǎo)軌來(lái)實(shí)現(xiàn)。由于T型助力機(jī)械手沒(méi)有機(jī)械臂，因而它比硬臂式顯得小巧，更適合于操作空間狹小的場(chǎng)合。T型助力機(jī)械手的最大負(fù)載要比硬臂式小，只有200Kg，但提升高度可以根據(jù)客戶要求設(shè)計(jì)，而且搬運(yùn)范圍要比硬臂式大的多。配有儲(chǔ)氣罐，可在斷氣情況下繼續(xù)使用一個(gè)循環(huán)，同時(shí)會(huì)報(bào)警，提醒操作者，在氣壓下降到一定程度，啟動(dòng)自鎖功能，防止工件下降。并設(shè)有安全系統(tǒng)，在搬運(yùn)過(guò)程中或是工件沒(méi)有被放置在安全表面時(shí)，操作者不能釋放工件。配合各種非標(biāo)夾具，硬臂式助力機(jī)械手可以實(shí)現(xiàn)起吊各種形狀的工件。安裝形式為導(dǎo)軌移動(dòng)。第三章 PLC的應(yīng)用和任務(wù)分析3.1 PLC應(yīng)用目前，PLC在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、

22、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂(lè)等各個(gè)行業(yè)，使用情況主要分為如下幾類：1.開(kāi)關(guān)量邏輯控制取代傳統(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。如注塑機(jī)、印刷機(jī)、訂書(shū)機(jī)械、組合機(jī)床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等。2.工業(yè)過(guò)程控制在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，存在一些如溫度、壓力、流量、液位和速度等連續(xù)變化的量（即模擬量），PLC采用相應(yīng)的A/D和D/A轉(zhuǎn)換模塊及各種各樣的控制算法程序來(lái)處理模擬量，完成閉環(huán)控制。PID調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的一種調(diào)節(jié)方法。過(guò)程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場(chǎng)合有非常廣泛的

23、應(yīng)用。3.運(yùn)動(dòng)控制 PLC可以用于圓周運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)的控制。一般使用專用的運(yùn)動(dòng)控制模塊，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，廣泛用于各種機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人、電梯等場(chǎng)合。4.數(shù)據(jù)處理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。數(shù)據(jù)處理一般用于如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。5.通信及聯(lián)網(wǎng) PLC通信含PLC間的通信及PLC與其它智能設(shè)備間的通信。隨著工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，現(xiàn)在的PLC都具有通信接口，通信非常方便。3.2任務(wù)分析 按下啟動(dòng)按鈕，輸入繼電器X0接通。內(nèi)部輔助繼

24、電器R1接通并自鎖，機(jī)械手開(kāi)始工作。在R1接通瞬間，經(jīng)上升沿微分，使R2接通一個(gè)掃描周期，執(zhí)行MV指令，將常數(shù)K1送入移位寄存器WR1。使R10=1，則R10的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，輸出繼電器Y3接通，手臂上升。當(dāng)手臂上升到上限為時(shí)，輸入繼電器X5接通，內(nèi)部輔助繼電器R3接通，其常開(kāi)觸點(diǎn)接在移位指令SR的CP端，使移位寄存器WR1中的各位左移1位，即R11接通，輸出繼電器Y1接通，手臂左旋。當(dāng)手臂作旋到位時(shí)，輸入繼電器X3接通，內(nèi)部輔助繼電器R3發(fā)一個(gè)移位脈沖，移位寄存器WR1左移1位。即R12接通，輸出繼電器Y4接通，手臂下降。當(dāng)手臂降到下限位時(shí)。輸入繼電器X6接通，內(nèi)部輔助繼電器R3發(fā)一個(gè)移位脈沖

25、，移位寄存器WR1左移1位，即R13接通，輸出繼電器Y0接通，傳送帶A運(yùn)行。當(dāng)光電開(kāi)關(guān)檢測(cè)到物品時(shí)，輸入繼電器X7接通，內(nèi)部輔助繼電器R3發(fā)一個(gè)移位脈沖，移位寄存器WR1左移1位，即R14接通，輸出繼電器Y5接通，手指抓緊。當(dāng)物品已抓緊時(shí)，輸入繼電器Y2接通，內(nèi)部輔助繼電器R3發(fā)一個(gè)移位脈沖，移位寄存器WR1左移1位，即R15接通，輸出繼電器Y3接通，手臂上升。當(dāng)手臂上升到上限位時(shí)，輸入繼電器X5接通，內(nèi)部輔助繼電器R3發(fā)一個(gè)移位脈沖，移位寄存器WR1左移1位，即R16接通，輸出繼電器Y2接通，手臂右旋。當(dāng)手臂右旋到位時(shí)，輸入繼電器X4接通，內(nèi)部輔助繼電器R3發(fā)一個(gè)移位脈沖，移位寄存器WR1左

26、移1位，即R17接通。輸出繼電器Y4接通，手臂下降，當(dāng)手臂降到下限位時(shí)，輸入繼電器X6接通，內(nèi)部輔助繼電器R3發(fā)一個(gè)移位脈沖，移位寄存器通道WR1左移1位，即R18接通，輸出繼電器Y6接通。第四章 機(jī)械手臂控制的硬件部分4.1I/O分配 機(jī)械手臂控制PLC輸入/輸出點(diǎn)分配如下（表1）：輸入電器輸入點(diǎn)輸出電器輸出點(diǎn)啟動(dòng)按鈕X0輸送帶A驅(qū)動(dòng)接觸器KMY0停止按鈕（常開(kāi)）X1手臂左旋電磁閥YV1Y1手臂抓緊檢測(cè)開(kāi)關(guān)LS1X2手臂右旋電磁閥YV2Y2手臂左旋檢測(cè)開(kāi)關(guān)LS2X3手臂上升電磁閥YV3Y3手臂右旋檢測(cè)開(kāi)關(guān)LS3X4手臂下降電磁閥YV4Y4手臂上升檢測(cè)開(kāi)關(guān)LS4X5手臂抓緊電磁閥YV5Y5手臂下降檢測(cè)開(kāi)關(guān)LS5X6手臂放松電磁閥YV6X6物品檢測(cè)光電開(kāi)關(guān)PS1X7表1機(jī)械手臂控制PLC輸入/輸出點(diǎn)分配4.2工業(yè)機(jī)械手接線圖如下（圖1）：（圖1）第五章 機(jī)械手臂的軟件部分5.1工業(yè)機(jī)械手流程圖如下（圖2）：圖2工業(yè)機(jī)械手流程圖5.2工業(yè)機(jī)械手梯形圖如下（圖3）：圖3工業(yè)機(jī)械手梯形圖5.3工業(yè)機(jī)械手助記符如下（圖4）： 圖4工業(yè)機(jī)械手助記符總結(jié)通過(guò)這一次設(shè)計(jì)，讓我熟悉了PLC軟件的運(yùn)作，對(duì)機(jī)械手的發(fā)展和運(yùn)行有了很多認(rèn)識(shí)。特別是驚嘆于多關(guān)節(jié)機(jī)械手的人性化控制。在裝配線上采用PLC控制