基于plc的机械手控制新版系统标准设计优质毕业设计.doc

Xinyu University毕业设计(论文)基于PLC机械手控制系统设计学生姓名:何友良学 号:专 业:电气工程及其自动化指导老师:谢富珍 副教授学 院:电气和电子工程江西新余独创性申明本人郑重申明：所呈交毕业设计（论文）是本人在指导老师指导下进行研究工作及取得研究结果。其中除加以标注和致谢地方，和法律要求许可之外，不包含其它人已经发表或撰写完成并以某种方法公开过研究结果，也不包含为取得其它教育机构学位或证书而作材料。其它同志对本研究所做任何贡献均已在文中作了明确说明并表示谢意。本毕业设计（论文）结果是本人在新余学院期间在指导老师指导下取得，结果归新余学院全部。特此申明。作者署名（手写）： 署名日期： 年 月 日 版权使用授权书本毕业设计（论文）作者及指导老师完全了解新余学院相关保留、使用毕业设计（论文）要求，有权保留并向国家相关部门或机构送交毕业设计（论文）复印件和磁盘，许可毕业设计（论文）被查阅和借阅。作者署名（手写）： 指导老师署名（手写）：日期： 年 月 日 日期： 年 月 日论文题目：基于PLC机械手控制系统设计专 业：电气工程及其自动化学生姓名：何友良指导老师：谢富珍 副教授摘 要伴随现代工业技术发展，工业自动化技术越来越高，生产工况也有趋于恶劣态势，这对一线工人操作技能也提出了更高要求，同时操作工人工作安全也受到了对应威胁。工人工作环境和工作内容也要求理想化简单化，对于部分往复工作由机械手远程控制或自动完成显得很关键。这么能够避免部分人不能接触物质对人体造成伤害，如冶金、化工、医药、航空航天等。在机械制造业中，机械手应用较多，发展较快。现在关键应用于机床、模锻压力机上下料和焊接、喷漆等作业，它能够根据事先制订作业程序完成要求操作，有些还含有有传感反馈能力，能应付外界改变。应用机械手，有利于提升材料传送、工件装卸、刀具更换和机器装配等自动化程度，从而能够提升劳动生产率，降低生产成本，加紧实现工业生产机械化和自动化步伐。本文关键叙述了基于PLC设计机械手控制系统。首先，对可能用到可编程控制器进行了相关介绍，再选择设计所用到PLC型号。然后，经过对机械手控制方法及各功效实现方法进行研究，确定各功效实现方案和设计控制系统所用到器材。最终，对PLC控制系统软件程序和硬件结构进行设计。关 键 词：工业自动化；可编程控制器；机械手；远程控制；传感反馈Title: Design of manipulator based on PLC controlSpecialty: Electrical Engineering and automationApplicant: Youliang HeSupervisor: Fuzhen Xie associate professorAbstractWith the development of modern industrial technology, industrial automation technology is more and more high, the production conditions also tended to bad situation, the front-line workers skills also put forward higher requirements, and the operation safety of workers has also been a corresponding threat. The workers work environment and work content also requires ideal for some simple, reciprocating work by robot remote control or automatic completion is very important This can avoid some people can not contact with the human body damage, such as metallurgy, chemical, pharmaceutical, aerospace, etc.In the mechanical manufacturing industry, the application of mechanical hand more, the development of faster. At present, it is mainly used in machine tools, forging press under the material and welding, painting and other operations, it can be in accordance with pre established operating procedures to complete the prescribed operation, and some also have with sensor feedback ability, can cope with external changes. Application of the manipulator, to improve the material transfer, workpiece loading and unloading, tool replacement and machine assembly automation, which can improve labor productivity, reduce production costs, accelerate the pace of industrial production mechanization and automation.This paper mainly discusses the design of manipulator control system based on PLC. First, the possible use of the programmable controller is related to the introduction, and then choose the design of the PLC model. Then, through the control mode of the manipulator and the realization way of each function, the realization scheme of each function and the equipment used in the design control system are determined. Finally, the software program and hardware structure of PLC control system are designed.Keywords: industrial; automation programmable controller ; manipulator； Remote control；sensor feedback目录1 绪论1 1.1 课题背景1 1.2 机械手定义和分类1 1.3 机械手应用及相关组成2 1.4 机械手发展趋势3 1.5 总体设计要求32 PLC介绍和选择5 2.1 PLC特点5 2.2 PLC选型5 2.3 三菱FX系列结构功效6 2.4 PLC保护73 机械手系统组成9 3.1 机械手模型机能特征9 3.2 夹紧机构9 3.3 躯干9 3.4 旋转编码盘104 控制系统设计11 4.1 控制系统硬件设计11 4.1.1 PLC梯形图中编程元件12 4.1.2 PLCI/O分配12 4.1.3 机械手控制系统外部接线图13 4.2 控制系统软件设计14 4.2.1公用程序14 4.2.2自动操作程序15 4.2.3 手动单步操作程序24 4.2.4 回原位程序29 4.3 PLC程序上载和下载34 4.3.1 PLC程序上载34 4.3.2 PLC程序下载345 设计总结35 5.1 总结35 5.2 展望35参考文件37致 谢391 绪论1.1 课题背景在中国飞速发展现代化经济中，工业生产力高低是衡量发展快慢关键原因。在不停发展工业经济中，操作工人生产环境愈加恶劣，这使得在要求提升工人操作技能同时，也使她们工作安全也受到了不一样程度威胁。伴随一系列现代化设备推进，大大减轻了操作工人劳动强度，对于以前那些操作困难、操作危险工业操作，全部是经过操作工人远程控制自动化设备自动完成生产。这不仅能够避免部分有害物质对操作工人伤害，还能够提升工厂生产效率。在各国工业制造中，机械手技术是应用最为广泛一个技术1。它能够根据大家事先要求完成对应操作，有机械手还带反馈能力，能够依据生产条件改变自动调整生产操作，使生产质量和稳定性得到提升。现在在部分生产机床和焊接行业中，得到大量应用。机械手使用不仅缩减了工业生产成本，还提升了工业生产效率和生产质量，促进了社会现代化发展。机械手技术是一门包含多领域跨学科综合性技术。多年来，机械手发展越加快速，电子技术、计算机技术、传感器技术和部分最新技术也在机械手中有了应用2。机械手技术使用，已经是中国工业发展关键组成部分。PLC技术能够远程控制工业生产对象，实现工业自动化生产。PLC技术在机械手中应用，在满足完成工业生产操作同时，也大大改善了工人操作环境，提升了产品质量，对自动化技术发展有着关键意义。同时，机械手能够能够借助软件编程，对不一样生产对象，完成不一样控制，提升了生产效率。现在，在部分对人力要求较高工业中，基础上全部有使用机械手技术，用来减轻人力需求和愈加好控制，实现产业最大化。机械手有着40多年发展历史，是一个类似于机器人生产设备。它能够完成事先编辑好操作程序，在多种工业条件全部能有条不紊作业。它有着人智能性和机器适应性，在现代化经济发展中有着宽广前景。1.2 机械手定义和分类机械手是一个能够在多种条件下工作设备，它工作关键是模拟人手操作，而且能够经过改变控制程序实现不一样操作多功效机器3。机械手因其对工业生产含有主动作用而被大家所认识。因它能替换大家在部分条件恶劣场所，在确保生产质量同时完成生产工序，大大提升了工业生产率，受到了各国强烈重视。尤其在部分带有放射性和强污染性场所，投入研究财力和物力愈加之多。机械手大致可分为三类。第一类独立机械手，第二类人工操作机械手，第三类专用机械手。独立机械手又可称为通用机械手，独立机械手顾名思义就是独立不需要人工操作机械手，而且它不隶属于主机，在拥有通常机械手传统功效同时还拥有记忆智能功效。人工操作机械手简称操作机，它由原子和军事工业发展而来，以后发展到通信行业，在星球探测中用通信设备控制机械手对星球进行探测。专业机械手是专门用来工厂机床下料和传送机械手，它通常隶属于自动生产生产线上或生产机床上，除少数工序外，它操作工序全部是由主机驱动且固定地为主机服务。本设计所设计机械手属于独立机械手，即通用机械手。1.3 机械手应用及相关组成现在，机械手应用已经触达各个领域。在热加工方面，对大家不能胜任高温铸造工业中，机械手能够实现自动化完成下料和铸造，大大减轻了操作负担，提升了生产质量好生产效率；在冷加工方面，对生产过程中零配件进行下料和安装，替换人手工操作，已经成为生产线上关键设备；甚至在拆、装、修方面也有应用，比如在劳动强度高铁路部门，利用机械手拆装铁路阀门，清除路况等，大大降低了工人劳动强度。机械手关键由：用于实施动作实施机构和用于驱动各动作运动驱动机构，和用于控制机械手运动控制系统组成。实施机构又由用来支撑整个机械手躯干和手臂、手爪组成。手臂是用来引导机械手抓取物体部件，在手爪抓取物体后并负担运输任务，将抓取物体运输到该工件需要加工位置，手臂还应含有多个自由度，能够自由旋转，以完成机械手工作过程正确。手爪是用来模拟人类手指功效，能够对物体进行抓取，手爪手指数量能够依据工作需求设计出不一样手指数4-6。驱动机构是用来驱动机械手各部件运动机构。现在应用最多驱动技术关键是电气驱动和气压驱动，当然在部分自动化工业生产还有部分其它驱动技术，如液压驱动和机械驱动等。控制系统时用来控制机械手加工次序，加工快慢和在加工过程中加入合适延时，确保系统平稳运行装置。在机械手中通常采取PLC作为它控制系统，PLC控制系统它可靠性比较高，使用方便，编程也相对简单，完全能够满足以点动和连动为主机械手控制。在控制过程中，首先需要搞清机械手所要完成操作步骤，然后依据操作步骤设计合理控制程序，用来控制机械手运行。在部分复杂生产工艺中，有还采取计算机控制系统等对机械手进行控制。本设计采取是小型PLC控制系统。1.4 机械手发展趋势伴随社会不停进步，多种技术也在不停完善。机械手技术性能也在不停提升，现在，机械手发展方向关键有以下多个方面：1.加大在热加工行业应用热工业行业因其工作温度高，工作环境复杂。这使得工业生产受到了一定影响，机械手技术能够很好处理这一现况，为铸造、焊接、热处理等加工行业提供很好服务。伴随工业生产发展，机械手在这些热加工行业使用也将逐步扩大。 2.提升机械手工作性能现在，市场机械手性能优劣不一，价格也不尽相同，性能好坏会直接影响到生产质量和效率。快速性和平稳性是衡量机械手性能关键指标，提升二者性能肯定是机械手以后发展有力方向。 3.发展新型组合式机械手 从工业长远发展来说，拓展和更新功效越强机械手，其发展前景越好；不过这类机械手生产成本过于高昂，使这类机械手推广受到了限制；而专用机械手即使价格低廉，不过其适用性远不如功效全方面机械手。为了使机械手应用领域拓宽和愈加好发展，组合式机械手将会是一个含有发展前途机械手7。组合式机械手能够依据工业实际需求，将机械手基础部件进行基础组合，完成工业生产目标。4.开发含有观感能力智能机械手 对于部分需要人工判定场所如事故、障碍和情况改变场所，传统机械手已经不能够替换人工作了。所以，需要对机械手提出更高要求，设计出含有感官能力智能型机械手能很好处理这一现况。这种机械手对于部分精密操作方面，有着不错发展前景。1.5 总体设计要求1. 机械手结构图 图1-1 机械手结构图2.机械手工作步骤 机械手工作步骤是:运行机械手后，首先判定目前机械手是否在初始位置，如若不在，经过电机驱动使机械手回到原来位置；然后开始由电机驱动，使机械手完成前伸动作，抵达位置后，电机驱动手爪旋转，经过检测元件检测限位磁头所在位置，使电动机停止工作；由PLC控制手爪张开，经过一段延时后，电机驱动机械手向下运动，下降到一定位置后，PLC又控制手爪闭合；再经过一段延时后，电机又驱动机械手向上运动，同时驱动机械手手臂、底盘运动；当机械手抵达要求位置后，又驱动机械手完成前伸动作，前伸到一定位置后旋转并向下运动，抵达要求位置后，手爪张开；再经过一段延时使机械手回到初始位置，接着进行下一周期运动8。3. 控制要求能够按控制要求实现手爪抓取物件后，手臂能够完成上下左右运动，手腕能够在电机驱动下按控制做出旋转，机械手能够完成整个工序周期内全部操作动作。2 PLC介绍和选择2.1 PLC特点PLC控制器由继电器控制技术、计算机技术等发展而来，现在已经使用很广泛，在各个领域全部有应用9。它关键部件是微型处理器，经过编辑程序实现对机器控制、计数等功效，还能够改变输入/输出方法来控制各步骤机械制造过程。PLC特点关键包含:(1) 较高可靠性：在PLC中每个I/O接口全部是相对独立，各个模块之间全部有对应抗干扰屏蔽方法，PLC所使用部件全部是经过严格筛选，且含有很好自我诊疗能力，一旦运行发生异常，CPU就会立即采取相关控制方法，预防故障深入扩大；在部分要求比较高场所还采取了多CPU结构，使设备稳定性愈加可靠。(2) I/O接口丰富：PLC接口针对在不一样使用场所，有不一样接口模块用来对设备进行通信和控制(3) 模块化结构：PLC各个功效全部是经过不一样模块实现，每个模块之间相互独立，能够人为依据对设备需求自由组合。(4) 编程语言简单：PLC使用编程相对简单，通常采取梯形图形式，并不需要其它学科专业知识，能够很快被操作人员所熟悉掌握。(5) 安装、维修简易：PLC能在多种环境下工作，不需要建立独立机房。将各设备接口和相对应PLC接口连接，就能够直接投入生产运行。PLC每个模块全部有正常工作和故障报警指示装置，对用户了解生产情况有着极大帮助。 总而言之，PLC类似于一台计算机，它能够适应多种恶劣环境，且功效丰富；在工业生产中得到了较多应用。2.2 PLC选型在选择PLC型号时，我们除了要考虑PLCI/O接口点数、指令条数等PLC性能外，还需要考虑它经济性和实用性和工作环境影响10。 1.常见PLC类型 PLC技术经过这些年发展，技术已经相当成熟。不一样厂家生产PLC在侧重功效上也不尽相同；所以，我们在选择PLC要依据设计所需功效，合理地选择PLC型号。西门子企业生产PLC，在中国各个行业应用已经相当广泛。她们生产PLC不仅活跃在工业自动化控制方面，就连基础设施建设方面也和包含。OMRON S7-200系列PLC在内置功效和通讯方面有着突出特点，而且使用编程软件Micro/win也简单易学。欧姆龙PLC设计趋于小型化。SYSMAC CPM1A只有一张PC卡那么大，在大幅度缩减安装体积同时，也节省了PLC控制台空间。它还含有部分小型PLC不含有功效，它能够连接程序终端，塑造出全新工业生产环境。三菱企业生产FX系列PLC在中国国外全部独具特色，是目前最新PLC代表。这种PLC含有以往PLC全部指令，还能够使用梯形图编辑程序和对部分需要有步骤机械步骤进行次序功效设计，而且这些程序之间全部是能够相互变换。三菱PLC中还采取高速计数器，能够对继电器产生中止处理，拓宽了PLC使用范围。 2. 确定使用型号FX1N-60MR 在选择使用PLC控制系统和其它控制系统时，应该尽可能提升所选器材性价比，而且在维修和使用方面全部要相对简单；所选择PLC要确保能够实现对应控制要求；不宜选择较落后PLC机型，尽可能选择功效完善PLC新机型。同时还要为长远考虑，对以后工艺拓宽留有余量；所选择系统要能够平稳可靠运行11。本设计选择三菱FX1N为关键部件。FX系列PLC是原来F系列替换品，是近些年三菱企业推出新型PLC，它体积相对较小，性价比较高在各领域得到了广泛应用。 3. FX1N优越性 FX1NCPU处理速度相对较高，完成一个指令只需要0.065us。设备内RAM存放器达成了64k。拥有两百多条指令，愈加完善了指令功效12。 内置元件中还增加了新指令：定位指令。能够实现对表格、中止单速等定位。还内置了6个100KHZ计数器，能够进行多相多频计数。 在通信方面上，有高达115.2kbps通信口，而且能同时使用多个通信口。还增加了新I/O适配器，这些新适配器并不占用原来系统I/O点数，使用也相对方便，能够连接多台适配器，实现多路高频高速计数功效。2.3 三菱FX系列结构功效 PLC实质是应用在工业上一台微型计算机，且结构也计算机类似。CPU、I/O接口、存放器是PLC关键组成部分。因为它程序接口和微机程序接口有差异，使得它编程语言和操作方法也和微机有所差异。PLC定时、计数、数模转换等功效全部是经过微处理器采取编程形式进行联络实现。几乎全部PLC硬件组成结构全部相同，图2-1为PLC结构示意图；在PLC中数据传送和指令传送全部是经过总线结构而进行，编程器则为用户提供编辑控制程序而被作为PLC外设13。输入接口电源SB位置开关SQ接触器触点KM电磁阀YAKM外电源输出接口 用户存放器系统存放器中央处理器手持编程器或计算机计算机图2-1 PLC结构示意图PLC运行过程大致可描述为：首先，外部输入信号经PLC输入端进入PLC内部存放器，存放器对这些信号数据和状态进行搜集和锁存；再由CPU14按生产实际要求对这些信号进行处理和运算；最终，将处理结果传送到输出端使实施结构产生动作，完成对现场设备控制。2.4 PLC保护因为电感类元件，在电路通断时会产生较高电压，对PLCI/O结口将造成损坏，所以需要在元件两端采取对应保护方法。当使用是直流电源时，应该经过采取接入续流二极管方法对电路进行保护；而当使用是交流电源时，则需要经过接入阻容电路方法对电路进行保护。图2-2为PLCI/O端口保护电路示意图。图2-2 I/O端保护3 机械手系统组成3.1 机械手模型机能特征 我们生活空间是一个三维空间，任何物体所在位置全部能够由三个坐标和方一直确定；所以，只要求得所要搬运物体位置坐标和位置方向，就能确定物体具体位置。机械手是一个用来替换人手设备，每完成一个动作全部需要有一个自由度，而制造成本也和自由度多少息息相关，自由度越多，成本也就越高。3.2 夹紧机构 手爪是机械手抓取结构。设计一台合格机械手除了要考虑良好灵敏度和正确性外，还需要考虑被夹物体形状、大小、重量等原因来合理设计机械手手爪结构。手爪夹紧力要设计合理，不能损坏被夹物体，能够在手爪内镶嵌弹性垫片或软质材料来保护被夹物体；同时还应有自锁结构，预防当机械手因忽然断电而使物体损落。机械手手爪结构形式多样，有甚至还带有传感装置；在工业生产中最常见有机械式、电磁式、吸盘式等。机械式手爪因其功效丰富、种类繁多，而被大量应用在多种工业场所。本设计采取到是二指机械式手爪，手爪开闭由PLC控制电磁阀通断来控制，手爪回旋则由一台直流电动机和两个限位开关共同作用控制。3.3 躯干 躯干关键由底盘和手臂组成。 底盘在机械手中作用是用来承载重物和带动手臂运动机构。它由一台直流电动机和旋转编码盘及限位开关组成。正常工作时，直流电动机驱动底盘旋转并带动编码盘一起运动，底盘每发出一个脉冲信号旋转角度就为3度，这些脉冲信号由传感器检测并传入到PLC中；所以，只要知道发出脉冲个数，就能够知道底盘旋转角度。手臂是用来连接和承载手爪运动关键机构。它由PLC控制电动机运转情况来控制丝杆和螺母运动，同时采取限位开关对这些运动进行限位，确保运动正确和高效率运行。3.4 旋转编码盘 旋转编码盘结构示意图图3-1所表示。图3-1 旋转编码盘机械手每旋转3度就发出一个信号脉冲，只要改变PLC15程序计数器中数值，就能够完成不一样角度旋转。本设计选择器材如表3-1.表3-1 设计选择器材 名称型号或规格数量名称型号或规格数量PLCFX1N-60MR1限位开关LX19-1118电磁阀VF31301转换开关LW6-51按钮LA10-1H13熔断器RC1A-30/152连接导线若干4 控制系统设计4.1 控制系统硬件设计设计出机械手要能够实现手动控制和自动控制等控制方法，且正在工作方法要能够简单明了从操纵面板上反应出来。系统控制面板图4-1所表示，旋钮开关能够控制机械手手动和连动；当控制开关拨向手动时，机械手每一步动作全部需要按下对应动作按钮才能够实现；当控制开关拨向自动时，机械手能够连续且循环完成每一步动作；控制开关拨向回原点时，机械手又自动原位待命。上升回原位停止开启底盘顺转手顺转夹紧下降前进后退放松底盘反转手反转手动自动回原位图4-1 控制面板图4.1.1 PLC梯形图中编程元件本设计采取FX1N-60MR16系列PLC，其内部元件如表4-1所表示。表4-1 内部元件表名称点数或用途名称点数或用途输入继电器(X)36点 数据寄存器(D)存放数据输出继电器(Y)24点特殊继电器M8000运行监控辅助继电器(M)384点特殊继电器M8002初始化脉冲状态继电器(S)1000点特殊继电器M8005电池异常报警定时器(T)256点特殊继电器M801110ms时钟脉冲计数器(C)计数特殊继电器M80121s时钟脉冲特殊继电器M8013100ms时钟脉冲特殊继电器M801460s时钟脉冲4.1.2 PLCI/O分配 机械手PLC输入、输出分配如表4-2所表示。表4-2 I/O分配表输入信号输出信号手动SAX0上升/下降步进电机YA0Y0回原位SAX1YA1Y1连续SAX2YA2Y2回原位SB1X3前进/后退步进电机YA3Y3开启SB2X4YA4Y4停止SB3X5YA5Y5下降SB4X6夹紧YA6Y6上升SB5X7手顺转YA 7Y7夹紧SB6X10手逆转YA 8Y10松开SB7X11底盘顺转YA 9Y11手顺转SB8X12底盘逆转YA10Y12手逆转SB9X13底盘顺转SB10X14底盘逆转SB11X15下限位SQ1X16上限位SQ2X17前限位SQ3X20续表4-2输入信号后限位SQ4X21底盘顺限位SQ5X22底盘逆限位SQ6X23手顺限位SQ7X24手逆限位SQ8X25底旋转脉冲X26前行SB12X30后退SB13X314.1.3 机械手控制系统外部接线图 PLC外部接线示意图图4-2所表示图4-2 PLC外部电气接线 4.2 控制系统软件设计 公用程序、手动程序、自动程序和回原位程序是机械手控制系统软件程序关键组成部分16，其结构图4-3所表示。自动程序把工作次序相同单步运动程序和连续运动程序编在一起。本设计中应用最多是条件跳转指令CJ，该指令能够按要求跳转程序，并从指针标号PX处继续实施下一条程序，能够降低无须要程序实施时间。当PLC实施“手动”工作方法时，PLC实施完公用程序将启用跳转指令，直接跳转到“手动程序”并实施；当PLC实施“自动”工作方法时，PLC则只实施公用程序和自动程序；一样，当PLC实施“回原位”工作方法时，PLC只实施公用程序和回原位程序。 图4-3 程序结构图4.2.1公用程序 公用程序图4-4所表示。Y6为复位键，X21和X17分别为后限位和上限位，当Y6、X21、X17和辅助继电器M0接通时，表示机械手在原位。若实施用户程序时，机械手处于手动状态或回原位状态，则M10被初始化置位，为自动状态做好准备。在辅助继电器M0断开时，M10被复位，PLC是不能够进入自动工作方法。ZRST是全部复位指令，能够使全部继电器复位。图4-4 公用程序梯形图4.2.2自动操作程序 自动操作步骤图4-5所表示。机械手在初始位置时候，按下X4开启，运行状态S1，使完成动作前伸Y3接通，前伸到限位值后X20接通；状态跳转至S2，此时S1复位，手顺转Y7、X24接通；状态跳转至S3，使完成动作下降Y2、X16接通；状态跳转至S4，使Y6产生1秒延时置位来增强夹紧力。当T0接通时，跳转至S5，使完成动作上升Y0，上升到限位值后X17接通；此时状态跳转至S6，使完成动作后退Y4；后退到限位值后，状态跳转至S9，使完成动作下降，下降到限位值后，X16接通，此时电磁铁断电完成松开动作。电磁铁电磁力消失需要合适延时时间，延时1s后，T1开始接通，状态跳转至S13，完成后退动作，后退到限位值后，X21接通，接着跳转至S14，接通X21完成底盘顺转，并返回初始状态，准备二次循环动作。 图4-5 自动功效步骤图自动操作程序说明：当运行是自动操作方法时，X2接通，常开触点闭合，按下X4开启运行程序，M1开始得电并保持；当系统需要停止时，只要按下X5就能够使M1断电。需要注意是，按下停止后，系统并不会立即停止运行，需要完成正在运行工作周期才能够完全停止下来，停止时机械手在初始位置。程序图4-6所表示。 图4-6 自动操作程序梯形图4.2.3 手动单步操作程序 手动操作程序说明：手动操作时，机械手每按一下按钮，就完成一次对应操作。手动操作程序梯形图图4-7所表示。 图4-7 手动操作程序梯形图4.2.4 回原位程序 回原位操作说明：当系统需要回原位时，按下X3使M3接通，机械手松开并开始上升，上升到限位值后X17接通，机械手进行后退操作，达成后退限位值后X21接通，机械手停止操作并使M3复位。回原位操作程序图4-8所表示。图4-8 回原位操作程序4.3 PLC程序上载和下载4.3.1 PLC程序上载 程序上载是指把已经编辑好PLC程序上传到计算机中，供运行使用。操作以下：1.用通信电缆连接好计算机和PLC通信接口2.用计算机设置好和PLC进行通信端口3.点击“PLC”菜单下“传送”，接着点击“传送”菜单下“读入”，弹出图 4-10 所表示对话框，选择好所用PLC型号后，点击“确定”，就能够将所编写程序上传到计算机中。 图4-10 PLC类型设置对话框4.3.2 PLC程序下载 程序下载是指把在计算机中编写好控制程序下载写入到PLC中去，供运行使用。它步骤1和2和程序上传步骤1/2相同，步骤3为：将PLC控制面板拨向“STOP”，如使用了ram存放器或存放卡，因将其写保护关断。点击“PLC”菜单下“传送”，接着点击“传送”菜单下“写入”，弹出图4-11所表示对话框，选择“范围设置”缩短PLC写入时间。 图4-11 程序写入对话框5 设计总结5.1 总结经过本设计让大家清楚知道了机械手组成部分和应用范围，和机械手对现代化工业发展关键性。本论文关键叙述是PLC对机械手进行控制，得出以下结论：（1） PLC软接线方法能够很好对机械手运动系统进行控制，PLC可靠性和灵活性是机械手含有良好通用性确保。（2） 机械手操作过程需要各组件相互配合才能完成，各部件合理连接，正确控制程序是机械手运动系统基础。（3） 旋转编码盘是机械手定位关键结构，PLC经过搜集编码盘发出脉冲信号来控制底盘旋转角度。当机械手应用场所有所改变时，底盘需要旋转角度也随之改变，这时能够经过改变PLC内部计数器数值来实现机械手新位置定位。5.2 展望本设计所设计机械手只有三个自由度，对于部分复杂操作且需要自由度较多场所无法满足需求，需要使用多个机械手同时工作或重新设计含有多自由度机械手控制系统进行控制。PLC控制机械手因其通用性较强被使用场所很多，不管是部分大型工厂还是单个小型控制系统领域全部有它包含。伴随新技术领域开发不停扩大，机械手作用和控制方法也将发生日新月异改变，更多新型控制系统机械手将大量投入到工业生产中去，智能性、灵活性是机械手发展关键方向。参考文件1 吴明亮，蔡夕忠.可编程控制实训教材M.北京：化学工业出版社，.82 张桂香.机电类专业毕业设计指南J.北京：机械工业出版社，.13 瞿大中. 可编程控制和试验P.华中科技大学出版社,.12.4 殷建国.工厂电气控制技术M.北京:经济管理出版社,.9.5 齐占庆.机床电气控制技术G.北京:机械工业出版社,.1.6 余雷声. 电器控制和PLC应用M. 北京：机械工业出版社，1996：58-637 程周. 可编程控制器技术和应用M. 北京：电子工业出版社，.8：99-1028 郁汉琪，郭健. 可编程序控制器原理及应用M. 北京：中国电力出版社，：88-909 黄净. 电气及PLC控制技术M. 北京：机械工业出版社：7210 张万忠，孙晋. 可编程控制器入门和应用实例（三菱FX2N系列）M. 北京：中国电力出版社，：86-9811 王孙.关节式机械手本体及控制系统设计M.西安交大机械电子工程研究所,CN 44-1259/TH. 12 高钦和. 可编程控制器应用技术和设计实例M. 北京：人民邮电出版社，.7：7-1013 机电一体化技术手册编委会.机电一体化技术手册J.北京：1999.7.第二版14 J.R.Pollard. Open Architecture for Control.Industial Computing, June, 199615 V.J.Vada. The evolution of PLC-ba