1、 1 摘摘 要要 机械手是最早出现的工业机器人，也是最早出现的现代机器人，它可代替人的 繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因 而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。 机械手是工业机器人系统中传统的任务执行机构，是机器人的关键部件之一。 PLC 控制的机械手在生产中起到了相当大的作用，在生产过程中由于引进了 PLC 控 制的机械手使生产可以实现自动化的批量生产， 加快了生产过程， 节约了生产时间， 降低了生产成本。机械手采用 PLC 控制，具有可靠性高，改变程序灵活等优点。无 论进行时间控制还是控制或混合控制，都可以通过设置 PLC 的程序实现
2、。可以根据 机械手的动作顺序改变程序，是机械手通用性更好 。 随着科学技术的发展，人们对机械手的安全性，可靠性，准确性有了充分的认 识，同时对其要求也越来越高。可编程控制器凭其稳定性，简单性，强大性成为了 目前应用最广的工业自动化支柱之一 本设计主要利用 S7-200 系列 PLC 实现机械手的基本动作的控制，论文对 PLC 做了简单的介绍，分析了工作流程，然后按要求对机械手的程序进行了设计，设计 出了功能图，并根据功能图设计出了梯形图，最后在实验室中对程序进行了调试， 并且调试成功。 关键词关键词：PLC；机械手；梯形图 2 目录目录 第1章 概述.1 1.1 PLC 的介绍.1 1.2 机
3、械手背景介绍.1 1.3 课题的控制要求2 1.4 课题研究的意义.2 第 2 章 硬件设计4 2.1 PLC 的选择 4 2.2 光电式传感器 4 2.3 开关.4 2.4 电磁阀 5 2.5 PLC 的 I/O 地址分配及外部接线5 第 3 章 软件设计8 3.1 系统流程图8 3.2 系统功能图 .10 3.3 梯形图 .12 3.4 指令语句表13 3.5 工作过程分析.14 第 4 章 心得体会.16 参考文献.17 3 第第 1 章章 概述概述 1.1 PLC 的介绍的介绍 可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC） ，它采用一类可编程
4、的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操 作等面向用户的指令， 并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过 程 PLC 是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的，采用一 类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算,顺序控制，定时，计数与 算术操作等面向用户的指令， 并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或 生产过程。在组成结构上，PLC 具有一体化结构和模块式结构两种模式。在控制估 摸上，PLC 向小型化和大型化两个方向发展。 当可编程逻辑控制器投入运行后， 其工作过程一般分为三个阶段， 即输入采样、 用户程序执行和输
5、出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个 运行期间，可编程逻辑控制器的 CPU 以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。通 用 PLC 应用于专用设备时可以认为它就是一个嵌入式控制器，但 PLC 相对一般嵌入 式控制器而方具有更高的可靠性和更好的稳定性。 1.2 机械手背景介绍机械手背景介绍 机械手首先是从美国开始研制的。 1958 年美国联合控制公司研制出第一台机械 手。 20 世纪 40 年代后期， 美国在原子能实验中， 首先采用机械手搬运放射性材料， 人在安操纵机械手进行各种操作和实验。50 年代以后，机械手逐步推广到工业生产 部门，用于在高温、污染严重的地方取放工件和装卸
6、材料。机械手通常用作机床或 其他机器的附加装置，如在自动机床或自动生产线上装卸和传递工件，在加工中心 中更换刀具等，一般没有独立的控制装置。有些操作装置需要由人直接操纵，如用 于原子能部门操持危险物品的主从式操作手也常称为机械手。机械手在锻造工业中 的应用能进一步发展锻造设备的生产能力，改善热、累等劳动条件。 机械手的种类，按驱动方式可分为液压式、气动式、电动式、机械式机械手； 按适用范围可分为专用机械手和通用机械手两种；按运动轨迹控制方式可分为点位 控制和连续轨迹控制机械手等。 机械手可以减省工人、提高效率、降低成本、提高产品品质、安全性好、提升 工厂形象。 多关节机械手的优点是:动作灵活、运动惯性小、通用性强、能抓取靠近机座的 4 工件，并能绕过机体和工作机械之间的障碍物进行工作.随着生产的需要，对多关节 手臂的灵活性，定位精度及作业空间等提出越来越高的要求。多关节手臂也突破了 传统的概念，其关节数量可以从三个到十几个甚至更多，其外形也不局限于像人的 手臂，而根据不同的场合有所变化，多关节手臂的优良性能是单
