PLC的机械手的设计
目 录
一、引言 6
二、PLC的系统设计 6
（一）、PLC技术简介 6
1、PLC的定义 6
2、PLC的结构 6
3、PLC的特点 7
4、PLC的功能 8
（二）、PLC控制系统设计的基本原则 8
（三）、PLC控制系统设计的基本内容和一般步骤 9
1、PLC控制系统设计的基本内容 9
2、PLC控制系统设计的一般步骤 9
（四）、PLC机型的选择 10
三、PLC的机械手设计 11
（一）、机械手的简介 11
（二）、机械手的设计目的 12
（三）、机械手的主要设计步骤 12
（四）、机械手的工作原理 12
（五）、机械手的硬件设计 13
1、机械手的机架设计 13
2、机械手的抓手设计 14
（六）、机械手的控制系统 14
（七）、PLC机械手的程序控制 18
1、机械手的I/O分配表 18
2、机械手的程序设计 21
3、机械手的指令表及注释 23
四、PLC机械手系统的仿真演示 25
（一）、仿真的制作过程 25
（二）、模拟仿真演示 34
五、结论 35
参考文献 36
致谢 37
一、引言
机械手在现实的使用当中是十分多见的。尤其是在温度很高和对人体有伤害的气体排放的地方是特别的多见，它的最突出的使用优点是人们很看中的。机械手的最大作用是帮助人们减轻负担，节约时间，除了机械手有这些长处之外，PLC同样 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
也是有它独特的地方。它突出的独特之处有：使用方便、运用简单、能和其他的设备共同使用。在日常的运用中应用广泛。在中国，我们在这方面的成就不是很好，所以与其他地方的发展比较在设备的运用方面也不是很多的。在这次的设计之后我可以学习到更多的关于PLC的内容，可以对世界在这方面的发展有所认识，尽可能多的应用于实践。机械手除了在日常的工作中可以使用之外，以后在军事方面也将会见到很多部队装备会运用到机械手的，感觉现在的发展是越来越强大了我们的技术。
当中设计方面有硬件和软件的设计理念，在控制方面是用PLC来实现的，在最后的仿真方面使用了软件MCGS系统来观察它的控制，可以监视它的动作。有了这个监视之后，不仅可以让人们更加的了解学习，还可以在以后设备的维修与保养中让人们方便很多，也可以节约很多的时间、成本。通过程序监控可以更加深刻的理解程序控制的过程。
二、PLC的系统设计
（一）、PLC技术简介
1、PLC的定义
自从PLC出现后，发展的时间并没有多久的，可是可以看到它的发展速度还是很快的。国际电工委员会对它的标准定义是：“可编程控制器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。采用了桶一类的可编程存储器，用在了它的内部存储程序上，同时还可以执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术操作等等一些功能，并且通过数字或者模拟I/O控制各个不同型号的机械或生产过程。他与其外部有关的外部设备，都容易与工业控制系统联成仪的整体，并且对它的功能原则设计很方便。”它可以说是一台计算机是为了工业发展或是人们的思维更加发达出现的。它具有独特一新的输入输出接口，同时还具有很强的驱动力。但是该产品并不是对某一方面发展使用的，在实际的操作中，它的硬件部分需要根据实际的情况来进行选择使用的，它的软件部分也是需要根据控制要求来进行设计使用的。
2、PLC的结构
PLC的结构图见图2-1所示。
图2-1 PLC结构图
PLC的具体的部件的突出之处有很多。其中CPU的主要作用是把程序接收后进行储存，然后再进行输入，最后来控制需要动作的信号。它的存储器主要是当程序和数据收到后来储存起来的。I/O接口在当中的作用是最重要的，如果没有这个接口，可以说它是运行不了的，输入信号来接收信号，输出信号是与其它设备连接来控制信号的。扩展模块是当如果PLC的I/O接口在不够用的情况下，可以对系统来扩大空间，扩展接口是用来连接PLC的扩大接口的，让它的功能更加强大和完美。编程器在当中的主要作用就是把程序来先编制，然后在过程中进行调试，最后可以通过仿真监视。电源当中包括了+5V、±15V直流电源，输出接口使用高压大电流的功率电源以及锂电池及其充电电源。
3、PLC的特点
PLC的工作流程图见图2-2所示。
图2-2 PLC工作流程图
（1）可靠性高，抗干扰能力强；
（2）PLC的外围接线规范；
（3）易学易用，工程技术人员很是喜欢；
（4）构造的结构小，在维修与保养时方便很多；
（5）配套齐全，功能完整，适用性强。
4、PLC的功能
（1）逻辑、定时、计数、顺序控制；
（2）采集、存储数据的数学运算功能；
（3）输入输出接口可以进行A/D转换或是D/A转换；
（4）PLC是可以单独使用，也可以几台一起使用的；
（5）监控画面是来监视机器运行中的动作来掌握信息的；
（6）编程器可以选用不同的型号，各种的不同程度的功能都可以实现。
（二）、PLC控制系统设计的基本原则
1、最大限度满足工艺流程和控制要求。
2、要求满足需要功能齐全，还要节约成本。
3、保证控制系统的安全、稳定、可靠。
4、PLC容量的使用最好选择大容量的，可以多方面的使用。
（三）、PLC控制系统设计的基本内容和一般步骤
1、PLC控制系统设计的基本内容
（1）依据要求制定PLC的要求。
（2）选择开关种类、传感器类型、电气传动形式等执行机构。
（3）选择PLC型号、存储器的容量。
（4）画出输入/输出接线图。
（5）写出工作监控程序。
（6）输入程序并调试机器，根据任务书进行测试，提交测试报告。
（7）撰写设计说明书和使用说明书等使用文档。
2、PLC控制系统设计的一般步骤
（1）了解分析对象；
（2）确定I/O设备；
（3）选择PLC；
（4）分配I/O点；
（5）设计软件及硬件。
PLC控制系统设计步骤流程图见图2-3。
图2-3 PLC控制系统设计步骤流程图
（四）、PLC机型的选择
1、合理的结构型式；
(a) 分组式 （b）分隔式
图2-5 输出的接线方式
三、PLC的机械手设计
（一）、机械手的简介
在现今的生活科技快速进展的情况下，机械人手臂和人类的手臂最大区别在于灵活度与耐力度。其中机械手的使用将会越来越多,是近几十年才出现的自动设备。机械手的最大优点是可以一直做同一动作，在机械正常情况下永远也不会感觉到累。机械手是机器人的一个重要部分。它的特色是可以通过编程来完成各种规定的作业，它的结构和功能上有人和机械手机器各自的优势。手部是抓手的一个部件，来改变被抓物件的距离和方向。运动方法是机械手设计的主要参数。运动方式越多，机械手的可能性越大，使用性越多，结构也就会越复杂。同时接收传感器反射过来的信号，通过对其编程要求实现所需要的功能。
一、引言 6
二、PLC的系统设计 6
（一）、PLC技术简介 6
1、PLC的定义 6
2、PLC的结构 6
3、PLC的特点 7
4、PLC的功能 8
（二）、PLC控制系统设计的基本原则 8
（三）、PLC控制系统设计的基本内容和一般步骤 9
1、PLC控制系统设计的基本内容 9
2、PLC控制系统设计的一般步骤 9
（四）、PLC机型的选择 10
三、PLC的机械手设计 11
（一）、机械手的简介 11
（二）、机械手的设计目的 12
（三）、机械手的主要设计步骤 12
（四）、机械手的工作原理 12
（五）、机械手的硬件设计 13
1、机械手的机架设计 13
2、机械手的抓手设计 14
（六）、机械手的控制系统 14
（七）、PLC机械手的程序控制 18
1、机械手的I/O分配表 18
2、机械手的程序设计 21
3、机械手的指令表及注释 23
四、PLC机械手系统的仿真演示 25
（一）、仿真的制作过程 25
（二）、模拟仿真演示 34
五、结论 35
参考文献 36
致谢 37
一、引言
机械手在现实的使用当中是十分多见的。尤其是在温度很高和对人体有伤害的气体排放的地方是特别的多见，它的最突出的使用优点是人们很看中的。机械手的最大作用是帮助人们减轻负担，节约时间，除了机械手有这些长处之外，PLC同样 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
也是有它独特的地方。它突出的独特之处有：使用方便、运用简单、能和其他的设备共同使用。在日常的运用中应用广泛。在中国，我们在这方面的成就不是很好，所以与其他地方的发展比较在设备的运用方面也不是很多的。在这次的设计之后我可以学习到更多的关于PLC的内容，可以对世界在这方面的发展有所认识，尽可能多的应用于实践。机械手除了在日常的工作中可以使用之外，以后在军事方面也将会见到很多部队装备会运用到机械手的，感觉现在的发展是越来越强大了我们的技术。
当中设计方面有硬件和软件的设计理念，在控制方面是用PLC来实现的，在最后的仿真方面使用了软件MCGS系统来观察它的控制，可以监视它的动作。有了这个监视之后，不仅可以让人们更加的了解学习，还可以在以后设备的维修与保养中让人们方便很多，也可以节约很多的时间、成本。通过程序监控可以更加深刻的理解程序控制的过程。
二、PLC的系统设计
（一）、PLC技术简介
1、PLC的定义
自从PLC出现后，发展的时间并没有多久的，可是可以看到它的发展速度还是很快的。国际电工委员会对它的标准定义是：“可编程控制器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。采用了桶一类的可编程存储器，用在了它的内部存储程序上，同时还可以执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术操作等等一些功能，并且通过数字或者模拟I/O控制各个不同型号的机械或生产过程。他与其外部有关的外部设备，都容易与工业控制系统联成仪的整体，并且对它的功能原则设计很方便。”它可以说是一台计算机是为了工业发展或是人们的思维更加发达出现的。它具有独特一新的输入输出接口，同时还具有很强的驱动力。但是该产品并不是对某一方面发展使用的，在实际的操作中，它的硬件部分需要根据实际的情况来进行选择使用的，它的软件部分也是需要根据控制要求来进行设计使用的。
2、PLC的结构
PLC的结构图见图2-1所示。
图2-1 PLC结构图
PLC的具体的部件的突出之处有很多。其中CPU的主要作用是把程序接收后进行储存，然后再进行输入，最后来控制需要动作的信号。它的存储器主要是当程序和数据收到后来储存起来的。I/O接口在当中的作用是最重要的，如果没有这个接口，可以说它是运行不了的，输入信号来接收信号，输出信号是与其它设备连接来控制信号的。扩展模块是当如果PLC的I/O接口在不够用的情况下，可以对系统来扩大空间，扩展接口是用来连接PLC的扩大接口的，让它的功能更加强大和完美。编程器在当中的主要作用就是把程序来先编制，然后在过程中进行调试，最后可以通过仿真监视。电源当中包括了+5V、±15V直流电源，输出接口使用高压大电流的功率电源以及锂电池及其充电电源。
3、PLC的特点
PLC的工作流程图见图2-2所示。
图2-2 PLC工作流程图
（1）可靠性高，抗干扰能力强；
（2）PLC的外围接线规范；
（3）易学易用，工程技术人员很是喜欢；
（4）构造的结构小，在维修与保养时方便很多；
（5）配套齐全，功能完整，适用性强。
4、PLC的功能
（1）逻辑、定时、计数、顺序控制；
（2）采集、存储数据的数学运算功能；
（3）输入输出接口可以进行A/D转换或是D/A转换；
（4）PLC是可以单独使用，也可以几台一起使用的；
（5）监控画面是来监视机器运行中的动作来掌握信息的；
（6）编程器可以选用不同的型号，各种的不同程度的功能都可以实现。
（二）、PLC控制系统设计的基本原则
1、最大限度满足工艺流程和控制要求。
2、要求满足需要功能齐全，还要节约成本。
3、保证控制系统的安全、稳定、可靠。
4、PLC容量的使用最好选择大容量的，可以多方面的使用。
（三）、PLC控制系统设计的基本内容和一般步骤
1、PLC控制系统设计的基本内容
（1）依据要求制定PLC的要求。
（2）选择开关种类、传感器类型、电气传动形式等执行机构。
（3）选择PLC型号、存储器的容量。
（4）画出输入/输出接线图。
（5）写出工作监控程序。
（6）输入程序并调试机器，根据任务书进行测试，提交测试报告。
（7）撰写设计说明书和使用说明书等使用文档。
2、PLC控制系统设计的一般步骤
（1）了解分析对象；
（2）确定I/O设备；
（3）选择PLC；
（4）分配I/O点；
（5）设计软件及硬件。
PLC控制系统设计步骤流程图见图2-3。
图2-3 PLC控制系统设计步骤流程图
（四）、PLC机型的选择
1、合理的结构型式；
(a) 分组式 （b）分隔式
图2-5 输出的接线方式
三、PLC的机械手设计
（一）、机械手的简介
在现今的生活科技快速进展的情况下，机械人手臂和人类的手臂最大区别在于灵活度与耐力度。其中机械手的使用将会越来越多,是近几十年才出现的自动设备。机械手的最大优点是可以一直做同一动作，在机械正常情况下永远也不会感觉到累。机械手是机器人的一个重要部分。它的特色是可以通过编程来完成各种规定的作业，它的结构和功能上有人和机械手机器各自的优势。手部是抓手的一个部件，来改变被抓物件的距离和方向。运动方法是机械手设计的主要参数。运动方式越多，机械手的可能性越大，使用性越多，结构也就会越复杂。同时接收传感器反射过来的信号，通过对其编程要求实现所需要的功能。
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