免费毕业论文--机械手移动工件控制系统(一)

目 录

一 绪论

1.前言

2.机械手的简史

3.工业机械手在生产中的应用

4.机械手的组成

5工业机械手的发展趋势

6 本章小结

机械手移动工件控制系统的控制要求

1工作原理

2设备控制要求

3硬件配置

I/O地址表

机械手控制系统的程序设计

1流程图

2控制源程序介绍

运行调试

五、梯形图及PLC的外部接线

1梯形图

2 PLC外部接线

3主电路

4元件清单

总结

七、参考文献

一 绪论

1.前言

用于再现人手的的功能的技术装置称为机械手。机械手是模仿着人手的部分动作，按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运或操作的自动机械装置。在工业生产中应用的机械手被称为工业机械手。

工业机械手是近代自动控制领域中出现的一项新技术，并已成为现代机械制造生产系统中的一个重要组成部分，这种新技术发展很快，逐渐成为一门新兴的学科——机械手工程。机械手涉及到力学、机械学、电器液压技术、自动控制技术、传感器技术和计算机技术等科学领域，是一门跨学科综合技术。

工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动生产设备。工业机械手也是工业机器人的一个重要分支。他的特点是可以通过编程来完成各种预期的作业，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现在人的智能和适应性。机械手作业的准确性和环境中完成作业的能力，在国民经济领域有着广泛的发展空间。

工业机械手的发展是由于它的积极作用正日益为人们所认识：其

一、它能部分的代替人工操作；其

二、它能按照生产工艺的要求，遵循一定的程序、时间和位置来完成工件的传送和装卸；其

三、它能操作必要的机具进行焊接和装配，从而大大的改善了工人的劳动条件，显著的提高了劳动生产率，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。因而，受到很多国家的重视，投入大量的人力物力来研究和应用。尤其是在高温、高压、粉尘、噪音以及带有放射性和污染的场合，应用的更为广泛。在我国近几年也有较快的发展，并且取得一定的效果，受到机械工业的重视。

机械手是一种能自动控制并可从新编程以变动的多功能机器，他有多个自由度，可以搬运物体以完成在不同环境中的工作。

机械手的结构形式开始比较简单，专用性较强。 随着工业技术的发展，制成了能够独立的按程序控制实现重复操作，适用范围比较广的“程序控制通用机械手”，简称通用机械手。由于通用机械手能很快的改变工作程序，适应性较强，所以它在不断变换生产品种的中小批量生产中获得广泛的引用。

2.机械手的简史

现代机械手起源于20世纪50年代初，是基于示教再现和主从控制方式、能适应产品种类变更，具有多自由度动作功能的柔性自动化产品。

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。他的结构是：机体上安装一回转长臂，端部装有电磁铁的工件抓放机构，控制系统是示教型的。 1962年美国机械铸造公司也试验成功一种叫Versatran机械手，原意是灵活搬运。该机械手的中央立柱可以回转，臂可以回转、升降、伸缩、采用液压驱动，控制系统也是示教再现型。虽然这两种机械手出现在六十年代初，但都是国外工业机械手发展的基础。

1978年美国Unimate公司和斯坦福大学、麻省理工学院联合研制一种Unimate-Vic-arm型工业机械手，装有小型电子计算机进行控制，用于装配作业，定位误差可小于±1毫米。

美国还十分注意提高机械手的可靠性，改进结构，降低成本。如Unimate公司建立了8年机械手试验台，进行各种性能的试验。准备把故障前平均时间（注：故障前平均时间是指一台设备可靠性的一种量度。它给出在第一次故障前的平均运行时间），由400小时提高到1500小时，精度可提高到±0.1毫米。

德国机器制造业是从1970年开始应用机械手，主要用于起重运输、焊接和设备的上下料等作业。德国KnKa公司还生产一种点焊机械手，采用关节式结构和程序控制。

瑞士RETAB公司生产一种涂漆机械手，采用示教方法编制程序。

瑞典安莎公司采用机械手清理铸铝齿轮箱毛刺等。 第二代机械手正在加紧研制。它设有微型电子计算机控制系统，具有视觉、触觉能力，甚至听、想的能力。研究安装各种传感器，把感觉到的信息反馈，使机械手具有感觉机能。目前国外已经出现了触觉和视觉机械手。

第三代机械手（机械人）则能独立地完成工作过程中的任务。它与电子计算机和电视设备保持联系。并逐步发展成为柔性制造系统FMS(Flexible Manufacturing system)和柔性制造单元(Flexible Manufacturing Cell)中重要一环。

随着工业机器手（机械人）研究制造和应用的扩大，国际性学术交流活动十分活跃，欧美各国和其他国家学术交流活动开展很多。

3.工业机械手在生产中的应用

机械手是工业自动控制领域中经常遇到的一种控制对象。机械手可以完成许多工作，如搬物、装配、切割、喷染等等，应用非常广泛。

在现代工业中，生产过程中的自动化已成为突出的主题。各行各业的自动化水平越来越高，现代化加工车间，常配有机械手，以提高生产效率，完成工人难以完成的或者危险的工作。可在机械工业中，加工、装配等生产很大程度上不是连续的。据资料介绍，美国生产的全部工业零件中，有75%是小批量生产；金属加工生产批量中有

四分之三在50件以下，零件真正在机床上加工的时间仅占零件生产时间的5%。从这里可以看出，装卸、搬运等工序机械化的迫切性，工业机械手就是为实现这些工序的自动化而产生的。目前在我国机械手常用于完成的工作有：注塑工业中从模具中快速抓取制品并将制品传诵到下一个生产工序；机械手加工行业中用于取料、送料；浇铸行业中用于提取高温熔液等等。本文以能够实现这类工作的搬运机械手为研究对象。

4.机械手的组成

工业机械手由执行机构、驱动机构和控制机构三部分组成。

4.1 执行机构

（1）手部 既直接与工件接触的部分，一般是回转型或平动型（多为回转型，因其结构简单）。手部多为两指（也有多指）；根据需要分为外抓式和内抓式两种；也可以用负压式或真空式的空气吸盘（主要用于吸冷的，光滑表面的零件或薄板零件）和电磁吸盘。

传力机构形式教多，常用的有：滑槽杠杆式、连杆杠杆式、斜槭杠杆式、齿轮齿条式、丝杠螺母式、弹簧式和重力式。

（2） 腕部 是连接手部和臂部的部件，并可用来调节被抓物体的方位，以扩大机械手的动作范围，并使机械手变的更灵巧，适应性更强。手腕有独立的自由度。有回转运动、上下摆动、左右摆动。一般腕部设有回转运动再增加一个上下摆动即可满足工作要求，有些动作较为简单的专用机械手，为了简化结构，可以不设腕部，而直接用臂部运动驱动手部搬运工件。

目前，应用最为广泛的手腕回转运动机构为回转液压（气）缸，它的结构紧凑，灵巧但回转角度小（一般小于 2700）,并且要求严格密封，否则就难保证稳定的输出扭距。因此在要求较大回转角的情况下，采用齿条传动或链轮以及轮系结构。

（3）臂部 手臂部件是机械手的重要握持部件。它的作用是支撑腕部和手部（包括工作或夹具），并带动他们做空间运动。

臂部运动的目的：把手部送到空间运动范围内任意一点。如果改变手部的姿态（方位），则用腕部的自由度加以实现。因此，一般来说臂部具有三个自由度才能满足基本要求，即手臂的伸缩、左右旋转、升降（或俯仰）运动。

手臂的各种运动通常用驱动机构（如液压缸或者气缸）和各种传动机构来实现，从臂部的受力情况分析，它在工作中既受腕部、手部和工件的静、动载荷，而且自身运动较为多，受力复杂。因此，它的结构、工作范围、灵活性以及抓重大小和定位精度直接影响机械手的工作性能。

行走机构 有的工业机械手带有行走机构，我国的正处于仿真阶段。

4.2 控制机构

驱动机构是工业机械手的重要组成部分。机械手的控制可采用以下几种方式：

1）用继电器控制，这种控制系统故障率高、控制方式不灵活且功率消耗大，已逐渐被人们所淘汰；

2）用微机控制，虽然它在智能控制方面有较大的功能，但它的抗干扰性差，系统设计比较复杂，一般维修人员难以掌握其维修技术，广泛应用也不太容易；

3）PLC控制，此控制系统具有运行可靠、使用维修方便、抗干扰性强、能经受恶劣环境的考验等优越性，已经成为在机械手控制系统中使用最多的控制方式。

4.3 控制系统分类

在机械手的控制上，有点动控制和连续控制两种方式。大多数用插销板进行点位控制，也有采用可编程序控制器控制、微型计算机控制，采用凸轮、磁盘磁带、穿孔卡等记录程序。主要控制的是坐标位置，并注意其加速度特性。

5工业机械手的发展趋势

(1)工业机器人性能不断提高(高速度、高精度、高可靠性、便于操作和维修)，而单机价格不断下降。

(2)机械结构向模块化、可重构化发展。例如关节模块中的伺服电机、减速机、检测系统三位一体化:由关节模块、连杆模块用重组方式构造机器人整机;国外已有模块化装配机器人产品问市。

(3)工业机器人控制系统向基于PC机的开放型控制器方向发展，便于标准化、网络化;器件集成度提高，控制柜日见小巧，且采用模块化结构:大大提高了系统的可靠性、易操作性和可维修性。

(4)机器人中的传感器作用日益重要，除采用传统的位置、速度、加速度等传感器外，装配、焊接机器人还应用了视觉、力觉等传感器，而遥控机器人则采用视觉、声觉、力觉、触觉等多传感器的融合技术来进行环境建模及决策控制多传感器融合配置技术在产品化系统中已有成熟应用。

(5)虚拟现实技术在机器人中的作用已从仿真、预演发展到用于过程控制如使遥控机器人操作者产生置身于远端作业环境中的感觉来操纵机器人。

(6)当代遥控机器人系统的发展特点不是追求全自治系统，而是致力于操作者与机器人的人机交互控制，即遥控加局部自主系统构成完整的监控遥控操作系统，使智能机器人走出实验室进入实用化阶段。美国发射到火星上的“索杰纳”机器人就是这种系统成功应用的最著名实例。

(7)机器人化机械开始兴起。从94年美国开发出“虚拟轴机床”以来，这种新型装置已成为国际研究的热点之一，纷纷探索开拓其实际应用的领域。我国的工业机器人从80年代“七五”科技攻关开始起步，在国家的支持下，通过“七五”、“八五”科技攻关，目前己基本掌握了机器人操作机的设计制造技术、控制系统硬件和软件设计技术、运动学和轨迹规划技术，生产了部分机器人关键元器件，开发出喷漆、弧焊、点焊、装配、搬运等机器人;其中有130多台套喷漆机器人在二十余家企业的近30条自动喷漆生产线(站)上获得规模应用，弧焊机器人己应用在汽车制造厂的焊装线上。但总的来看，我国的工业机器人技术及其工程应用的水平和国外比还有一定的距离，如:可靠性低于国外产品:机器人应用工程起步较晚，应用领域窄，生产线系统技术与国外比有差距;在应用规模上，我国己安装的国产工业机器人约占全球已安装台数的万分之四。以上原因主要是没有形成机器人产业，当前我国的机器人生产都是应用户的要求，“一客户，一次重新设计”，品种规格多、批量小、零部件通用化程度低、供货周期长、成本也不低，而且质量、可靠性不稳定。因此迫切需要解决产业化前期的关键技术，对产品进行全面规划，搞好系列化、通用化、模块化设计，积极推进产业化进程.我国的智能机器人和特种机器人在“863”计划的支持下，也取得了不少成果。其中最为突出的是水下机器人，6000m水下无缆机器人的成果居世界领先水平，还开发出直接遥控机器人、双臂协调控制机器人、爬壁机器人、管道机器人等机种:在机器人视觉、力觉、触觉、声觉等基础技术的开发应用上开展了不少工作，有了一定的发展基础。但是在多传感器信息融合控制技术、遥控加局部自主系统遥控机器人、智能装配机器人、机器人化机械等的开发用方面则刚刚起步，与国外先进水平差距较大，需要在原有成绩的基础上，有重点地系统攻关，才能形成系统配套可供实用的技术和产品，以期在“十五”后期立于世界先进行列之中。

6 本章小结

本章简要的介绍了机械手的基本概念。在机械手的组成上，系统的从执行机构、控制机构以及控制部分三个方面说明。比较细致的介绍了机械手的发展趋势，简要的叙述了本文研究的内容。

二 .机械手移动工件控制系统的控制要求

以三菱公司的PLC为例，设计一个简单的机械手移动工件控制系统。图a所示为一简易物料搬运机械手的工艺流程图。该机械手石一个水平/垂直位移的机械设备，其操作是将工件从左工作台搬运到右工作台。

机械手移动工件的基本结构图如图a所示

图1-a 机械手移动工件的基本结构图

1工作原理

机械手移动工件通过限位开关和电机来控制。

机械手分别通过前进/后退电机、上升、下降电机的正反转来上、下、左、右移动，移动的最大位置通过上、下、左、右4个限位开关控制。

夹放工件通过夹紧、放下电机的正反转来控制。夹紧工件通过定时器来控制，即凭经验设定一个时间，在这个时间内，机械手能完全夹紧工件。放下工件通过松限位开关来控制。

按下启动按钮，整个系统按照PLC程序的设定有序的运行；正常停车时，按下正常停车按钮，等机械手运行到初始位置，停车。当按下即停按钮时，系统不管运行到什么状态，都要立即停止

2设备控制要求

机械手移动工件控制系统的要求时有“正常运行”和“强制停止”两种控制方式。

2.1正常运行

在初始位置（上、左、松限位开关确定）处，按下启动按钮，系统开始工作；

机械手首先向下运动，运动到最低位置停止；

机械手开始夹紧工件，一直到工件夹紧为止（由定时器控制）；

机械手开始向上运动，一直运动到最上端（由上限位开关确定）；

上限位开关闭合后，机械手开始向右运动；

运行到右端后，机械手开始向下运动；

向下运动到最低位后，机械手把工件松开，一直到松限位开关有效（由松限位开关控制）；

工件松开后，机械手开始向上运动，直至触动上限位开关（上限位开关控制）；

到达最上端后，机械化搜开始左运动，直到触动左限位开关，此时机械手已回到初始位置；

该系统要求能连续循环工作。正常停车时，要求机械手回到初始位置才能停车。

2.2紧急停止

按下紧急停止按钮时，系统立即停止。

3硬件配置

从控制系统图1－B可以看出，在控制方式选择上需要一个启动按钮用来完成自动方式的启动、1个停止按钮用来处理正常情况下的停止运行，1个急停按钮用来处理紧急情况下的停止运行。机械手运动的限位开关有5个:高位限位开关、低位限位开关、左位限位开关、右位限位开关和松开器件开关。手动输入信号共由3个电机组成：前进/后退电机、上升/下降电机、夹取/放下电机。

机械手控制系统图如下图所示：

3.1.PLC的选型

(1)对输入 / 输出点的选择 另外要注意，一些高密度输入点的模块对同时接通的输入点数有限制，一般同时接通的输入点不得超过总输入点的 60 ％；本设计中的输入点为8，所以PLC所需的输入点需要大于14。 PLC 每个输出点的驱动能力（ A/ 点）也是有限的，有的 PLC 其每点输出电流的大小还随所加负载电压的不同而异；一般 PLC 的允许输出电流随环境温度的升高而有所降低等。在选型时要考虑这些问题。

PLC 的输出点可分为共点式、分组式和隔离式几种接法。隔离式的各组输出点之间可以采用不同的电压种类和电压等级，但这种 PLC 平均每点的价格较高。如果输出信号之间不需要隔离，则应选择前两种输出方式的 PLC 。

(2)对存储容量的选择

对用户存储容量只能作粗略的估算。在仅对开关量进行控制的系统中，可以用输入总点数乘 10 字 / 点＋输出总点数乘 5 字 / 点来估算，本设计中的开关量为830；计数器 / 定时器按（ 3 ～ 5 ）字 / 个估算，本设计中有一个定时器。最后，一般按估算容量的 50 ～ 100 ％留有裕量。

(3)对 I/O 响应时间的选择

PLC 的 I/O 响应时间包括输入电路延迟、输出电路延迟和扫描工作方式引起的时间延迟（一般在 2 ～ 3 个扫描周期）等。对开关量控制的系统， PLC 和 I/O 响应时间一般都能满足实际工程的要求，可不必考虑 I/O 响应问题。

(4)根据输出负载的特点选型

不同的负载对 PLC 的输出方式有相应的要求。本设计中的在负载都式动作不频繁的交、直流负载，因此选用继电器输出型的。继电器输出型的 PLC 有许多优点，如导通压降小，有隔离作用，价格相对较便宜，承受瞬时过电压和过电流的能力较强，其负载电压灵活（可交流、可直流）且电压等级范围大等。

(5)对 PLC 结构形式的选择 FX2N系列PLC是三菱公司的高性能叠装式机种。可以分配不同的单元：基本单元、扩展单元和特殊单元。基本单元内含有CPU，存储器和I/O电路，要增加系统的I/O点数可联接扩展单元，增加系统的控制功能，则可以连接相应的特殊单元。在本系统中，配置基本单元就可以满足控制要求。不同的负载对PLC的输出方式有相应的要求。例如，频繁通断的感性负载，应选择晶体管或晶闸管输出型的，而不应选用继电器输出型的。但继电器输出型的PLC有许多优点，如导通压降小，有隔离作用，价格相对较便宜，承受瞬时过电压和过电流的能力较强，其负载电压灵活（可交流、可直流）且电压等级范围大等。所以动作不频繁的交、直流负载可以选择继电器输出型的PLC。即选用FX2N-32MR继电器输出型PLC作为机械手移动工件的控制系统。

机械手移动工件控制以三菱公司的FX2N 系列PLC为例，PLC框架配置如图1－C所示:

图1－C PLC框架配置

&nbs p;3.2.按钮的选择

按钮是最常用的主令电器，在低压控制电路中用于手动发出控制信号。它由按钮帽、复位弹簧、桥式触头和外壳等组成。按用途和结构的不同，分为启动按钮、停止按钮和复合按钮等。

在机械手控制系统的设计中，选用分别选用了一个启动按钮，一个停止按钮，一个急停按钮，其原理分别为：启动按钮带有常开触头，手指按下钮帽，常开触头闭合；手指松开，常开触头复位。停止按钮带有常闭触头，手指按下按钮帽，常闭触头断开；手指松开，常闭触头复位。急停按钮按下之后，机械手移动工件立即停止；急停按钮解除后，所有输出重新开始。一按按钮，机床就能锁住，解除的方法是旋转后解除。 表1－1 按钮的技术数据

型号 触头组合 按钮颜色

LA25－10 —常开 绿色

LA25－01 —常闭 红色

KA5－4211 —常开—常闭 灰色

3.3.限位开关的选择

行程开关(限位开关)的工作原理及符号表示行程开关又称限位开关，用于控制机械设备的行程及限位保护。在实际生产中，将行程开关安装在预先安排的位置，当装于生产机械运动部件上的模块撞击行程开关时，行程开关的触点动作，实现电路的切换。因此，行程开关是一种根据运动部件的行程位置而切换电路的电器，它的作用原理与按钮类似。行程开关广泛用于各类机床和起重机械，用以控制其行程、进行终端限位保护。在电梯的控制电路中，还利用行程开关来控制开关轿门的速度、自动开关门的限位，轿厢的上、下限位保护。 表1－2 限位开关的技术数据

型号 额定电压/V 额定电流/A 触头数量 结构形式 个数

交流 直流 常开 常闭

JLXK1-311 500 440 5 1 1 直动防护式 5

3.4.继电器的选择 表1－3 正反转继电器的技术数据

型号 触点数量 触电容量 工作电压 个数

JZF-5 3个常开触点 AC250V 5A 220V 6

4.I/O地址表

由于CPU模块有16点数字量输入，16点数字量的输出，因此不再需要输入/输出模块。I/O分配采用自动分配方式，模块上的输入端子对应的输入地址是X000～X007，输出端子对应的输出地址是Y000～X017。

表1－4 I/O地址表

对应地址 对应的外部设备

输入地址 X000 启动按钮

X001 停止按钮

X002 紧急停止按钮

X003 上限位开关

X004 下限位开关

X005 左限位开关

X006 右限位开关

X007 松限位开关

输出地址 Y000 前进/后退电机正转继电器（前进）

Y001 前进/后退电机反转继电器（后退）

Y002 上升/下降电机正转继电器（上升）

Y003 上升/下降电机反转继电器（下降）

Y004 夹紧/放下电机正转继电器（夹紧）

Y0 05 夹紧/放下电机反转继电器（放下）

功能

定时器 T0 夹紧工件时定时5S

内部继电器 M0 机械手的初始位置

三、机械手控制系统的程序设计

1流程图

1.1正常运行流程图

正常运行流程图如图1－D所示： 紧急停止流程图如图1－E所示：

图1－D 正常运行流程图

图1－E 紧急停止的流程图

2控制源程序介绍

2.1初始位置辅助继电器

M0是初始位置辅助继电器，当机械手的位置在左上方时，M0得电。它的助记符程序为：

LD X003

AND X005

OUT M0 ;机械手在初始位置

所对应得梯形图如图1-F所示：

图1-F 初始位置辅助继电器梯形图

2.2向下运动

机械手在初始位置时，按下启动按钮，机械手开始向下运动，运动到最下端停止；当机械手夹着工件运动到最右边时，开始向下运动，运动到下端停止；当紧急停止按钮按下时，停止向下运动。它的助记符程序为：

LD X000 OR Y003

AND M0 ANI X004

LD X006 ANI X002

ORB ANI X001

OUT Y003 ；机械手向下运动

所对应得梯形图如图1－G所示：

图1－G 向下运动梯形图

2.3夹工件

当机械手运动到左下方时，开始夹工件，夹5S；当紧急停止按钮按下时，停止夹工件。它的助记符程序为：

LD X004 ANI T0

AND X005 OUT Y004 ；机械手夹工件

OR Y004 OUT T0 K50定时5S钟

ANI X002

所对应 的梯形图如图1－H所示:

图1－H 夹工件梯形图

2.4向上运动

机械手夹紧工件后或者工件放下后，开始向上运动，运动到最上端停止；当紧急停止按钮按下时，停止向上运动。它的助记符程序为:

LD T0 ANI X003

OR X007 ANI X002

OR Y002 OUT Y002 ；机械手向上运动

所对应的梯形图如图1－I所示：

图1－I 向上运动梯形图

2.5向右运动

机械手夹紧工件，上升到最上端后，开始向右运动，运动到最右端停止；当紧急停止按钮按下时，停止向右运动。它的助记符程序为:

LDI X007 ANI X006

AND X003 ANI X002

OR Y000 OUT Y000 ；机械手夹着工件向右移动

所对应的梯形图如图1－J所示：

图1－J 向右运动梯形图

2.6放下工件

当机械手运动到最右、最下端时，开始放下工件；当紧急停止按钮按下时，停止放下工件。它的助记符程序为：

LD X004 ANI X007

AND X006 ANI X002

OR Y005 OUT Y005 ；机械手放下工件

所对应的梯形图如图1－K所示：

图1－K 放下工件梯形图

2.7向左运动

机械手放下工件，上升到最上端后，开始向左运动，运动到最左端停止；当紧急停止按钮按下时，停止向左运动。它得助记符程序为：

LD X003 &n bsp; ANI X005

AND X006 ANI X002

OR Y001 AND X007

OUT Y001 ；机械手向左移动

所对应得梯形图如图1－L所示：

图1－ L 向左运动梯形图

四、运行调试

针对机械手的几种工作方式，分别进行控制的实现逻辑处理。

首先是复位控制，这对于周期运转而言是十分重要的，只有当机械手处于原点位置时才能启动周期工作程序。系统设计了一个复位控制信号，在系统上电后，如果选择单周期或连续工作方式，则首先要确保机械手处于原点位置才能进行下一步处理。为了保证在周期方式启动前系统处于该位置，可以首先通过按下回原点按钮来驱动机械手到达该位置，然后启动周期控制。这样就可以有效地减少逐个手动控制设备到位地繁杂过程，提高控制效率。这样，就要求系统在手动方式下，如果收到复位命令，则驱动机械手向上或向左运动到原始位，同时复位抓取信号。

周期工作分为单周期和连续工作两种方式，其区别主要在于完成一个动作周期后，但周期方式下，系统等待下一个启动信号到来才进行下一步动作，而连续工作方式下则继续进行下一个周期，直至停止信号到来。对每个周期的动作而言，两种方式下完全相同。

五、梯形图及PLC的外部接线

1梯形图

机械手系统设计梯形图如下图所示：

图1－M 机械手系统设计梯形图

2 PLC外部接线

机械手控制系统外部接线

图1－N 机械手控制系统外部接线图

3主电路

4元件清单

表1－5 机械手控制系统元件清单

元器件名称 型号 数量 生产公司 备注

启动按钮 LA25－10 1 三菱 常开

停止按钮 LA25－01 1 三菱 常闭

急停按钮 KA5－4211 1 三菱 常开－常闭

行程开关 JLXK1-311 5 三菱 直流防护式

辅助继电器 LY2-0 DC48V 1 三菱 3个常开触点

正反转继电器 JZF－5 6 三菱 AC250V 5A

总结

通过本系统的设计，对三菱FX系列PLC的特点有了更深的理解。掌握了构建实际PLC控制系统的能力和对程序调试的步骤和方法。熟悉了PLC的I/O的连接方法和对一些硬件根据实际要求进行适当的选择。

机械手控制系统利用了三菱FX系列PLC的特点，对电机、行程开关及其他一些输入/输出点进行控制，实现了机械加工中移动工件的自动化。机械手作为工件取送设备虽然应用于不同的场合，其具体的工作情况不同，但本质的工作过程却是类似的。采用PLC对机械手进行控制也是目前常见的控制方式，本设计给出的机械手控制程序，可以应用于大部分的类似场合。

七、参考文献

(1) 可编程序控制器原理与应用 西安电子科技大学出版社 主编 汪志锋

(2) PLC应用开发技术与工程实践 人民邮电出版社 编著 求是科技

(3) 可编程控制器技术及应用 北京理工大学出版社 编著 夏辛明

(4) 可编程控制器应用技术 机械工业出版社 主编 王也仿

(5) 可编程控制器原理与应用 中国电力出版社 &nbs p; 主编 郁汉琪

(6) 可编程序控制器（PLC）应用技术 山东科学技术出版社 编著 徐德

(7) PLC机电控制系统应用设计技术 电子工业出版社 主编 鲁远东