基于PLC机械手控制系统设计摘要随着现代工业技术的发展，工业自动化技术越来越高，生产工况也有趋于恶劣的态势，这对一线工人的操作技能也提出了更高的要求，同时操作工人的工作安全也受到了相应的威胁。
工人工作环境和工作内容也要求理想化简单化，对于一些往复的工作由机械手远程控制或自动完成显得非常重要。
这样可以避免一些人不能接触的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。
目前主要应用于机床、模锻压力机的上下料以及焊接、喷漆等作业，它可以按照事先制定的作业程序完成规定的操作，有些还具备有传感反馈能力，能应付外界的变化。
应用机械手，有利于提高材料的传送、工件的装卸、刀具的更换以及机器的装配等的自动化程度，从而可以提高劳动生产率，降低生产成本，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。
本文主要论述了基于PLC设计的机械手控制系统。
首先，对可能用到的可编程控制器进行了相关的介绍，再选择设计所用到的PLC型号。
然后，通过对机械手的控制方式及各功能的实现方式进行研究，确定各功能的实现方案和设计控制系统所用到的器材。
最后，对PLC控制系统的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AbstractWith 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目录第一章绪论 (3)1.1 课题背景 (3)1.2 机械手的定义与分类 (4)1.3 机械手的应用及相关组成 (4)1.4 机械手的发展趋势 (5)1.4.1.加大在热加工行业的应用 (5)1.4.2.提高机械手的工作性能 (5)1.4.3.发展新型组合式机械手 (5)1.4.4.开发具有观感能力的智能机械手 (6)第二章可编程控制器PLC (7)2.1 PLC简介 (7)2.2 PLC内部结构 (7)2.2.1 中央处理器CPU (8)2.2.2存储器 (8)2.2.3 输入输出单元 (8)2.2.4电源部分 (10)2.3 PLC的选型 (10)第三章机械手系统组成 (12)3.1 机械手模型的机能特性 (12)3.2 夹紧机构 (12)3.3 躯干 (12)3.4 旋转编码盘 (13)第四章控制系统设计 (14)4.1 控制系统硬件设计 (14)4.1.1 PLC梯形图中的编程元件 (15)4.1.2 PLC的I/O分配 (15)4.1.3 机械手控制系统的外部接线图 (16)4.2 控制系统软件设计 (17)4.2.1公用程序 (17)4.2.2自动操作程序 (18)4.2.3 手动单步操作程序 (27)4.2.4 回原位程序 (32)4.3 PLC程序的上载和下载 (37)4.3.1 PLC程序的上载 (37)4.3.2 PLC程序的下载 (37)第五章设计总结 (38)5.1 总结 (38)5.2 展望 (38)参考文献 (39)致谢 (40)第一章绪论1.1 课题背景在我国飞速发展的现代化经济中，工业生产力的高低是衡量发展快慢的重要因素。
在不断发展的工业经济中，操作工人的生产环境愈加恶劣，这使得在要求提高工人操作技能的同时，也使他们的工作安全也受到了不同程度的威胁。
随着一系列现代化设备的推进，大大的减轻了操作工人的劳动强度，对于以前那些操作困难、操作危险的工业操作，都是通过操作工人远程控制自动化设备自动完成生产的。
这不但可以避免一些有害物质对操作工人的伤害，还可以提高工厂的生产效率。
在各国的工业制造中，机械手技术是应用最为广泛的一种技术[1]。
它能够按照人们的事先要求完成相应的操作，有的机械手还带反馈能力，能够根据生产条件的变化自动的调整生产操作，使生产的质量和稳定性得到提高。
目前在一些生产的机床和焊接的行业中，得到大量的应用。
机械手的使用不但缩减了工业的生产成本，还提高了工业的生产效率和生产质量，促进了社会的现代化发展。
机械手技术是一门涉及多领域的跨学科综合性技术。
近年来，机械手的发展越加的迅速，电子技术、计算机技术、传感器技术以及一些最新的技术也在机械手中有了应用[2]。
机械手技术的使用，已经是我国的工业发展的重要组成部分。
PLC技术能够远程的控制工业生产对象，实现工业的自动化生产。
PLC技术在机械手中的应用，在满足完成工业生产操作的同时，也大大的改善了工人的操作环境，提高了产品的质量，对自动化技术的发展有着重要的意义。
同时，机械手可以能够借助软件的编程，对不同的生产对象，完成不同的控制，提高了生产的效率。
目前，在一些对人力要求较高的工业中，基本上都有使用机械手技术，用来减轻人力的需求和更好的控制，实现产业的最大化。
机械手有着40多年的发展历史，是一种类似于机器人的生产设备。
它能够完成事先编辑好的操作程序，在各种工业条件都能有条不紊的作业。
它有着人的智能性和机器的适应性，在现代化经济发展中有着广阔的前景。
1.2 机械手的定义与分类机械手是一种能够在各种条件下工作的设备，它的工作主要是模仿人手的操作，并且可以通过改变控制程序实现不同的操作的多功能机器[3]。
机械手因其对工业生产具有积极作用而被人们所认识。
因它能代替人们在一些条件恶劣的场合，在保证生产质量的同时完成生产工序，大大的提高了工业生产率，受到了各国的强烈重视。
尤其在一些带有放射性和强污染性的场合，投入研究的财力和物力更加之多。
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的不需要人工操作的机械手，而且它不附属于主机，在拥有一般机械手传统功能的同时还拥有记忆智能功能。
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，后来发展到通信行业，在星球的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的下料和传送的机械手，它一般附属于自动生产的生产线上或生产机床上，除少数工序外，它的操作工序都是由主机驱动且固定地为主机服务。
本设计所设计的机械手属于独立机械手，即通用机械手。
1.3 机械手的应用及相关组成目前，机械手应用已经触达各个领域。