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目录
0.前言
1.课程设计的任务和要求
1.1 课程设计的任务
1.2 课程设计的基本要求
1.3 任务分析
2.总体设计
2.1 PLC选型
3 PLC程序设计
3.1 PLC程序设计思想
3.2 工作方式
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前言
机械手是模仿人手部分的动作，按给定的程序，轨迹和要求实现自动抓取，搬运和操作的自动装置。
他特别是在搞温，高压，多粉尘，易燃，易爆，放射性等恶劣环境中，以及笨重单调繁琐的操作中代替人作业，机械手虽然目前还不如人手那样灵活，但它具有不断重复工作和不知疲劳，不怕危险，抓举重物的力量比人手力大的特点。
因此获得日益广泛的应用。
机械手是在机械化，自动化生产过程中发展起来的一种新型装置，随着电子技术特别是电子计算机的广泛应用，机器人的研制和产生已经成为高技术领域内迅速发展起来的一门新兴技术，他更加促进了机械手的发展，使得机械手能够更好地实现与机械化自动化的有机结合。
通过对机电一体化专业大学本科三年所学的知识进行整合，对工业机械手各部分机械结构和功能的论述和分析，设计了一种机械手通过PLC系统来编写程序控制机械手的运动轨迹。
_______________________________________________________________________________________ 1.机电传动课程设计的任务和要求
题目：示教机械手控制系统设计
1.1 设计的动作要求：
a．单循环为：1）从原点开始下降；2）吸工件，延时1
秒3）上升；4）右转；5）下降；6）放下工件，延时1
秒；7）上升； 8）左转，回原点。
b．要求有四种工作方式：手动、单步、单周期、连续。
c．连续时，循环5次结束，声光间断报警5秒。
1.2 课程设计的基本要求
1）完成《课程设计指导书》所要求的控制循环。
2）按停止按钮，完成当前循环后再停。
3）要求可以实现手动、回原点、单步、单周期、连续控制。
4）画出端子分配图和顺序功能图
5）设计并调试PLC控制梯形图
6）设计说明书
_______________________________________________________________________________________ 1.3 1.3 任务分析
示教机械手控制系统设计，下图为总体流程方块图：
_______________________________________________________________________________________ 2.总体设计
2.1 PLC选型
CPU266/AC/DC/继电器/
继电器选择：
______________________________________________________________________________________ 3. PLC程序设计
3.1 设计思想
示教机械手是一个水平,垂直的机械设备，用来将工件从A 点搬运到B点（见图1）期间是过上,下,左,右移动来实现搬运的。
A点B点
图1 传送示意图
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输出Q0.1为1时工件被夹紧，当为0时被松开。
设小车停在原点即左上角，条件是左限位开关I0.4和上限位开关I0.2的常 开触电闭合，表示机械手是松开的Q0.1的常开触电闭合（见图2）。
Q0.1 ON Q0.1 OFF 图2 传送系统示意图
图3为操作面板，即工作方式可以方便的在控操作面板上表现出来，当旋钮打到回原点时，系统自动地回到左上角位置待命；当旋钮打向除了单步和停止按钮的其他按钮时，系统自动完成工
步操作；当旋钮打向手动时，每一工步都要按下该工步的对应按
_______________________________________________________________________________________ 钮才能实现。
工作方式选择开关的5个位置分别对应于5种工作方式，操作面板左下方的6个按钮是手动按钮。
为了保证在紧急情况下（包括PLC发生故障时）能可靠的切断PLC的负载电源，设置了交流接触器KM（见图4，外部接线图）。
在PLC开始运行时，按下“负载电源”按钮，使KM线圈得电并自锁，KM的主触电接通，給外部负载提供交流电源，出现紧急情况时用“紧急刹车”按钮断开负载电源。
图3 操作板示意图
_______________________________________________________________________________________ 3.2 工作方式：
系统设置有手动,单步，单周期，连续，回原点5种工作方式主程序结构如图5。
SM0.1的常开触点一直闭合，共用条件是无条件执行的。
在手动方式下，I2.0为ON,执行“手动程序”子程序。
在自动回原点方式下，I2.1为ON,执行“回原点”子程序。
在其他三种工作方式下执行“自动”子程序。
图5 主程序结构图
3.21采用启保停电路的编程方法
1.公用程序
公用程序（梯形图如图6）用于处理各种工作方式的都要执行的任务，以及处理不同工作方式之间的切换。
沈阳理工大学课程设计专用纸No.
_______________________________________________________________________________________ 左限位开关I0.4，上限为开关I0.2的常开触点闭合，表示机械手松开的Q0.1的常闭触点闭合，此时“原点条件”为M0.5为ON.在执行用户程序（SM0.1为ON），或者系统处于手动状态或自动回原点状态（I2.0或I2.1为ON）时。
初始步对应的M0.0将被置位，为进入单步，单周期和连续作准备。
如果此时M0.5为OFF状态，M0.0将被复位，初始步不为活动步。
无法进入单
图6 公用程序
2.手动程序
图7七为手动程序梯形图，手动程序是用按钮实现对机械手每一步运动单独进行控制见控制板上，即控制机械手的升，降，左行，右行，夹紧松开为了保证系统的安全在手动程序中设
_______________________________________________________________________________________ 置了一些必要的连锁：○1设置上升和下降之间，左行和右行之间的互锁，以防止功能相反的两个输出同事为ON。
○2用限位开关I0.1~I0.4限制机械手的移动范围.○3用上限位开关I0.2的常开触点与控制左行和右行的Q0.3和Q0.4的线圈串联，使机械手只有升到最高位置才能左右移动，以防止机械手在较低位置运行时与别的物体碰撞。
图7 手动程序
3. 自动程序
图8，图9是单周期，连续和单步的工作方式的顺序功能图。
单周期操作：机械手从原点开始，按下启动按钮，机械手自动完成一个周期后的动作后停止
_______________________________________________________________________________________ 动地，连续不断地周期循环，在工作过程中，若按停止按钮，则机械手将继续完成此周期的动作，回到原地后自动停止。
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图9 自动程序梯形图
输出电路是自动程序的一部分，输出电路中I0.1-I0.4的常
闭触点是为但不工作方式设置的。
图10 为输出电路
沈阳理工大学课程设计专用纸No. _______________________________________________________________________________________
○1
沈阳理工大学课程设计专用纸No. _______________________________________________________________________________________ 4.自动回原点程序。