三自由度工業(yè)用機械手控制系統(tǒng)設(shè)計(總22頁)

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1、浙江大學(xué)寧波理工學(xué)院畢業(yè)論文寧波理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文）題 目 三自由度工業(yè)用機械手控制系統(tǒng)設(shè)計 姓 名 XXX 學(xué) 號 3021142XXX 專業(yè)班級 10 機械 指導(dǎo)教師 XX 分 院 成人教育學(xué)院 完成日期 2017 年4月X日 摘 要機械手是機器人研究的熱門領(lǐng)域之一，不僅在工業(yè)還在其它行業(yè)都發(fā)揮著越來越大的作用。而且隨著工業(yè)生產(chǎn)自動化程度的不斷提高，工業(yè)機械手在生產(chǎn)現(xiàn)場的流水線中扮演著越來越重要的作用，現(xiàn)在已成為現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中不可缺少的重要環(huán)節(jié)。本文在了解機械手和PLC控制技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢基礎(chǔ)上，而選用了三自由度機械手作為控制對象進行研究。本文基于控制和計算機監(jiān)控的相

2、關(guān)理論，根據(jù)工業(yè)機械手的控制要求，完成了其運動控制設(shè)計以及組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)建，對控制系統(tǒng)的總體構(gòu)造、控制流程以及構(gòu)成系統(tǒng)的各個模塊的功能和控制方式進行了研究。關(guān)鍵詞: 三自由度機械手；PLC；控制系統(tǒng)；工業(yè)生產(chǎn)Abstract Robot is one of the hot areas of robot research and is playing an increasingly important role not only in industry but also in other industries. At the same time, with the continuous impr

3、ovement of industrial production automation, industrial robots in the production site of the pipeline plays an increasingly important role, has become an indispensable modern industrial production important link.Based on the research status and development trend of robot and PLC control technology,

4、this paper chooses three-degree-of-freedom manipulator as the control object.Based on the theory of control and computer monitoring, this paper completes its motion control design and configuration monitoring system construction according to the control requirements of industrial manipulator. The ov

5、erall structure of the control system, the control flow and the function and control mode of each module constituting the system Were studied.Keywords: Three degrees of freedom manipulator; PLC; Control System；Industrial production目 錄摘 要IIAbstractIII目 錄IV1.引言11.1 研究機械手的意義11.2 機械手的組成和分類21.2.1機械手的組成21

6、.2.2 機械手的分類31.3 機械手的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀31.3.1 機械手的國外研究現(xiàn)狀31.3.2 機械手的國內(nèi)研究現(xiàn)狀32.機械手控制系統(tǒng)總體設(shè)計方案52.1工業(yè)機械手的工藝流程52.2工業(yè)機械手的運動參數(shù)分析62.3工業(yè)機械手的總體模塊設(shè)計62.3工業(yè)機械手的總體模塊概述72.3.1 控制器模塊82.3.2驅(qū)動模塊82.3.3 執(zhí)行模塊82.3.4傳感器模塊83.機械手硬件系統(tǒng)的設(shè)計103.1硬件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)103.2伺服控制系統(tǒng)設(shè)計113.3氣動控制系統(tǒng)設(shè)計113.4機械部件設(shè)計123.5傳感器設(shè)計124.PLC控制器的設(shè)計144.1 PLC 控制器的特點144.2 PLC 控制器的程序

7、設(shè)計144.2.1 PLC 回原點程序144.2.1 PLC手動程序操作示意154.2.2 PLC自動程序操作示意15參考文獻17致謝18171.引言1.1 研究機械手的意義工業(yè)機械手（以下簡稱機械手）是近代自動控制領(lǐng)域中出現(xiàn)的一項新技術(shù)，已經(jīng)成為現(xiàn)代制造生產(chǎn)系統(tǒng)中的一個重要組成部分。機械手的迅速發(fā)展是由于它具有的積極作用正日益為人們所認(rèn)識：首先，它能部分地代替人工操作；其次，它能按照生產(chǎn)工藝的要求，遵循一定的程序、時間和位置來完成工件的傳送和卸載；最后，它能操作必要的機具進行輝接和裝配。伴隨著現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，機械手在世界范圍內(nèi)得以廣泛應(yīng)用。因而對機械手的控制要求也越來越高，如果采用傳

8、統(tǒng)的繼電器控制方案進行控制，勢必造成系統(tǒng)元件多，接線繁雜、穩(wěn)定性差、故障率高，給工業(yè)生產(chǎn)帶來很多不便。針對這些問題如果采用性能價格比高的可編程序控制器（PLC）設(shè)計其控制系統(tǒng)，可使該系統(tǒng)的運行可靠性高、故障率低、維修方便，并且可以取得良好的工作效。Programmale Logicalontroller簡稱為PLC，近年以來PLC逐漸以微處理器作為中央處理單元，不僅具有邏輯控制，還有算數(shù)模擬等功能。它的工作原理如圖 1-1所示。圖 1-1 PLC的工作原理1.2 機械手的組成和分類1.2.1機械手的組成機械手一般由控制器、驅(qū)動模塊、執(zhí)行機構(gòu)、位置檢測傳感器等部分組成。在其中控制器是機械手系統(tǒng)的

9、核心，它對整個系統(tǒng)的運行起控制決策作用，其主要功能是按照程序要求控制各種驅(qū)動設(shè)備和執(zhí)行機構(gòu)，驅(qū)動工業(yè)機械手按照預(yù)定的動作要求完成相應(yīng)的動作；驅(qū)動模塊由動力源和輔助裝置組成，作為執(zhí)行機構(gòu)的驅(qū)動源，為工業(yè)機械手的運動提供動力來源。目前較為普遍的驅(qū)動方式有電力方式驅(qū)動、液壓方式驅(qū)動、氣壓方式驅(qū)動和機械方式驅(qū)動；執(zhí)行機構(gòu)完成機械手的執(zhí)行動作，目前機械手較為常用的執(zhí)行機構(gòu)有手抓、夾鉗和吸盤等；位置檢測傳感器主要用于檢測機械手的位置，并將位置信息實時反饋給控制器，構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)，能實現(xiàn)較為精確的定位。常用的機械手控制系統(tǒng)的組成原理圖如圖 1-2 所示。圖 1-2 常用的機械手控制系統(tǒng)的組成原理圖1.2.

10、2 機械手的分類關(guān)于工業(yè)機械手的分類，在國際上尚無統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，在國內(nèi)暫時按驅(qū)動方式、手臂坐標(biāo)、使用范圍對工業(yè)機械手進行分類。若按照驅(qū)動方式進行分類，機械手可以分為液壓傳動機械手、氣壓傳動機械手、電力傳動機械手、機械傳動機械手等。1.3 機械手的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.3.1 機械手的國外研究現(xiàn)狀美國是機器人的誕生地，并且每次機器人的更新?lián)Q代，都是以美國的機器人產(chǎn)品為導(dǎo)向的，經(jīng)過半個世紀(jì)的發(fā)展，目前依然是世界上機器人技術(shù)最先進的國家之一，憑借其全面和先進的技術(shù)、良好的適應(yīng)性等特性，美國的機器人技術(shù)一直處在世界領(lǐng)先水平。日本一有機器人王國之稱，其機器人的數(shù)量和密度都是世界第一的，上世紀(jì)80年代至90年代

11、，日本的機器人進入全盛時期，之后20世紀(jì)以來，伴隨著亞洲國家對于機器人的巨大需求，日本機器人的發(fā)展重新煥發(fā)生機，將迎來一個新的發(fā)展階段。德國、法國和英國是歐洲三個最大的機器人市場，目前德國的機器人數(shù)量僅次于日本，居世界第二位。德、法、英的工業(yè)機器人的發(fā)展，政府的引導(dǎo)和促進發(fā)揮了重要作用。1.3.2 機械手的國內(nèi)研究現(xiàn)狀我國現(xiàn)有的機器人研究機構(gòu)和相關(guān)單位已經(jīng)超過200余家，其中，從事工業(yè)機器人研究及其產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的超過80家。目前這些科研機構(gòu)和單位已經(jīng)能夠基本掌握控制系統(tǒng)的硬件構(gòu)造原理及實現(xiàn)、軟件算法設(shè)計、運動學(xué)和運動軌跡規(guī)劃等，開發(fā)出的工業(yè)機器人中有90%以上用于生產(chǎn)實際之中，根據(jù)發(fā)達國家產(chǎn)業(yè)發(fā)

12、展與升級的歷程和工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)化發(fā)展趨勢預(yù)測，到2018年，我國機器人市場容量將達幾百萬臺套。雖然我國對于工業(yè)機器人的數(shù)量有剛性的需求，但是國內(nèi)生產(chǎn)的工業(yè)機器人無論是在產(chǎn)品的性能、技術(shù)水平以及規(guī)模產(chǎn)業(yè)等方面與國外還存在著較大的差距。究其原因，一方面是因為我國在發(fā)展工業(yè)機器人過程中，忽略了與企業(yè)相結(jié)合，導(dǎo)致很難結(jié)合實際進行研發(fā)，實用性方面較差；另一方面是我國關(guān)于工業(yè)機器人的研究方法和研究策略，一直走的是引進和學(xué)習(xí)外國的技術(shù)，然后在此基礎(chǔ)上做開發(fā)和研究，這樣就造成自主創(chuàng)新技術(shù)和創(chuàng)新意識的缺乏，很大程度上制約了我國工業(yè)機械手產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。2.機械手控制系統(tǒng)總體設(shè)計方案本章主要闡明了機械手控制系統(tǒng)的工藝

13、流程，由此提出了大體的設(shè)計方案，且對組成系統(tǒng)的各個模塊作了一般的概述。采用組件化的思想進行系統(tǒng)構(gòu)建，發(fā)揮各個模塊的優(yōu)點，實現(xiàn)高效和集成化程度高的系統(tǒng)建立，對工程人員實現(xiàn)較優(yōu)化的控制有重要意義。2.1工業(yè)機械手的工藝流程本設(shè)計耍求在流水線、空位和導(dǎo)軌之間設(shè)置一個機械手，用以完成工件在三個工位之間的空間位置轉(zhuǎn)換。根據(jù)系統(tǒng)的控制要求，機械手能夠以手動和自動兩種方式完成工件的搬移工作。對于手動控制方式，按照點動的方式進行，手動控制按鈕有手動右移、手動左移、手動前進、手動后退、手動上升、手動下降、手動吸附和手動松開，按下相應(yīng)的按鈕，機械手分別執(zhí)行機械手臂軸右移、軸左移、軸前進、軸后退、軸上升、軸下降、吸

14、盤吸附、吸盤松開動作。其主要的功能實現(xiàn)示意圖應(yīng)該如圖 2-1 所示：圖 2-1 機械手控制系統(tǒng)原理圖圖 2-2 機械手工作流程示意圖如圖2-2 所示對于機械手而言能夠讓手臂按照 X軸取樣品，通過轉(zhuǎn)杠來旋轉(zhuǎn)位置，在Y 軸上平移移走樣品，最后控制手臂釋放樣品。2.2工業(yè)機械手的運動參數(shù)分析據(jù)流水線的具體資料分析我們可以機械手的運動參數(shù)的分析設(shè)計：1、 最大工作半徑：1600mm；2、 手臂運動參數(shù)，手臂最大中心高度：900mm；伸縮行程：800mm；伸縮速度：小于200mm每秒；升降行程：300mm；升降速度：小于60mm每秒；擺動范圍 0180°；擺動速度：小于70°每秒；3

15、、 定位精度：-3mm +3mm；4、 驅(qū)動方式：氣壓（中、低壓方式）5、 手指加持范圍：50 100mm；6、 手腕運動參數(shù)：回轉(zhuǎn)范圍：0 180°；回轉(zhuǎn)速度：小于90°每秒。2.3工業(yè)機械手的總體模塊設(shè)計在本設(shè)計中，將系統(tǒng)分成各個不同的組成模塊，通過有機組合實現(xiàn)系統(tǒng)功能。系統(tǒng)大致由以下幾個部分組成：上位機監(jiān)控系統(tǒng)、運動控制模塊、驅(qū)動模塊、執(zhí)行部件模塊、傳感器模塊等。其中，上位機監(jiān)控系統(tǒng)通過與現(xiàn)場數(shù)據(jù)的實時交換，實現(xiàn)對系統(tǒng)的監(jiān)控功能；運動控制模塊主耍用以實現(xiàn)運動程序的控制要求以及發(fā)送控制命令，實現(xiàn)對執(zhí)行部件的控制；驅(qū)動模塊為各執(zhí)行部件提供動力；執(zhí)行模塊主耍是為完成作業(yè)要求

16、，實現(xiàn)各種運動的機械部件。各模塊間的相互關(guān)系如圖 2-3所示。圖 2-3 機械手各模塊示意圖系統(tǒng)由上述幾個模塊協(xié)調(diào)工作，共同完成系統(tǒng)的控制任務(wù)。控制面板裝有自動手動控制方式轉(zhuǎn)換開關(guān)、手動控制按鈕、停止等按鈕。系統(tǒng)的控制核心是可編程控制器，外部信號和控制面板上的幵關(guān)、按鈕等通過控制電路接入可編程控制器的輸入端，通過控制器內(nèi)的控制程序輸出控制結(jié)果，做出相應(yīng)的輸出響應(yīng)，經(jīng)輸出控制電路驅(qū)動伺服系統(tǒng)和氣動系統(tǒng)；伺服系統(tǒng)和氣動系統(tǒng)動作，驅(qū)動機械部件進行運動，將工件取至需要放置的地方；過程中，機械手的空間位置狀況信號都通過組態(tài)中的數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)實時更新，通過構(gòu)建的畫面和動畫連接，實時反映機械手的運動狀況。2.3

17、工業(yè)機械手的總體模塊概述2.3.1 控制器模塊運動控制器是運動控制系統(tǒng)的核心，其在系統(tǒng)控制中的任務(wù)是產(chǎn)生控制命令和使系統(tǒng)輸出信號跟隨參考位置。本設(shè)計采用的控制器是三菱公司PLC。PLC是以微處理器為核心的工業(yè)自動化控制裝置，具有可靠性高、運算速度快、存儲量大、功能強勁、易于和計算機相連接等特點，被譽為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)自動化的三大支柱之一，現(xiàn)已在工業(yè)控制領(lǐng)域得到極廣泛應(yīng)用。PLC具有很高的可靠性，這歸功與其采用的電路設(shè)計技術(shù)和生產(chǎn)制造工藝；還能夠自我檢測系統(tǒng)的硬件故障；在軟件設(shè)計中，可以編寫相關(guān)的程序進行故障診斷，在硬件和軟件兩個方面保證了的高可靠性。現(xiàn)代在數(shù)據(jù)計算能力方面比之前大大提高，能控制的系

18、統(tǒng)也越來越復(fù)雜；將控制系統(tǒng)的外部接線用程序的方式表達出來，使得系統(tǒng)的硬件維護工作量減少很多，更重要的是若需要改變某一工藝流程，只需改變內(nèi)部的控制程序即可實現(xiàn)。2.3.2驅(qū)動模塊驅(qū)動模塊是指驅(qū)動器及相關(guān)組件。驅(qū)動器是將運動控制器輸出的小信號放大以驅(qū)動伺服機構(gòu)的部件，對于不同的伺服機構(gòu)，驅(qū)動器有電動、液動和氣動等類型。運動控制系統(tǒng)采用作為控制器，通常驅(qū)動器為變頻器、伺服電機驅(qū)動器、步進電機環(huán)形驅(qū)動器等, 本設(shè)計采用伺服電機驅(qū)動器。2.3.3 執(zhí)行模塊執(zhí)行模塊的主要功能是驅(qū)動被控對象，本系統(tǒng)的執(zhí)行模塊包括伺服電機和氣缸。交流伺服電機包括永磁同步電機和感應(yīng)式異步電機，交流伺服電機具有加減速時間短、精度

19、高、反應(yīng)速度快、過載能力強、可靠性高、效率高、外形尺寸小和質(zhì)量輕等特點。執(zhí)行部件和被控對象相聯(lián)系的動力學(xué)特性對于系統(tǒng)的性能影響很大，也在很大程度上決定了被控對象是否能夠達到預(yù)期的控制要求，所以，執(zhí)行模塊是系統(tǒng)性能的展現(xiàn)方式。2.3.4傳感器模塊在運動控制系統(tǒng)中，傳感器獲取系統(tǒng)中的幾何量和物理量的信息，再將這些信息提供給運動控制器，為實現(xiàn)控制策略提供依據(jù)。檢測裝置向運動控制器反映系統(tǒng)狀況，同時也可以在閉環(huán)或半閉環(huán)的系統(tǒng)中形成反饋回路，將指定的輸出量反饋給運動控制器，控制器再根據(jù)此信息作出控制決策。檢測裝置主要用于檢測運動參數(shù)和力學(xué)參數(shù)，前者有如位置、速度或者加速度等信息，后者有如電壓或者電流信號

20、等。沒有信息反饋的控制是盲目的，而錯誤的信息反饋也會導(dǎo)致控制的失誤，檢測裝置的基本特性和重要指標(biāo)是準(zhǔn)確性和實時性。3.機械手硬件系統(tǒng)的設(shè)計本章主要研究系統(tǒng)的硬件構(gòu)成，包括控制電路的設(shè)計、伺服電機控制系統(tǒng)設(shè)計、氣動控制系統(tǒng)設(shè)計、機械部件的選型等，輸出控制結(jié)果，實現(xiàn)伺服電機的運轉(zhuǎn)和氣缸的動作等，實現(xiàn)系統(tǒng)的控制功能。3.1硬件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)本設(shè)計研究的機械手屬于直角坐標(biāo)式的工業(yè)機械手，具有三個自有度，主要由機座、導(dǎo)軌和以及各個方向上的機械手臂組成，手臂主耍用以完成工作部件的位移。機械手的三個自由度為X、Y、Z個方向的直線運動，其最終的執(zhí)行機構(gòu)由氣動吸盤來完成。執(zhí)行部件和機械部件包括、自由度上的驅(qū)動電機和

21、滾珠絲杠，自由度上的控制氣缸，以及控制吸取工件執(zhí)行機構(gòu)氣動吸盤，結(jié)構(gòu)如圖 3-1所示。圖 3-1 機械手結(jié)構(gòu)示意圖機械手X方向上的移動由安裝在X軸基座1上的伺服電機2驅(qū)動，伺服電機2通過聯(lián)軸器與絲杠3相連，Y軸基座固5聯(lián)到與絲杠3配合的螺母上，從而電機2驅(qū)動絲杠帶動Y軸基座5沿移基座X方向運動，導(dǎo)軌4安裝在X軸基座1上，滑塊安裝在Y軸基座5上。Y軸方向的移動由安裝在Y軸基座5上的軸伺服電機6驅(qū)動，伺服電機6通過聯(lián)軸器與絲杠7相連，架子9固聯(lián)到與絲杠7配合的螺母上，從而電機6驅(qū)動絲杠帶動Z軸導(dǎo)軌沿Y基座方向移動，導(dǎo)軌8安裝在基座5上，滑塊安裝在架子9上。3.2伺服控制系統(tǒng)設(shè)計伺服系統(tǒng)是指用來控制

22、被控對象的某種狀態(tài)，使其能自動地、精確地、連續(xù)地復(fù)現(xiàn)輸入信號的變化規(guī)律，也被稱為隨動系統(tǒng)。伺服系統(tǒng)是自動控制系統(tǒng)的一個分支，伴隨著自動控制理論、微電子技術(shù)、電力電子技術(shù)和計算機技術(shù)的飛速進步，伺服技術(shù)得以迅速地發(fā)展，涉及到眾多領(lǐng)域。根據(jù)伺服系統(tǒng)的分類，本控制系統(tǒng)屬于交流伺服系統(tǒng)，半閉環(huán)控制系統(tǒng)。本伺服運動控制包括的硬件結(jié)構(gòu)有：三菱PLC、伺服驅(qū)動器，伺服電機，伺服編碼器等。脈沖輸入方式有集電極開路方式和差動驅(qū)動方式兩種，為了方便的實現(xiàn)同時對兩部電機的控制，本設(shè)計采用差動驅(qū)動方式?？傮w框架圖如圖3-1 所示：圖 3-1 伺服系統(tǒng)構(gòu)成示意圖3.3氣動控制系統(tǒng)設(shè)計氣動系統(tǒng)由氣源裝置、控制元件、執(zhí)行元

23、件和輔助元件組成，由原動機機獲得氣源，經(jīng)空氣壓縮機、后冷卻器、油水分離器和氣罐，得到清潔、干燥的空氣，經(jīng)過控制裝置和執(zhí)行元件，實現(xiàn)壓力能到機械能的轉(zhuǎn)換。在本設(shè)計中，軸的上下運動選用三位五通電磁闊作為氣動系統(tǒng)的控制裝置，氣缸作為執(zhí)行裝置。三位五通電磁閩是指電磁闊有三個工位和五個通口?？刂迫晃逋姶判枰獌蓚€線圈，當(dāng)兩個線圈都未得電時，此時的閥芯有一個工位，當(dāng)?shù)秒姇r，閥芯到達第二個工位，當(dāng)?shù)秒姇r，閥芯到達第三個工位；五個通口是指連接氣源的進氣口，連接氣缸的氣缸口和兩個排氣口。執(zhí)行裝置氣缸，在控制裝置電磁閥的控制之下，將壓力能轉(zhuǎn)化為機械能，驅(qū)動機械手進行相應(yīng)動作。根據(jù)上述設(shè)計，氣動控制如圖 3-2

24、所示：圖 3-2氣動系統(tǒng)構(gòu)成示意圖3.4機械部件設(shè)計本機械手的機械部件主要包含有滾珠絲杠副和導(dǎo)向支撐部件。滾珠絲杠副是由滾珠絲杠、滾珠、滾珠螺母和相關(guān)循環(huán)零件組成的以圓柱螺旋線為運動軌跡的傳動部件。主耍用來將回轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化成直線運動，在火導(dǎo)程的情形下將直線運動轉(zhuǎn)化成冋轉(zhuǎn)運動。廣泛應(yīng)用于數(shù)控機床、自動化設(shè)備、測量儀器、印刷包裝機械、紡織機械、制藥機械、玻璃機械以及其他需耍精密路徑定位的領(lǐng)域。選擇的導(dǎo)向支撐部件需要有較高的導(dǎo)向精度，導(dǎo)軌副的基本性能指標(biāo)即是導(dǎo)向精度，這是保證機械手的各個手臂能夠精確運動的保證；另外，要考量使用壽命、安裝工藝等系列問題，本設(shè)計擬采用滾珠直線導(dǎo)軌。3.5傳感器設(shè)計傳感器是

25、一種以一定的精確度將被測量轉(zhuǎn)換為與之有對應(yīng)關(guān)系的、易于處理和測量的某種物理量的測量部件和裝置。在機械手運動控制系統(tǒng)中使用的傳感器是將某種運動信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柕难b置。本系統(tǒng)中用到的主要傳感器有光電到位開關(guān)和光電編碼器。光電到位開關(guān)即光電傳感器，是采用光電元件作為檢測元件的傳感器，它利用被檢測物對光束的遮擋和反射，將被測量的變化轉(zhuǎn)換為光信號的變化，然后借助光元件進一步將光信號轉(zhuǎn)化成電信號。傳感器一般由光源、光學(xué)通路和光電元件三部分組成。一般傳感器選用的波長接近可見光的紅外線光波型。光感器的內(nèi)部電路圖如圖 3-3 所示；圖 3-3氣動系統(tǒng)構(gòu)成示意圖在本系統(tǒng)控制中，光電編碼器安裝在伺服電機的驅(qū)動軸上，

26、由丁檢測伺服電機的轉(zhuǎn)角，將轉(zhuǎn)角信號回傳給伺服放大器，實現(xiàn)半閉環(huán)控制。4. PLC控制器的設(shè)計4.1 PLC 控制器的特點(1) 可靠性高，抗干擾能力強。這主要體現(xiàn)在內(nèi)部的電路技術(shù)和制作工藝上，電路的設(shè)計采用了集成電路技術(shù)并依照極為嚴(yán)格的制作工藝進行電路的生產(chǎn)，并綜合了先進的抗干擾技術(shù)，使得具有極高的可靠性；另外還帶有硬件故障自檢測功能，出現(xiàn)故障可以及時地進行報警；此外，還可以在應(yīng)用軟件中編寫外圍設(shè)備的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除了之外的電路和設(shè)備也能獲得故障自診斷保護功能，這些技術(shù)的采用保證了的高可靠性和強干擾能力。(2) 配套齊全，功能完善，適用性強。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，各種型號的產(chǎn)品都發(fā)展比較

27、成熟。（3）易學(xué)易用，易于為工程人員接受。它的接口電路簡單，編程語言中的梯形圖語言使用的元件符號，與繼電器控制電路和結(jié)構(gòu)方式非常相似，梯形圖編程語言的開關(guān)量邏輯控制指令可以通過編寫控制程序方便地實現(xiàn)后者的控制功能，為不熟悉或者很少使用電子電路的工程人員從事工業(yè)控制帶來了極大的方便。4.2 PLC 控制器的程序設(shè)計4.2.1 PLC 回原點程序系統(tǒng)啟動后都要進行回原點操作，即按下啟動按鈕后，程序進行自動搜索原點，程序有原點到位顯示，若不顯示原點則進行手動返回。系統(tǒng)在初始化執(zhí)行回原點程序后，機械手停在原點。4.2.1 PLC手動程序操作示意圖 4-2 手動操作構(gòu)成示意圖手動運行方式下，按下控制面板

28、上的手動控制按鈕，信號經(jīng)前端電路輸入至的輸入端，經(jīng)程序編譯后，根據(jù)輸出結(jié)果控制對應(yīng)的執(zhí)行機構(gòu)。4.2.2 PLC自動程序操作示意圖 4-3自動操作構(gòu)成示意圖自動操作程序是指系統(tǒng)從初始步開始按照周期反復(fù)地連續(xù)工作。根據(jù)機械手的動作耍求，先確定自動控制的順序功能圖，再根據(jù)順序功能圖進行程序的設(shè)計。自動控制程序的詳細(xì)動作時序圖如上4-3所示。參考文獻1 李瑞峰中國工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)化發(fā)展戰(zhàn)略J.航空制造技術(shù),2014(9)2 廉立靜工業(yè)機器人在汽車制造的重要作用J.汽車零部件,20103 顧翔華中囯汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢J.汽車零部件,20114 顧震宇全球工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與趨勢J.機電一體化,200

29、15 宋慧欣機器人是制造業(yè)迎接挑戰(zhàn)的關(guān)鍵J.自動化博覽,20116 錢顯毅，唐國興傳感器原理與檢測技術(shù)M.機械工業(yè)出版社,20097 郭劍暉. 機械手PLC控制系統(tǒng)設(shè)計D. 南昌大學(xué), 2012.8 徐玲. 基于MCGS組態(tài)軟件氣動機械手PLC控制系統(tǒng)設(shè)計J. 伺服控制, 2012(1):51-53.9 Saunders C M, Larman M G, Parrington J, et al. PLC zeta: a sperm-specific trigger of Ca(2+) oscillations in eggs and embryo development.J. Developm

30、ent, 2002, 129(15):3533.10 Abdallah S, Nijmeh S. Two axes sun tracking system with PLC controlJ. Energy Conversion & Management, 2004, 45(1112):1931-1939.致謝本論文是在導(dǎo)師XX教授悉心指導(dǎo)下完成的。導(dǎo)師淵博的專業(yè)知識，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，精益求精的工作作風(fēng)，誨人不倦的高尚師德，嚴(yán)以律己、寬以待人的崇高風(fēng)范，樸實無華、平易近人的人格魅力對我影響深遠(yuǎn)。不僅使我樹立了遠(yuǎn)大的學(xué)術(shù)目標(biāo)、掌握了基本的研究方法，還使我明白了許多待人接物與為人處世的道理。本論文從選題到完成，每一步都是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下完成的，傾注了導(dǎo)師大量的心血。在此，謹(jǐn)向?qū)煴硎境绺叩木匆夂椭孕牡母兄x！在研究過程中，特別感謝XX師兄在實驗的過程中給予我的支持和教導(dǎo)，從師兄這學(xué)會了很多思考方法和知識，對我的畢業(yè)論文起到了重要的作用！由于本人水平有限，在論文中難免存在不足，歡迎論文評審專家批評指正。在此，我謹(jǐn)向?qū)?、論文評審專家、所有幫助過我的老師、同學(xué)和朋友們表示最誠摯的感謝。