机械手臂搬运加工流程控制设计
课程设计--机械手臂搬运加工流程控制设计
青岛理工大学琴岛学院课程设计说明书课题名称：机械手臂搬运加工流程控制设计学院：机电工程系专业班级：机电一体化技术093班学号：20090212085学生：荣佑平指导老师：陈燕青岛理工大学琴岛学院教务处2011年03 月12 日《现代电气控制及PLC应用技术课程设计》评阅书摘要（1）机床加工工件的装卸，特别是在自动化车床、组合机床上使用较为普遍。
（2）在装配作业中应用广泛，在电子行业中它可以用来装配印制电路板，在机械行业中它以用来组装零部件。
(3)可在劳动条件差，单调重复易子疲劳的工作环境工作，以代替人的劳动。
（4）可在危险场合下工作，如军工品的装卸、危险品及有害物的搬运等。
(5）宇宙及海洋的开发，军事工程及生物医学方面的研究和试验。
（6）机械手电器控制系统，除了有多工步特点之外，还要求有单周期连续、自动循环和手动控制等操作方式。
（7）工作方式的选择可以很方便的操作面板上表示出来。
当旋钮打向回原点时，系统自动地回到左上角位置待命。
（8）当旋钮打向自动时，系统自动完成各工步操作，且循环动作。
当旋钮打向手动时，每一工步都要按下该工步按钮才能实现。
（9）机械手需将工件从工作台A移至工作台B上，其动作过程为下降、上升、右移、再下降、再上升。
左移。
这些均由电磁阀控制液压系统来驱动完成。
（10）此外，机械手在夹送工件工件右行到位后，如果工作台B上的工件尚没有运走，机械手则停止运动，待工作台B上的工件被运走后，机械手才能下降。
目录青岛理工大学琴岛学院 (1)课程设计说明书 (1)摘要 (I)1 序言 (1)2零件的分析 (2)2.1机械手的设计要求 (2)2.2机械手的运动原理 (2)3机械手的程序设计 (2)3.1机械手的操作方式 (2)3.2机械手PLC的输入/输出开关分配表 (3)3.3机械手PLC控制面板图 (4)3.4机械手PLC移动示意图 (5)3.5机械手PLC控制接线图 (6)3.6机械手PLC自动控制状态流程图 (7)3.7机械手PLC控制总梯形图 (8)3.8机械手PLC的语句表 (18)3.9机械手PLC程序设计说明 (21)3.9—1机械手PLC程序设计手动程序与自动程序的切换 (22)3.9—2机械手PLC程序设计手动程序 (22)3.9—3机械手PLC程序设计自动程序 (22)3.9—4机械手PLC程序设计返回原点程序 (24)4总结 (24)5参考文献 (24)1序言现代电气控制及PLC应用技术课程设计是在我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的。
搬运机械手电气控制系统设计
目录第1章概述 (1)1.1 PLC简介 (1)1.2机械手概述 (1)1.3 机械手控制系统设计步骤 (2)第2章控制方案论证 (3)2.1 搬运机械手的设计原理 (3)2.2 PLC的选取 (4)第3章控制系统硬件电路设计 (7)3.1传送带A,B主电路图及传送带B的控制电路图 (7)3.2PLC控制面板及接口电路图 (8)第4章控制系统软件设计 (10)4.1控制系统的软件设计原理 (10)4.2梯形图 (12)第5章控制系统调试 (14)5.1 控制系统的调试过程 (14)总结 (15)参考文献 (16)附录 (17)第1章概述1.1PLC简介自二十世纪六十年代美国推出可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）取代传统继电器控制装置以来，PLC得到了快速发展，在世界各地得到了广泛应用。
同时，PLC的功能也不断完善。
随着计算机技术、信号处理技术、控制技术网络技术的不断发展和用户需求的不断提高，PLC在开关量处理的基础上增加了模拟量处理和运动控制等功能。
今天的PLC 不再局限于逻辑控制，在运动控制、过程控制等领域也发挥着十分重要的作用。
通用PLC应用于专用设备时可以认为它就是一个嵌入式控制器，但PLC相对一般嵌入式控制器而方具有更高的可靠性和更好的稳定性。
实际工作中碰到的一些用户原来采用嵌入式控制器，现在正逐步用通用PLC或定制PLC取代嵌入式控制器。
1.2机械手概述工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备。
工业机械手是工业机器人的一个重要分支。
它的特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现了人的智能和适应性。
机械手作业的准确性和各种环境中完成作业的能力，在国民经济各领域有着广阔的发展前景。
机械手技术涉及到力学、机械学、电气液压技术、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。
基于PLC的机械手臂控制课程设计
课程设计说明书课程设计说明书课程名称:电气控制PLC课程设计课程代码: XXXXXXXX 题目:基于PLC机械手控制系统学生姓名: X X 学号: XXXXXXXXXXXXX 年级/专业/班: XXXX级电气自动化X班学院(直属系) : XXXXXXX学院指导教师: X X学院名称：XXXXXX 专业：XXX 年级：2021级机械手控制系统设计一、选题背景及题目来源工业实际工程，可在天科TKPLC-A实验装置机械手装置的模拟控制实验区完本钱模拟实验。
二、训练目的〔1〕通过使用各根本指令，进一步熟悉掌握PLC的编程和程序调试；〔2〕学会绘制电气原理图及接线图；〔3〕选择电气元器件；〔4〕完成系统硬件和软件设计；〔5〕完成模拟实验；〔6〕编写技术文件。
三、要求实现的功能启动机械手，将物体从A处移动到B处，机械手将完成原位、下降、抓取、上升、右移、下降、放松、上升、左移、循环或者回到原位动作过程。
在执行动作时由限位开关对机械手位置进行控制，并且由双线圈二位电磁阀推动气缸完成。
提出改良方案：在机械手夹紧过程进行探究，增加压力传感器用于机械手爪压力并进行反响控制；增加超声波传感器检测物体是否滑落。
当物体出现滑落或操作错误时发出报警等。
四、实验设备1、安装了STEP7-Micro/WIN32编程软件的计算机一台2、天科TKPLC-A实验装置3、机械手模块五、设计任务〔1〕根据控制要求分析控制及动作过程，设计硬件系统；〔2〕绘制电气原理图及PLC I/O接线图；〔3〕设计软件系统；〔4〕组成控制系统；〔5〕进行系统调试，实现〔三〕所要求的控制功能，完成模拟实验。
〔6〕撰写课程设计说明书。
六、参考资料1、天科TKPLC-A实验装置实验手册2、?S7-200可编程序控制器手册?，西门子技术效劳中心，四川省机械研究设计院，3、?现代电器控制及PLC应用技术?第2版，王永华，北京航空航天大学出版社指导教师： XX 签名日期： 2021 年 06 月 1日摘要可编程控制器是一种以微处理器为核心的工业控制装置。
项目10 PLC控制搬运机械手设计
• 1.垂直气缸、水平气缸选择 • (1)类型选择。 • 现有的工作要求和条件如下: • 1)要求当气缸到达行程终端时无冲击现象和撞击噪声，因此选择缓冲
气缸; • 2)要求重量轻，因此选择轻型气缸; • 3)要求安装空间窄且行程短，因此可选择薄型气缸; • 4)若有横向负载，可选带导杆气缸; • 5)要求制动精度高，应选择锁紧气缸; • 6)若不需要活塞杆旋转，可选择杆不回转气缸。
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10. 1搬运机械手设计案例导入
• 10. 1. 3材料选择
• 机器人手臂的材料应根据手臂的工作状况来选择，并满足机器人的设 计及制作要求。从设计的思想出发，机器人的手臂要求完成各种运动。 因此，对材料的一个要求是作为运动的部件，它应是轻型材料。另一 方面，手臂在运动过程中往往会产生振动，这必然会大大降低它的运 动精度，所以在选择材料时，需要对质量、刚度、阻尼进行综合考虑， 以便有效地提高手臂的动态性能。此外，机器人手臂选用的材料与一 般的结构材料不同。机器人手臂是一种伺服机构，要受到控制，必须 考虑它的可控性。可控性还要与材料的可加工性、结构性、质量等性 质一起考虑。总之，在选择机器人手臂材料时，要考虑强度、刚度、 重量、弹性、抗振性、外观及价格等多方面因素，下面为几种常见机 器人手臂材料:
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10. 1搬运机械手设计案例导入
• (1)碳素结构钢和合金结构钢等高强度钢:这类材料强度好，尤其是合 金结构钢强度增加了4~ 5倍，弹性模量大、抗变形能力强，是应用最 为广泛的材料。
• (2)铝、铝合金及其他轻合金材料:其共同特点是重量轻，弹性模量不 大，但是材料密度小，其(E/P)之比仍可与钢材相比。
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机械手臂搬运加工流程控制
-目录第1章机械手臂搬运加工流程控制工艺流程分析 (2)1.1机械手臂搬运加工流程控制过程描述 (2)1.2机械手臂搬运加工流程控制工艺分析 (2)第2章机械手臂搬运加工流程控制系统总体方案设计 (5)2.1机械手臂搬运加工流程控制系统硬件组成 (5)2.2机械手臂搬运加工流程控制方法分析 (5)2.3机械手臂搬运加工流程控制系统的I/O分配 (5)2.4机械手臂搬运加工流程控制系统接线图设计 (6)第3章机械手臂搬运加工流程控制系统梯形图程序设计 (8)3.1机械手臂搬运加工流程控制程序流程图设计 (8)3.2机械手臂搬运加工流程控制程序梯形图设计 (8)第4章机械手臂搬运加工流程控制监控系统设计 (10)4.1PLC与上位监控软件通讯 (10)4.2上位监控系统组态设计 (10)4.3实现的效果 (11)第5章机械手臂搬运加工流程控制监控系统调试及结果分析 (13)5.1机械手臂搬运加工流程控制系统调试及解决的问题 (13)5.2结果分析 (13)课程设计心得 ................................................... 错误!未定义书签。
参考文献.. (15)附录 (16)第1章机械手臂搬运加工流程控制1.1 机械手臂搬运加工流程控制过程描述如图所示，有两部机械对工作物进行加工，对象由输送带A送到加工位置，然后由机械手臂将加工物送至工作台1的位置进行第一步骤加工。
当第一步骤加工完成后，机械手臂将工作物夹起再送至工作台2进行第二步骤加工；当第二步骤加工完成后，机械手臂将工作物放到输送带B送走，然后由7段数码管显示加工完成的数量。
图1-1 机械手臂搬运加工流程控制过程示意图1.2 机械手臂搬运加工流程控制工艺分析机械手能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。
它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。
机械手臂搬运加工流程控制
机械手臂搬运加工流程控制机械手臂搬运加工流程控制是一种用于自动化生产的技术。
它通常包括对于物料的搬运和处理，以及对于加工过程的控制。
机械手臂搬运加工流程控制的实现需要控制系统、机器人手臂以及工业控制软件等多种技术实现。
工业机器人手臂工业机器人手臂是一种机械臂，它能够在工业生产线上自动操作。
机器人手臂通常由一些关节连接起来，并且可以进行复杂的运动。
工业机器人手臂广泛应用于生产线上的自动化流程控制。
机械手臂的作用在工业流程中非常重要。
它可以搬运物料，完成加工过程，并通过控制系统在加工过程中进行检查和控制。
如果机械手臂搬运过程中的控制不正确，将会对整个生产过程产生影响。
因此，机械手臂需要结合工厂的生产流程来进行控制。
控制系统机械手臂的控制系统是机器人手臂搬运过程中最重要的部分。
它是机械手臂功能的核心，主要是实现机器人手臂动作控制和数据处理。
控制系统需要能够控制机械手臂的所有动作和运动。
在机械手臂搬运过程中，控制系统需要对机械手臂的运动进行分析和控制。
它需要根据生产流程的要求，进行机械手臂的搬运、加工和检测操作。
在控制系统中，还需要实现对于机械手臂电气系统的控制和监测。
这些系统包括电机、传感器和其他控制器。
通过这些系统的监测，可以保证机械手臂在使用过程中的安全和稳定。
工业控制软件工业控制软件是用于控制机械手臂搬运加工流程的专用软件。
它主要针对机械手臂搬运加工过程进行操作控制。
工业控制软件允许工厂管理员以可视化的形式监测机械手臂的操作过程。
通过该软件，可以看到机械手臂的实时状态，包括位置、速度和加速度等状态指标。
同时，可以通过该软件监测到搬运物料的状态，如数量和质量等。
此外，工业控制软件还可以实现对于机械手臂的编程和自动化控制。
可以通过软件对机械手臂进行编程，实现加工流程中复杂的操作过程。
通过自动化控制，可以提高生产效率，并减少对人力的依赖。
机械手臂搬运加工流程控制的优势机械手臂搬运加工流程控制技术的优势在于提高了生产效率，并减少了人为操作中产生的错误。
搬运机械手设计
[科技创新]2013年2期（上） 081搬运机械手设计陈梦雨（宁波大学阳明学院自然科学类4班 浙江 宁波 315211）摘 要：本文讨论了在实际应用中经常使用到的几种搬运机械手，并对它们的结构和设计进行了相关探讨，总结了机械手设计中常见的一些问题和解决方案，并由此引申出相关的讨论，进行了一些总结性的陈述。
关键词：机械手；搬运机械手；机械手设计1 引言在通常的工业机器人系统中，机械手是起到关键作用的传统的任务执行部件，也是机器人的重要部件之一。
在物理结构上，机械手包含了滑竿。
滚珠丝杆等器件构成；电气方面，包含了直流和交流电机、变频及传感器等部件组成。
这个装置是机电一体化的典型代表之一，全方面地覆盖了多种技术。
本文中提及的机械手，是通过传感器感应设备工作状态，并经过PLC 输出控制信号，分别控制机械手在水平和垂直方向的位移，并在适当的时机夹持和放下，具体的控制时机由传感器进行感应和传递，从而实现在一定范围内的物料移动。
本文中涉及的搬运机械手，可以做出灵活多变的动作，实现在一定的空间范围内移动和搬运物体，并且根据物料的变化和操作流程的改动随时更新自身参数，实现多种用途。
2 搬运机械手的结构搬运机械手的作用通常是将物料从一个点搬运到另一个点，根据实际生产的需要，这个搬运过程可能会涉及到水平以及垂直的位移，某些时候还需要机械手可以进行转动，因此在不同的生产过程中，对机械手灵活性的要求并不相同。
除了都会涉及到的夹持或者吸附操作之外，其他的操作也可能会有变化。
一般来说，搬运机械手是通过螺旋机构和机械手夹持器来工作的。
2.1 螺旋机构螺旋机构的主要作用，是将电机或者内燃机的转动转变成直线上的运动，同时传递动力。
依照其性质，可以将其分类为滚动螺旋和滑动螺旋两种常见的类型。
依照其用途，可以分为调整、传导和传力这三种基本类型。
无论是什么样的螺旋机构，都是由螺杆、螺母和机架组成。
螺旋机构的优点在于结构足够简单，制造和维护都非常容易，传动平稳，噪音低而且容易自锁。
搬运机械手运动控制系统设计
搬运机械手运动控制系统设计第一部分：题目设计要求。
一、搬运机械手功能示意图、基本要求与参数本作业要求完成一种二指机械手的运动控制系统设计。
该机械手采用二指夹持结构，如图1所示，机械手实现对工件的夹持、搬运、放置等操作。
以夹持圆柱体为例，要求设计运动控制系统及控制流程。
机械手通过升降、左右回转、前后伸缩、夹紧及松开等动作完成工件从位置A到B的搬运工作，具体操作顺序：逆时针回转（机械手的初始位置在A与B之间）一＞下降一＞夹紧一＞上升一＞顺时针回转一＞下降一＞松开一＞上升，机械手的工作臂都设有限位开关SQ。
设计参数：（1）抓重:10Kg（2）最大工作半径：1500mm3)运动参数：伸缩行程：0-1200mm；伸缩速度：80mm/s；升降行程：0-500mm；升降速度：50mm/s回转范围：0-1800控制器要求：(1)在PLC、单片机、PC微机或者DSP中任选其一；( 2)具备回原点、手动单步操作及自动连续操作等基本功能。
三、工作量( 1)驱动及传动方案的设计及部件的选择；( 2)二指夹持机构的设计及计算；( 3)总体控制方案及控制流程的设计；( 4)设计说明书一份。
四、设计内容及说明( 1)机械手工作臂及机身驱动部件的选择及设计，需设计出具体的驱动及传动方案，画出方案原理框图。
( 2)末端夹持机构设计，该结构需保证抓取精度高，重复定位精度和运动稳定性好，并有足够的抓取能力。
设计应包括确定夹持方案、计算夹持范围、计算夹紧力及驱动力，完成夹持机构设计图。
( 3)控制系统设计，包括确定控制方案、核心功能部件的选择、主要功能模块的实现原理、绘制控制流程框图。
第二部分：设计过程搬运机械手运动控制系统设计一机械手工作臂及机身驱动部件的选择及设计，需设计出具体的驱动及传动方案，画出方案原理框图。
1 工作台升降，机械手臂张合及伸缩驱动部件选用步进电机，速度容易控制，位置精度高。
蜗轮蜗杆部分，选择普通异步电机。
2 传动方案：搬运机械手运动控制系统的传动分为四个部分:1）旋转台的升降部分传动：电机M1提供动力，经过传动螺杆，变电机的旋转运动为升降台的直线运动图1工作台升降传动2）旋转台的旋转部分传动：此为上图的A部分，正视A如下图所示。
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摘要机械手是近代自动控制领域中出现的一项新的技术，是现代控制理论与工业生产自动化实践相结合的产物，并以成为现代机械制造生产系统中的一个重要组成部分。
因此，研究机械手具有现实意义。
基于PLC机械手臂搬运控制系统的设计工作主要包括：在充分理解任务书的要求之后，进行系统硬件配置，PLC选型，绘制主电路图以及控制接线图；再进行控制系统的软件继续设计；为了便于仿真也对系统的上位机组态监控系统进行设计；最后进行仿真联合调试。
仿真结果基本符合要求。
系统可以实现机械手臂搬运过程的各个工况，对加工完成的工件进行计数，还能手动进行调试。
由于PLC具有可靠性、易操作性、灵活性等优点，因此，控制系统与传统人力搬运相比，大大提高了工作效率，系统调试方便、成本低、易操作、可靠性高，有很强的实用价值。
关键词：机械手臂；电气控制技术；PLC目录1 引言 01.1 机械手臂搬运控制系统设计的目的 01.2 机械手臂搬运控制系统的设计内容和要求 02 机械手臂搬运控制系统硬件设计 (1)2.1 机械手臂搬运控制系统硬件配置及组成原理 (1)2.2 机械手臂搬运控制系统输入输出点分析 (1)2.3 PLC选型 (2)2.4 机械手臂搬运控制系统变量定义及I/O地址分配 (3)2.5 机械手臂搬运控制系统硬件接线图设计 (3)3 机械手臂搬运控制系统软件设计 (4)3.1 编程语言的选择 (4)3.2 机械手臂搬运控制系统程序流程图设计 (4)3.3 PLC控制程序设计及分析 (5)3.3.1 手动模式 (5)3.3.2 自动模式 (6)4 机械手臂搬运控制系统调试及结果分析 (10)4.1 机械手臂搬运控制系统仿真调试 (10)4.1.1 静态调试 (10)4.1.2 动态调试 (10)4.2 结果分析 (10)5 设计总结 (13)参考文献 (14)致谢 (15)附录 (16)附录A 系统接线图 (16)附录B 程序梯形图 (17)1 引言1.1 机械手臂搬运控制系统设计的目的通过对机械手臂搬运控制系统的设计，可以使同学们了解机械手在我国的应用邻域、发展历史和应用前景，通过同学们自己动手设计，可以更深刻的了解一般机械手的工作方式、工艺过程以及操作步骤。
更重要的是让同学们运用已学到的知识，来设计一个基于PLC的机械手臂搬运控制系统，引导同学们将理论知识和生产实际知识紧密结合起来，从而使这些知识得到进一步的巩固、加深和扩展；同时掌握一般生产电气控制系统的设计方法以及生产电气控制系统的施工设计、安装与调试方法；培养同学们查阅图书资料、工具书的能力；通过这样的实际训练，为后续专业课的学习、毕业设计及解决工程问题打下良好的基础。
1.2 机械手臂搬运控制系统的设计内容和要求设计内容有如下几点：（1）设计出硬件系统的结构图、接线图、时序图等；（2）系统有启动、停止功能；（3）运用功能指令进行PLC程序设计，并有主程序、子程序和中断程序；（4）程序结构与控制功能自行创新设计；（5）进行系统调试，实现机械手臂搬运加工流程的控制要求。
系统的控制要求如下：（1）有两部机械对工作物进行加工，对象由输送带A送到加工位置，然后由机械手臂将加工物送至工作台1的位置进行第一步骤加工。
当第一步骤加工完成后，机械手臂将工作物夹起再送至工作台2进行第二步骤加工；当第二步骤加工完成后，机械手臂将工作物放到输送带B送走，然后由7段数码管显示加工完成的数量。
（2）假设使用气压机械手臂，一开始手臂先下降，碰到下限开关开始做夹起动作，然后开始上升碰到上限开关后，手臂开始往右，当碰到第一工作站的极限开关时，机械手臂下降将工作物放置工作台l然后上升等待机械对工作物加工；当工作物第一加工步骤完成时，机械手臂再依进行下降一夹住一上升一往右一下降一释放等流程，将工件放置工作台2上进行第二加工步骤。
（3）当第二加工步骤完成时，机械手再依进行下降、夹住、上升、往右、下降、释放等流程，由传送带B送出，并由7段数码管显示加工完成的数次。
2 机械手臂搬运控制系统硬件设计2.1 机械手臂搬运控制系统硬件配置及组成原理机械手臂搬运控制系统的组成原理图如图1所示，机械手的升降和左右移动分别使用双线圈的电磁阀，在某方向的驱动线圈失电时保持原位，必须驱动反方向的线圈才能反向运动。
机械手的夹具使用单线圈电磁阀，线圈得电时夹紧工件，断电时松开工件。
有关到位信号分别是：下限位开关SQ1，上限位开关SQ2，A 位置限位开关SQ3，工作台1限位开关SQ4，工作台2限位开关SQ5，B 位置限位开关SQ6。
七段数码管用来显示加工的工件数。
图1 组成原理图2.2 机械手臂搬运控制系统输入输出点分析对机械手臂搬运控制系统的工况分析如下：（1）系统必须要有启动和停止的功能，故需要一个启动按钮SB0（X000），一个停止按钮SB1(X001)；系统能自动工作和手动调试，故需要一个手动/自动切换开关SB2（X002）；（2）在自动模式中，先由传送带A 将工件送到加工位置，因此需要一个输出点（Y000）启动传送带A ，一个传感应元件SQ7（X003）感应工件到达加工位置；接通下降线圈KM2（Y001）机械手下降，碰到下限位开关SQ1（X004），停止下降；接通夹紧线圈KM3（Y002）机械手夹紧；接着接通上升线圈KM4（Y003）机械手上升，碰到上限位开关SQ2（X005）停止上升；接通右行线圈KM5（Y004）机械手右行，碰到工作台1限位开关SQ4（X007）停止右行；接通下降线圈KM2（Y001）机械手下降，碰到下限位开关SQ1（X004），停止下降；断开夹紧线圈KM3（Y002）；接通上升线圈KM4（Y003）机械手上升，碰到上限位开关SQ2停止上升；等待工作台1加工完，假定加工完成需要时间2工作台1传送带A工作台2传送带BSQ4SQ1SQ5SQ6SQ3SQ2左行上行右行下行分钟，2分钟之后；接通下降线圈KM2（Y001）机械手下降，碰到下限位开关SQ1（X004），停止下降；接通夹紧线圈KM3（Y002）机械手夹紧；接着接通上升线圈KM4（Y003）机械手上升，碰到上限位开关SQ2（X005）停止上升；接通右行线圈KM5（Y004）机械手右行，碰到工作台2限位开关SQ5（X010）停止右行；接通下降线圈KM2（Y001）机械手下降，碰到下限位开关SQ1（X004），停止下降；断开夹紧线圈KM3（Y002）；接通上升线圈KM4（Y003）机械手上升，碰到上限位开关SQ2停止上升；等待工作台2加工完，假定加工完成需要时间2分钟，2分钟之后；接通下降线圈KM2（Y001）机械手下降，碰到下限位开关SQ1（X004），停止下降；接通夹紧线圈KM3（Y002）机械手夹紧；接着接通上升线圈KM4（Y003）机械手上升，碰到上限位开关SQ2（X005）停止上升；接通右行线圈KM5（Y004）机械手右行，碰到传送带B限位开关SQ6（X011）停止右行；接通下降线圈KM2（Y001）机械手下降，碰到下限位开关SQ1（X004），停止下降；断开夹紧线圈KM3（Y002）；接通传送带启动线圈KM6（Y005）将加工完的工件送走，同时接着接通上升线圈KM4（Y003）机械手上升，碰到上限位开关SQ2（X005）停止上升；接通左行线圈KM7（Y006）机械手左行，碰到传送带A限位开关SQ3（X006）停止左行一个工作周期完成。
七段数码管用来统计加工的工件数，需要七个输出点即（Y010~Y016）。
（3）手动模式中需要控制下降按钮SB3（X012）、上升按钮SB4（X013）、右行按钮SB5（X014）、左行按钮SB6（X015）、松紧按钮SB7（X016）。
通过以上分析可知，需要PLC输入点14个（X000~X016），PLC输出点14个（Y000~Y006，Y010~Y016）。
2.3 PLC选型PLC是PLC控制系统的核心部件，正确选择PLC对于保证整个控制系统的技术经济性能指标起着重要作用。
国内外生产的PLC种类很多，在选用时应考虑以下几个方面：（1）规模要适当：首先要确保有足够的输入、输出点数，并留有一定的余地，还应确定用户程序存储器的容量。
（2）功能要相当，结构要合理。
（3）输入、输出功能及负载能力的选择：选择何种功能的输入、输出形式或模块，取决于控制系统中输入和输出信号的种类、参数要求和技术要求，选用具有相应功能的模块。
（4）使用环境条件：在选择PLC时，要考虑使用环境条件是否符合规定。
本控制系统的输入信号有15个，输出信号有14个，结合以上的考虑因素决定选用三菱的FX2n-32MR，I/O点数各位16点，可以满足控制要求，且留有一定的裕量。
2.4 机械手臂搬运控制系统变量定义及I/O地址分配系统变量定义及I/O地址分配如表1所示。
表1 系统变量定义及I/O地址分配PLC输入点所接输入端口PLC输出端口所接输出端口X000启动按钮Y000传送带A X001停止按钮Y001下降线圈X002手动/自动切换开关Y002夹紧线圈X003到达加工位置Y003上升线圈X004下限位开关Y004右行线圈X005上限位开关Y005传送带B X006传送带A限位开关Y006左行线圈X007工作台1限位开关Y010数码管a段X010工作台2限位开关Y011数码管b段X011传送带B限位开关Y012数码管c段X012下降按钮Y013数码管d段X013上升按钮Y014数码管e段X014右行按钮Y015数码管f段X015左行按钮Y016数码管g段X016松、紧按钮——2.5 机械手臂搬运控制系统硬件接线图设计由工况分析可设计出如图2所示的硬件接线图。
图2 硬件接线图3 机械手臂搬运控制系统软件设计3.1 编程语言的选择常见的PLC编程语言有以下几种：（1）梯形图：梯形图语言具有形象、直观、实用的优点，它是在继电接触器逻辑控制的基础上演变而来，易学易懂。
（2）指令表：它和单片机程序中的汇编语言有点类似，由语句指令一定的顺序排列而成。
（3）顺序功能图：常用来编制顺序控制类程序。
包含步、动作、转换三个要素。
可以将一个复杂的控制过程分解为一些小的工作状态，对这些小的工作状态的功能处理后再依一定的顺序控制要求连接组合成整体的控制程序。
（4）功能块图：一种类似数字逻辑电路的编程语言。
（5）结构文体：用一些高级编程语言来编程的方式称为结构文体。
对于机械手臂搬运控制系统，其控制过程是按顺序一步一步来完成，只有在上一个步骤完成了，才能进入下一个工步。
因此决定采用顺序功能图来编写机械手臂搬运控制系统。
3.2 机械手臂搬运控制系统程序流程图设计由工况分析可得自动模式的程序流程图如图3所示。
当传送带A将工件送到加工位置时，机械手下降，碰到下限位开关时，夹紧工件开始上升，碰到上限位开关时，开始右移，到达工作台1时，机械手下降，碰到下限位开关时，松开工件，上升到上限位等待工作台1加工完成。