PLC控制机械手课程设计要点
机械手的PLC控制-PLC课程设计
一、要求机械手的PLC控制1．设备基本动作：机械手的动作过程分为顺序的8个工步：既从原位开始经下降、夹紧、上升、右移、下降、放松、上升、左移8个动作后完成一个循环（周期）回到原位。
并且只有当右工作台上无工件时，机械手才能从右上位下降，否则，在右上位等待。
2．控制程序可实现手动、自动两种操作方式；自动又分为单工步、单周期、连续三种工作方式。
3．设计既有自动方式也有手动方式满足上述要求的梯形图和相应的语句表。
4. 在实验室实验台上运行该程序。
二参考1. “PLC电气控制技术——CPM1A系列和S7-200”书中212页“8.1.3机械手的控制”2. “机床电气控制”第三版王炳实主编书中156页“三、机械手控制的程序设计”。
3．“可编程控制器原理及应用”宫淑贞徐世许编著人民邮电出版社书中P168—P175例4.6。
其中工作方式时手动、自动（单步）、单周期、连续；还有自动工作方式下的误操作禁止程序段（安全可靠）。
注解：“PLC电气控制技术——CPM1A系列和S7-200”书中212页“8.1.3机械手的控制”例中只有手动和自动（连续）两种操作模式，使用顺序控制法编程。
PLC 机型选用CPM2A-40型，其内部继电器区和指令与CPM1A系列的CPM有所不同。
“机床电气控制”第三版王炳实主编书中156页“三、机械手控制的程序设计”。
本例中的程序是用三菱公司的F1系列的PLC指令编制。
有手动、自动（单工步、单周期、连续）操作方式。
手动方式与自动方式分开编程。
参考其编程思想。
“可编程控制器原理及应用”宫淑贞徐世许编著人民邮电出版社书中P168—P175例4.6。
其中工作方式有手动、自动（单步）、单周期、连续；还有自动工作方式下的误操作禁止程序段（安全可靠）。
用CPM1A编程。
这里“误操作禁止”是指当自动（单工步、单周期、连续）工作方式时，按一次操作按钮自动运行方式开始，此后再按操作按钮属于错误操作，程序对错误操作不予响应。
PLC控制机械手控制系统设计
PLC控制机械手控制系统设计PLC（可编程逻辑控制器）是一种用于控制机械设备的电子设备，广泛应用于工业自动化领域。
在机械手控制系统设计中，PLC可以起到关键的作用，实现机械手的精确控制和高效运行。
下面将介绍PLC控制机械手控制系统的设计要点。
首先，PLC控制机械手控制系统设计需要明确系统的功能和需求。
根据机械手的应用场景和任务要求，确定系统需要具备的功能和性能指标，例如机械手的动作速度、精度、负载能力等。
其次，PLC控制机械手控制系统设计需要选择合适的PLC型号和配套设备。
根据系统需求和实际情况，选择适合的PLC型号和配套设备，例如输入输出模块、通信模块、运动控制模块等。
同时，还需要考虑PLC的编程环境和开发工具，确保可以方便地进行PLC程序的编写和调试。
然后，PLC控制机械手控制系统设计需要进行系统的硬件设计。
根据机械手的结构和控制需求，设计硬件电路和连接方式，包括传感器的选择和布置、执行器的选型和控制方式等。
同时，还需要考虑系统的电源供应和电气安全措施，确保系统的稳定性和安全性。
接下来，PLC控制机械手控制系统设计需要进行PLC程序的编写和调试。
根据系统功能和需求，编写PLC程序，包括输入输出的配置、数据处理的逻辑、控制算法的实现等。
在编写过程中，需要进行充分的测试和调试，确保程序的正确性和可靠性。
最后，PLC控制机械手控制系统设计需要进行系统的集成和调试。
将PLC控制系统与机械手的其他部分进行集成，包括传感器、执行器、机械结构等。
进行系统的调试和优化，确保机械手的正常运行和稳定性。
总之，PLC控制机械手控制系统设计需要从系统的功能和需求出发，选择合适的PLC型号和配套设备，进行系统的硬件设计，编写PLC程序并进行调试，最后进行系统的集成和调试。
通过科学合理的设计和调试，可以实现机械手的精确控制和高效运行。
机械手臂plc课程设计
机械手臂plc课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解机械手臂的基本结构和功能，掌握PLC编程的基础知识。
2. 学生能够描述机械手臂的运动原理，了解PLC在自动化控制中的应用。
3. 学生能够解释机械手臂PLC控制系统的工作原理，掌握相关术语和概念。
技能目标：1. 学生能够运用PLC编程软件进行简单的程序编写，实现对机械手臂运动的控制。
2. 学生能够通过实际操作，熟练使用机械手臂PLC控制系统的相关设备。
3. 学生能够运用问题解决策略，对机械手臂PLC控制系统进行故障排除和优化。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对机械手臂PLC控制技术的兴趣，激发创新意识和探索精神。
2. 培养学生团队协作意识，提高沟通与交流能力，学会共同解决问题。
3. 增强学生的安全意识，培养严谨的科学态度和良好的工程素养。
课程性质：本课程为实践性较强的学科课程，结合理论知识与实际操作，培养学生的动手能力和创新能力。
学生特点：学生具备一定的物理和数学基础，对机械手臂和PLC技术有一定了解，对实践操作有浓厚兴趣。
教学要求：注重理论与实践相结合，强调学生的主体地位，引导学生主动探究，提高解决问题的能力。
将课程目标分解为具体的学习成果，便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 机械手臂基本结构及功能：介绍机械手臂的组成部分，包括执行器、传感器、控制器等，并分析其各自功能。
教材章节：第二章 机械手臂的结构与原理2. PLC编程基础：讲解PLC的基本指令、编程方法和应用案例，使学生掌握PLC编程的基本技能。
教材章节：第三章 PLC编程与应用3. 机械手臂运动原理：分析机械手臂的运动学原理，包括正运动学、逆运动学以及动力学等内容。
教材章节：第四章 机械手臂的运动学与动力学4. PLC在自动化控制中的应用：介绍PLC在机械手臂控制系统中的应用，以及与其他自动化设备的配合。
教材章节：第五章 PLC在自动化系统中的应用5. 机械手臂PLC控制系统设计与实践：通过实际案例，教授学生如何设计机械手臂PLC控制系统，并进行实践操作。
plc机械手课程设计
plc 机械手课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解PLC（可编程逻辑控制器）的基本原理，掌握其操作方法和应用场景。
2. 学生能够描述机械手的基本结构、功能和工作原理。
3. 学生掌握PLC与机械手联动的编程方法，能够实现基本的运动控制。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识，设计简单的PLC控制机械手程序，实现指定动作。
2. 学生能够分析并解决PLC控制机械手过程中遇到的问题。
3. 学生通过实践操作，提高动手能力，培养团队协作和沟通能力。
情感态度价值观目标：1. 学生对PLC和机械手产生兴趣，增强对自动化技术的认识和好奇心。
2. 学生在学习过程中，培养认真负责、严谨细致的工作态度。
3. 学生能够认识到PLC机械手在工业生产中的应用价值，增强对现代工业的认识。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，结合理论教学和实际操作，使学生掌握PLC机械手的应用。
学生特点：学生具备一定的电工电子基础和编程能力，对新鲜事物充满好奇，喜欢动手实践。
教学要求：教师需结合理论教学和实际操作，注重培养学生的动手能力和团队协作能力，提高学生对PLC机械手应用的认识。
在教学过程中，将目标分解为具体的学习成果，以便进行教学设计和评估。
二、教学内容1. PLC基本原理：介绍PLC的定义、功能、组成和应用场景，结合教材相关章节，使学生理解PLC在自动化控制中的重要作用。
2. 机械手基本结构和工作原理：讲解机械手的类型、结构、功能以及工作原理，使学生掌握机械手的基本知识。
3. PLC与机械手联动编程：学习PLC编程语言，掌握基本指令，结合教材实例，使学生能够实现机械手的运动控制。
4. 实践操作：安排学生分组进行PLC机械手的编程与调试，包括以下内容：a. 编写简单的PLC程序，实现机械手的运动控制；b. 分析并解决实际操作过程中遇到的问题；c. 团队协作，共同完成指定任务。
5. 教学内容安排与进度：a. PLC基本原理（1课时）；b. 机械手基本结构和工作原理（1课时）；c. PLC与机械手联动编程（2课时）；d. 实践操作（4课时）。
PLC机械手课程设计
运动轨迹的控制算法和实现
运动轨迹的仿真和优化
仿真软件：选择合适的仿真软件进行轨迹仿真 轨迹规划：根据机械手的运动需求，规划合适的运动轨迹 优化方法：采用优化算法对运动轨迹进行优化，提高运动效率和稳定性 仿真结果：通过仿真软件对优化后的运动轨迹进行仿真，验证其可行性和效果
Part Five
机械手操作流程和 控制程序编写
Function Block
Diagram等
编程步骤：编 写程序、编译、 下载到PLC、
调试
编程技巧：使 用子程序、模 块化编程、优
化程序结构
编程注意事项： 避免死循环、 注意数据溢出、 确保程序安全
PLC控制系统的调试和测试
硬件检查：确 保所有硬件设
备正常工作
软件检查：确 保所有软件程
序正常运行
THANKS
汇报人：
机械手的工作原理和控制方式
机械手由执行机构、驱动机构和控制系统组成
执行机构包括手部、手腕、手臂和基座等
驱动机构包括电动机、液压缸、气缸等
控制系统包括PLC、传感器、执行器等
工作原理：通过PLC控制驱动机构，实现机械手的运动和 操作
控制方式：PLC控制、手动控制、自动控制等
Part Three
评价与反馈：对学生的学习情况进行评价， 收集学生的反馈意见，对课程设计进行改 进和完善。
Part Two
PLC机械手的基本 结构和原理
机械手的组成和功能
机械手由执行机构、驱动机构和控制系统组成 执行机构：负责完成抓取、搬运等动作 驱动机构：提供动力，使执行机构完成动作 控制系统：接收指令，控制驱动机构和执行机构完成预定动作 功能：实现自动化生产，提高生产效率，降低劳动强度，保证产品质量
plc机械手操作控制装置课程设计
PLC课程设计专业：电气工程及其自动化班级：姓名：学号：设计题目：plc机械手操作控制装置课程设计目录前言 (3)一设计目的及主要内容 (4)1.1设计目的 (4)1.2.主要内容 (4)二气动机械手的操作要求及功能 (4)2.1.操作要求 (4)2.2操作功能 (5)三 PLC及机械手的选择和论证 (6)3.13.1.2 PLC的结构及基本配置 (6)3.1.3 PLC的选择及论证. (7)3.2机械手 (7)3.2.1机械手简介 (7)3.2.2机械手的选择 (8)四硬件电路设计及描述 (8)4.1操作方式 (8)4.2输入与输出分配表及I/O分配接线 (9)五软件电路设计及描述 (10)5.1机械手的操作系统程序 (10)5.2回原位程序 (10)5.3手动单步操作程序 (11)5.4自动操作程序 (12)5.5机械臂传送系统梯形图 (12)5.6指令语句表 (13)六心得体会 (15)参考文献 (16)前言大学四年的本科学习即将结束，毕业设计是其中最后一个环节，是对以前所学的知识及所掌握的技能的综合运用和检验。
随着我国经济的迅速发展，采用PLC的技术得到愈来愈广泛的应用。
可编程序控制器（Programmable Logic Controller），简称PLC，是在继电顺序控制基础上发展起来的以微处理器为核心的通用的工业自动化控制装置。
随着电子技术和计算机技术的迅猛发展，PLC的功能也越来越强大，更多地具有计算机的功能，所以又简称PC（PROGRAMMABLE CONTROLLER），但是为了不和PERSONAL COMPUTER混淆，仍习惯称为PLC。
目前PLC已经在智能化、网络化方面取得了很好的发展，并且现今已出现SOFTPLC，更是PLC领域无限的发展前景。
本文主要通过气动机械臂的PLC控制来介绍PLC的具体应用，让我们更熟悉PLC，为今后学习打下基础。
机械手采用plc控制，具有可靠性高，改变程序灵活等优点。
PLC机械手课程设计报告
目录摘要 (I)1 设计目的和要求 (1)1.1 目的 (1)1.2 要求 (1)2 机械手的工艺和控制要求 (2)2.1 设备概况 (2)2.1.1 工艺介绍 (2)2.1.2 面板操作 (3)2.2 控制要求 (3)2.2.1液压系统油泵启动及停止 (3)2.2.2机械手工作方式 (3)2.2.3系统保护和报警功能。
(3)3 PLC控制系统发设计方法。
(5)3.1 确定输入输出 (5)3.2 选着PLC的型号。
(5)3.3 机械手设计框图: (4)3.4 为PLC的输入输出编址 (5)4 电气原理图设计 (7)4.1主电路设计 (7)4.2输入电路 (7)4.3输出电路 (7)4.4绘图注意事项 (7)5 PLC程序设计 (8)5.1主程序流程图 (9)5.2 手动子程序 (10)5.3回原点子程序流程图 (11)5.4 单步流程图 (12)5.5 单周期流程图 (13)5.5自动流程图 (14)5.6 程序调试 (14)6 总结 (15)附录1 机械手电气原理图附录2 机械手梯形图摘要机械手主要用于搬动或者装卸零件的重复动作, 动力来源于液压系统。
在机械手控制选用PLC, 其原因安全可靠。
机械手控制分为手动、回原点、单步、单周期、自动五大部分。
各个功能运用转换开关进行切换, 切后按照以前步骤继续执行。
通过PLC输出驱动中间继电器, 接通电磁阀。
首先运用AUTOCAD绘制实际工程电气接线图, 在实验室运用实验模拟设备, 进行编程模拟。
关键字: 机械手PLC 电气接线图电磁阀中间继电器1 设计目的和要求1.1 目的（1）用PLC实现对机械手手、自动控制。
（2）用PLC设计具有多种操作方式的电控系统的程序结构。
（3）掌握一般控制系统操作方式切换时保持系统状态连续的程序设计思路和方法。
（4）自行设计手动、回原点、单步、单周期和自动五种工作方式下的控制程序。
1.2 要求（1）绘制电气原理图时要符合国家标准。
plc机械手课程设计
目录一、PLC概况及在机械手中的应用21 可编程序控制器的应用和发展概况 22 PLC的应用概况 23 PLC在机械手中的应用 3二、机械手概况 41搬运机械手的应用简况 42机械手的应用意义 53机械手的发展趋势 54机械手的分类 6三、搬运机械手总体设计方案71机械手的工作过程72机械手的控制过程73机械手的控制要求84 机械手模型 85I/O分配 96状态转移图 107 梯形图程序 11四、结论 18五、参考文献 19一PLC概况及在机械手中的应用1 可编程序控制器的应用和发展概况可编程序控制器（programmable controller），现在一般简称为PLC （programmable logic controller），它是以微处理器为基础，综合了计算机技术、半导体集成技术、自动控制技术、数字技术、通信网络技发展起来的一种通用的工业自动控制装置。
以其显著的优点在冶金、化工、交通、电力等领域获得了广泛的应用，成为了现代工业控制三大支柱之一。
在可编程序控制器问世以前，工业控制领域中是继电器控制占主导地位。
传统的继电器控制具有结构简单、易于掌握、价格便宜等优点，在工业生产中应用甚广。
但是控制装置体积大、动作速度较慢、耗电较多、功能少，特别是由于它靠硬件连线构成系统，接线繁杂，当生产工艺或控制对象改变时，原有的接线刻控制盘（柜）就必须随之改变或更换，通用性和灵活性较差。
2 PLC的应用概况PLC的应用领域非常广，并在迅速扩大，对于而今的PLC几乎可以说凡是需要控制系统存在的地方就需要PLC，尤其近几年来PLC的性价比不断提高已被广泛应用在冶金、机械、石油、化工、轻功、电力等各行业。
按PLC的控制类型，其应用大致可分为以下几个方面。
1）. 用于逻辑控制这是PLC最基本，也是最广泛的应用方面。
用PLC取代继电器控制和顺序控制器控制。
例如机床的电气控制、包装机械的控制、自动电梯控制等。
2）. 用于模拟量控制PLC通过模拟量I/O模块，可实现模拟量和数字量之间转换，并对模拟量控制。
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1.课程设计目的
1.机械手的工作原理
1.1.1机械手的概述
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。
近年来，随着电子技术特别是电子计算机的广泛应用，机器人的研制和生产已成为高技术领域内迅速发展起来的一门新兴技术，它更加促进了机械手的发展，使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。
机械手虽然目前还不如人手那样灵活，但它具有能不断重复工作和劳动、不知疲劳、不怕危险、抓举重物的力量比人手大等特点，因此，机械手已受到许多部门的重视，并越来越广泛地得到了应用。
例如：
(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，在机械行业中它可以用来组装零部件。
(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。
(6)军事工程及生物医学方面的研究和试验。
1.1.2 机械手的工作方式
机械手电气控制系统，除了有多工步特点之外，还要求有连续控制和手动控制等操作方式。
工作方式的选择可以很方便地在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。
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。
以下是设计该机械手控制程序的步骤和方法。
1、机械手传送工件系统示意图，如图1所示。
图1 机械手传送示意及操作面板图
2.课程设计题目和要求
机械手顺序动作的要求是：
1) 按下起动按钮SB1时，机械手系统工作。
首先上升电磁阀通电，手臂上升，至上升限位开关动作。
2) 左转电磁阀通电，手臂左转，至左转限位开关动作。
3) 下降电磁阀通电，手臂下降，至下降限位开关动作。
4) 启动传送带A运行，由光电开关SP检测传送带A上有无物品送来，若检测到物品，则抓紧电磁阀通电，机械手抓紧，至抓紧限位开关动作。
5) 手臂再次上升，至上升限位开关再次动作。
6) 右转电磁阀通电，手臂右转，至右转限位开关动作。
7) 手臂再次下降，至下降限位开关再次动作。
8) 放松电磁阀通电，机械手松开手爪，经延时2秒后，完成一次搬运任务，然后重复循环以上过程。
9) 按下停止按钮SB2或断电时，机械手停止在现行工步上，重新起动时，机械手按停止前的动作继续工作。
3.设计内容
3.1机械手控制程序设计
3.1.1 输入和输出点分配表及原理接线图
表1 机械手传送系统输入和输出点分配表
3.1.2控制程序
操作系统
操作系统包括回原点程序，手动单步操作程序和自动连续操作程序，如图3所示。
其原理是：
把旋钮置于回原点，X16接通，系统自动回原点，Y5驱动指示灯亮。
再把旋钮置于手动，则X6接通，其常闭触头打开，程序不跳转（CJ为一跳转指令，如果CJ驱动，则跳到指针P所指P0处），执行手动程序。
之后，由于X7常闭触点，当执行CJ指令时，跳转到P1所指的结束位置。
如果旋钮置于自动位置，（既X6常闭闭合、X7常闭打开）则程序执行时跳过手动程序，直接执行自动程序。
回原位程序
回原位程序如图4所示。
用S10~S12作回零操作元件。
应注意，当用S10~S19作回零操作时，在最后状态中在自我复位前应使特殊继电器M8043置1。
手动单步操作程序
如图5所示。
图中上升/下降，左移/右移都有联锁和限位保护。
自动操作程序
自动操作状态转移见图6所示。
当机械手处于原位时，按启动X0接通，状态转移到S20，驱
动下降Y0，当到达下限位使行程开关X1接通，状态转移到S21，而S20自动复位。
S21驱动Y1置位，延时1秒，以使电磁力达到最大夹紧力。
当T0接通，状态转移到S22，驱动Y2上升，当上升到达最高位，X2接通，状态转移到S23。
S23驱动Y3右移。
移到最右位，X3接通，状态转移到S24下降。
下降到最低位，X1接通，电磁铁放松。
为了使电磁力完全失掉，延时1秒。
延时时间到，T1接通，状态转移到S26上升。
上升到最高位，X2接通，状态转移到S27左移。
左移到最左位，使X4接通，返回初始状态，再开始第二次循环动作。
在编写状态转移图时注意各状态元件只能使用一次，但它驱动的线圈，却可
以使用多次，但两者不能出现在连续位置上。
因此步进顺控的编程，比起用基本指令编程较为容易，可读性较强。
3.1.3机械手传送系统梯形图
如图7所示。
图中从第0行到第27行为回原位状态程序。
从第28行到第66行，为手动单步操作程序。
从第67行到第129行为自动操作程序。
这三部分程序（又称为模块）是图3的操作系统运行的。
回原位程序和自动操作程序。
是用步进顺控方式编程。
在各步进顺控末行，都以RET结束本步进顺控程序块。
但两者又有不同。
回原位程序不能自动返回初始态S1。
而自动操作程序能自动返回初态S2。
4.梯形图及指令表
4.1 梯形图
4.2 指令表
4.设计总结
机械手的控制对于很多场合需求很大，不论是机床使用的小型系统还是流水
线上的这类设备，其基本动作要求类似，所以控制的实现也可以相互借鉴。
对于控制程序的编写，这里给出的只是一种实现手段，使用可编程控制器还有其他的方法可以实现这样的控制，针对所用的具体系统的情况，设计人员可以选用不同的方法来编写程序。
机械手高效的工作效率，准确的定位精度，以及简单的结构及控制方式是人手不能替代的，机械手的使用也将越来越广泛。
机械手是一种能模拟人的手臂的部分动作，按预定的程序轨迹极其它要求，实现抓取，搬运工件或操做工具的自动化装置。
在我国由于大多数工业机器人所执行的工作为模拟人的手臂而工作，因而通常把工业机器人称做操作机械手。
随着工业技术的发展，工业机器人与机械手的应用范围不断扩大，其技术性能也在不断提高。
在国内，应用于生产实际的工业机器人特别是示教再现性机器人不断增多，而且计算机控制的也有所应用。
在国外应用于生产实际的工业机器人多为示教再现型机器人，而且计算机控制的工业机器人占有相当比例。
带有“触觉”，“视觉”等感觉的“智能机器人”正处于研制开发阶段。
带有一定智能的工业机器人是工业机器人技术的发展方向。
参考书目
[1] 竺可桢. 物理学. 北京：科学出版社，1973.
[2] 张昆，冯立群，余昌钰，等. 机器人柔性手腕的球面齿轮设计研究. 沈阳工业大学学报，1994, 34(2): 1-7.
[3]《PLC应用开发实用子程序》
[4]《PLC程序设计和实例应用》
目录
1.课程设计目的 (1)
1.机械手的工作原理 (1)
1.1.1机械手的概述 (1)
1.1.2 机械手的工作方式 (1)
2.课程设计题目和要求 (2)
3.设计内容 (3)
3.1机械手控制程序设计 (3)
3.1.1 输入和输出点分配表及原理接线图 (3)
3.1.2控制程序 (4)
3.1.3机械手传送系统梯形图 (8)
4.梯形图及指令表 (8)
4.1 梯形图 (8)
4.2 指令表 (10)
4.设计总结 (11)
参考书目 (12)
附录1 (13)
附录2 (14)。