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1、摘要机械手在先进制造领域中扮演着极其重要的角色。它可以搬运货物、分拣物品、代替 人的繁重劳动。可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， 因此被广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。机械手是一种多功能机 器，可以通过自动化实现定位控制，并且可以根据不同的需求进行重新编程，以实现功能 的变动。本文对此进行了深入的研究，针对基于PLC控制的机械手的设计与应用研究，本 文首先阐述了文章的研究背景及研究意义，总结了当前的研究现状，为本文的研究设计奠 定基础，进而总结了机械手研究的相关技术，为本文提供理论基础，通过分析PLC在机械 手中的应用，做出PLC控制系统的设计
2、，以期通过本文的研究设计，对基于PLC控制的机 械手的设计有所帮助。关键词：气动技术；冲压机械手；虚拟样机；PLC控制1.2. 2半自动化操作的功能模块控制系统要求，为了使机械手从原来的位置依次向左移动气缸-升降-水平拉-拉-拉- 拉-拉-拉-拉-拉-拉-拉-拉-拉-拉-拉-拉-拉，当按下启动按钮时-将垂直气缸拉回到原来 的位置，把它们拉回到垂直位置。此过程必须通过功能序列图在单个过程结构中实现。上 述过程的每一个动作都是一个状态，在功能图的编程方法中，用PLC将工作顺序列出来， 转换成梯形电路。3. 2. 3全自动化操作功能模块控制系统需要全自动化的状态来实现生产的自动化管理，满足现代生产发
3、展的要求， 如上海浦东新区梦店公司投产西门子PLC生产线，管理采用全自动化生产管理模式，一人 拥有十条生产线，自动化取代了许多手工艺品。虽然公司前期投入了大量资金，但整个生 产过程的成本大大降低，企业管理也越来越成为项目设计中的文件，提出了自动和半自动 切换，必要时半自动切换到sa等工作流程，如上述半自动控制。第4章 硬件及软件设计4.1系统硬件电路的设计1. 1PLC的选型目前，全球有200多家PLC产品制造商。其中著名的PLC制造商主要是AB, Ge,三菱, 欧姆龙，西门子，Te,三星，LG等。S7-200是西门子在德国生产的plc S7-200o S7-200系列plc是西门子生产的一个
4、小 plco它的许多功能都达到了中型和大型plc的水平，但价格与小plc相同。因此，激活 后出现了广泛的问题。这尤其适用于s7- 200c22系列，因为它有多个功能模块和人机接 口选择，因此系统集成非常方便，很容易形成plc网络。与此同时，它有一个功能齐全的 软件来编程和调整工业控制系统，从而简化管理系统的设计，提供高速和强大的通信功能, 几乎可以执行任何任务控制功能。，根据操纵者控制的要求，plc输入和输出点的分布如下：4. 4系统硬件电路的设计。4. 1.2 PLC的选型目前，全球有200多家PLC产品制造商。其中著名的PLC制造商主要是AB, Ge,三菱, 欧姆龙，西门子，Te,三星，L
5、G等。S7-200是西门子在德国生产的plc S7-200o S7-200系列plc是西门子生产的一个小 plco它的许多功能都达到了中型和大型plc的水平，但价格与小plc相同。因此，激活 后出现了广泛的问题。这尤其适用于s7- 200c22系列，因为它有多个功能模块和人机接 口选择，因此系统集成非常方便，很容易形成plc网络。与此同时，它有一个功能齐全的 软件来编程和调整工业控制系统，从而简化管理系统的设计，提供高速和强大的通信功能, 几乎可以执行任何任务控制功能。根据操纵者控制的要求，plc输入和输出点的分布如下：表4-1 PLC的I/O分配表名称输入名称输入启动按钮SB 110.0夹紧
6、按钮SB1011.1停止按钮SB210.1松开按钮SB 1111.2复位按钮SB310.2上升限位开关SQ111.3上升按钮SB410.3下降限位开关SQ211.4下降按钮SB510.4左行限位开关SQ311.5左行按钮SB610.5右行限位开关SQ411.6右行按钮SB710.6左旋限位开关SQ511.7左旋按钮SB810.7右旋限位开关SQ612.0右旋按钮SB911.0名称输出名称输出上下行步进电机驱动 器脉冲输入Q0.0基座电机正转Q0.4左右行步进电机驱动 器脉冲输入Q0.1基座电机反转Q0.5上下行步进电机驱动 器方向输入Q0.2松紧电磁阀Q0.6左右行步进电机驱动 器方向输入Q0
7、.3原位指示灯Q0.7从上表可以看出，控制系统仅需要17个输入点和8个输出点。在这里，为西门子制 造的小型S7-200系列PLC选择了一个cpu226可编程继电器输出型控制器，该控制器具有 24个入口点和16个出口点。4. 1.3机械手驱动的选择所有的操作都是由步行者和直流驱动和控制的。步骤驱动必须启动，只有在脉冲输入 的情况下，步进电动机才会工作，每次脉冲从低到高变化，步进电动机就会移动一步。当 你改变引擎的方向时，必须添加一个方向信号。操纵者上/下、左/右的运动是通过控制两 个步行者的前后运动来实现的。主旋转是通过控制直流驱动的方向来实现的。控制器的释 放/夹子由一个线圈的双位置电磁阀控制
8、。当线圈打开时，操纵者就会放松;当线圈关闭时, 操纵者就会被夹住。(1)步进电动机步进电动机是一个开路控制系统，可以将脉冲信号转换成角度或线性位移。一般来说, 当步进驱动程序接收到脉冲信号时，它会启动步进驱动器，将固定的角度（即步进角度）旋 转到指定的方向。角度偏移是通过控制脉冲的数量来控制的，以达到精确定位的目标。与 此同时，发动机的转速和加速度可以通过控制脉冲频率来控制，以达到速度调节的目标。系统使用两相混合动力步进电机来控制行动8位操纵者。与直流发动机相比，它的刹 车效果更好。止匕外，滚珠轴承和滑动杆相互作用，使操纵者更稳定。主要特征包括低容量、 高发射频率、高扭矩和其他优势。顺序连接模
9、式在这里被接受，连接模式显示在图3-3中。步进电动机必须由电子设备控制。该设备是步进驱动程序。它将控制系统发出的脉冲 信号转化为步进驱动器的角质位移。换句话说，控制系统发出的每一个脉冲信号都迫使驱 动器旋转步进驱动器。因此，步进发动机的速度与脉冲信号的频率成正比。（2）步进电机的选择步进电机具有三个要素：步进角（考虑到相数），静态转矩和电流。确定了这三个要 素后，便确定了步进电机模型。1 .发动机角度的选择取决于对负载精度的要求。最小（等效）负载分辨率将转换为电 动机轴，以及每个等效电动机应旋转的角度（包括减速）。发动机的俯仰角必须等于或小 于该角度。目前，市场上步进电机的倾斜角通常为0. 3
10、6度/0.72度（三相电动机），0.9 度/1.8度（两相电动机，三相电动机）和1.5度/ 3度（三相电动机）。引擎等）2 .同时一，难以确定步进电动机的动态转矩的静态转矩。我们通常首先确定发动机的静 态力矩。静态扭矩的选择基于发动机负载，可分为惯性负载和摩擦负载。没有惯性或摩擦 载荷。对于直接启动，应考虑两种类型的负载（通常在低速下）。从加速开始时，必须考 虑惯性负载。以恒定速度运行时，必须考虑摩擦载荷。通常，静力矩应比摩擦载荷高2-3 倍。选择静态力矩后，您可以确定引擎的框架和长度（几何形状）。3 .选择静态扭矩与当前扭矩相同的发动机。由于当前设置不同，因此其性能完全不同。 可以从转矩的特
11、征频率曲线估算电动机电流（请参见“先导功率”和“先导电压”）。4 .扭矩和功率转换步进电机通常用于在较大范围内控制速度，并且功率是可变的。通 常，仅使用扭矩进行测量。转矩和功率的转换如下：P=OmQ=2五n / 60 P = 2 n nm / 60, P-功率，单位：W；。是每秒电弧的角速度；n是每分钟的转速；m-时间，单位： 牛顿米；P = 2 n FM / 400 （半步操作），其中f是每秒的脉冲数（缩写为PPS）。另外，在选择引擎时，必须注意:1 .步进电机应在低速条件下使用-转速不应超过1000 rpm (0.9时为3000pps),最 好在1000-3000pps (0.9)之间，并
12、且可以通过减速装置在此房间中工作此时，发动机 具有高效率和低噪音。2 .在步进电机中，最好不要使用振动大的整个步进模式。3 .当发动机处于高速或大惯性负载时，通常不会以工作速度启动，而是频率和速度逐 渐增加。首先，这可以确保电动机不失步，其次，可以减少噪音并提高挡块定位精度。4 .当电动机在600 px (0.9度)以下运行时，应由低电流，高电感和低电压驱动。5 .必须遵守首先选择发动机并随后进行驱动的原则。根据上述原理，我们选择了 57hsl3深圳雷赛两相步进电机，并且电机参数为：表4-2步进电机参数表型号静力 矩 (NM)步距角 (0)相电流电阻 (。)电感 (mH)长度 L(mm)转子惯
13、 量 (g.cm2)重量 (Kg)串联 (A)并联 (A)57HS131.31.82.04.01.02.1764601.04. 1.4PLC原理接线图根据PLC的选择，I/O端口分配表以及步进电机和步进电机驱动器的类型，外部PLC的连接图如下:+24V图4-1 PLC外部接线图4. 2软件设计4. 2.1顺序功能图顺序功能图（又称SFC图）主要用于在生产过程的正常运行过程中建立控制系统一个 必须严格按特定顺序进行的过程。为了完成控制任务，她总是要一步一步地沿着预定的路 线走。这种方法易于初学者接受，经验丰富的工程师可以大大提高设计效率，是控制系统 设计中常用的设计思想。该方法提供了通用和专用的
14、编程元素，设计了开发控制程序的功能图，目前采用的是PLC编程方法，根据控制要求，从右、后、上三个位置开始，动作线 应连续执行，它是一种向左摆动的圆柱体一水平圆柱体的延伸一垂直圆柱的延伸一吸 引装置一立式圆筒的回弹一回弹水平油缸一右回转提升一水平气缸输出一垂直气缸 输出一垂直油缸回油一垂直油缸返回初始位置。考虑到执行过程中出现故障或停电等不 可预见的情况，有时需要手动控制来安装手动控制，如图4-2所示，例如选择手动控制方 式时，在相应的X22开关后进行水平拉伸，现场检测到的传感器发出信号，XI停止。与其 他工艺类似，需要水平压痕、垂直拉伸和垂直拉伸。图4-2气动机械手手动流程图4. 2. 2 P
15、LC控制系统梯形图程序梯形设计方案的结构为手动控制下选择X10=l开关；X10=l执行自动操作程序时，可 使用CJ软件控制命令实现程序结构图，如图4-4所示，按条件运行维护（自动锁定），创 建下一状态时禁用上一状态，或使用set和RSST完成；具有STL特性的阶段梯形图是一 个典型的比较。第5章系统测试4.1 测试系统的总体原则安全可靠原则：调试是设备启动的重要环节，直接关系到设备的运行性能和设计队伍 的专业水平。连接完全按照设计标准施工；提供可靠接地，安全可靠，抑制干扰；断开网 络，保证设备的正常调试和运行操作维护方便的原则：在设备设计的全过程中，必须将现代设计的生产理念要求与绿 色设计相结
16、合，要求环保美观，充分满足人体结构和视觉特性的需要。人机界面应尽可能 美观、清晰。设计人员试图在文化和技术学习层面上充分考虑安装调试器的要求。先进性原则：在设备设计中，应充分考虑现代电子产品的结构、通风和散热条件，合 理布置电路。提出了采用现代软件进行模块化和结构化设计，以满足系统扩展的要求。现 代设计应考虑远程控制的问题，方便客户与企业之间的沟通，从而提高工作效率。5. 2系统测试硬件与程序编程电缆计算机、可编程逻辑控制器和电源都有。唯一的缺点是电信电缆称为软件电缆，它是 三菱FX1N PLC h2u PLC集团的一部分，软件电缆与三菱PLC兼容。如图5-1所示。数据收发指示灯红色：发送数据
17、Tx 绿色：接收数据Rx5. 2. 2联机如果没有PLC电源，将SC-09可编程电缆的md8m连接器连接到PLC C0M1端口，并将 可编程电缆连接到计算机的USB接口。然后连接PLC并打开计算机。在出现的对话框中启 动计算机后，右键单击“我的电脑”图标，在“系统属性”选项卡上选择“属性”，导航 到“设备”选项卡，然后选择“设备管理”。在设备管理窗口中，在端口号+之前，验证可 编程电缆是否占用串行端口 2o双击GX developer启动可编程软件，然后启动autobot. pwm 项目。单击软件界面中的PLC下拉菜单，单击端口设置，出现选择通信用com2对话框， 然后单击确定。在此过程中，输
18、入PLC在线计算机验证的状态。5. 3手动单元测试分析机械手的简化方案如图5-2所示，可以通过按下按钮完成油缸的升降，松开和卸下油 缸，适用于油缸的左右摆动和夹紧、松开凸轮，设备控制系统主要采用PLC控制，因此， 可以确定PLC寄存器中的读写操作是否正常工作。第1章绪论1.1 研究背景及意义我们的生产越来越自动化，越来越依赖机械工程。因此，机械的使用范围在扩大。包 括汽车、电子、机械加工、食品、药品等更广泛的领域，可以节省时间，降低生产成本， 降低交易成本。提高产品效率，弥补其它加工方法的不足，适应社会主义经济发展的需要。随着社会进步，科技进步，机械的诞生是基于不断完善的生产过程，是把现代生产
19、与 科学技术应用相结合的重要技术产品加工精度，减少人工操纵的风险，特别是在某些高风 险行业。例如，化学工业，含有有毒物质，核电站中的放射性材料以及烟火等高燃性和爆 炸性生产过程，适合生产环境。使用机械手是非常合适的。它广泛应用于机械工业(铸件、 锻件、焊接、电镀、喷漆)等。在装配线中，机械零件被用来捕捉零件并与其他零件装配。 例如，在酿酒业，机械密封瓶盖等，大大降低劳动强度，促进安全生产，提高产品质量， 适应了现代生产趋势，具有很强的韧性。从国民经济的角度来看，中国正从劳动密集型制造业转变为高科技制造业。工业生产 的自动化和现代化是我们现代经济发展的重要目标和方向。生产工具必须在机械化和自动
20、化领域发生变化。工业机械手是现代生产方法的不可或缺的设备和工具。作为一个重要的 行业，工业机械手具有非常重要的科学意义。工业操纵者使用的另一个重要领域是细节处 理。国际生产中心已经开始实施“中国工业结构的现代化和深化”项目。为了将灵活的生 产系统、“自动化工厂”和集成的计算机生产系统转移到中国，工业机械手已成为自动化 的重要工具，灵活生产的原因是机械手技术已成为未来生产需求的关键技术:工业机械手 可以通过编程转化为必要的过程。根据不同的生产需求，为了确保生产的灵活性，机械手 可以通过信息管理平台来满足客户的需求。从技术上讲，机械手在解决制造问题的生产链 中扮演着不可或缺的角色。1.2 国内外研
21、究现状国内外对于PLC机械手研究较多：邓瑞辉(2019)对低成本，灵敏和先进的机械手控制系统的需求日益增长。因此，结一伸出一缩回左摆一右摆A夹紧一放松J工件图5-2气动机械手动作示意图手动控制单元主要对应X13-X23信号的启动按钮，其紧凑/放松、伸长/收缩、提升、 滚动；根据上述限位开关，定位传感器主要注意传感器的工作方式和灵敏度。在PLC中，输入点称为输入继电器，由八进制表示；输出点称为输出继电器，由Y和 八进制表示。注释1和注释0中记录相关外围设备，如行程开关、传感器等。处理器处理 到屏幕后，相应输入点的状态以整数的形式传输到服务器。5. 4设备测试与仿真系统展望基于PLC的气动机械控制
22、系统是程序测试的一部分，为设备安全提供更可靠的技术支 持，提高检测设备的速度和可见性，特别是为客户提供更直观的窗口，了解设备的工作原 理、状态、可靠性，一般来说，有更好的设计工作，检测手段，提供更可靠的设备；人机 界面应更加友好，方便用户操作。在测试中，更容易掌握它的本质和新技术。得到了类似 工程的仿真调试、在线调试和系统功能实现方法。结论课题是基于PLC技术的气动机械手控制系统设计，即PLC为技术核心的气动机械手 控制系统，是随着电子技术与计算机技术发展，基于自动化领域PLC的强抗干扰能力、 非常适合应用于开关量控制等优点基础上开发的一套“气动-传感器-PLC”的自动控制系 统。本次基于PL
23、C的机械手设计运用阶梯式梯形电路STL实现机械手控制，提出机械手搬 运零部件各部分设计示意图，最后实现PLC选型、驱动选择以及原理接线图，最后通过控 制系统实现对PLC机械手的控制。合机械手的结构和工作流程，进行了 PLC机械手控制系统图的设计，为相关工程设计领域 提供了理论参考。闫宏强(2017)在当今社会的快速发展中，产业水平正在逐步提高，机械化程度将越 来越普及，机械设备正逐步取代人工操作，节约了成本。本实验是基于PLC控制的机械手, 适用于工业生产自动化生产线。机械手的主要功能是产品转换是将一个物体从一个地方运 输到另一个地方，而机械手只介入中间，而人类只需要操作手术室中的按钮即可完成
24、整个 过程。机械手由滚珠丝杠，气缸，直流电动机，光电编码器等一系列装置组成。内部还包 括可编程控制技术，位置控制技术等。主要的操作过程是PLC接收输入信号从外部将它们 存储在PLC设备中，该PLC设备用于控制机械手的动作，例如上下运动，左右运动，拧紧, 松动，旋转等。通过合理的设计来实现成本节约。张凯博(2017)可以对操纵者进行自动控制和编程，对许多重要领域的应用至关重要。 驾驶模式可能是液压驱动、气动驱动、电力控制等，计算机科学和技术的快速发展和气动 技术的持续发展，气动技术本身具有高灵敏度和低资本成本的优势。因此，它被广泛用于 工业生产。在plc的基础上有一个气动操纵系统。于群(2017
25、)设计了基于PLC的叶片自动装配控制系统，以提高国内航空发动机企业 的自动化水平，减轻工人的劳动强度，提高航空发动机的装配效率。首先，分析了机械手 的结构和工作过程。根据工作过程，选择和设计了整个系统的硬件和软件。PLC和触摸屏 是系统的主要控制元素，传感器执行信号采集和反馈以实现逻辑控制。该系统结构简单， 操作方便，控制可靠。Muhammad Faheem Khakhi (2017)提出了一种基于PLC的智能药物存储和分配系统。 该系统可应用于各种药品的配送。首先讨论了智能控制系统的本质，然后提出了系统设计 的总体方案。其次，介绍了控制系统的硬件和软件设计，包括PLC的选择和运动控制系统。
26、最后，通过对E-R图的分析，确定日期并定制系统之间的通信协议。本文还给出了多线程 系统的实现和通信方法。1.3本文开展的主要工作本文主要分为以下章节：第一章，绪论。包括研究背景及意义、国内外研究现状、本文开展的主要工作；第二章，相关概念和技术原理。包括机械手的控制要求、机械手的基本构造、PLC应 用概况、PLC在机械手中的应用;第三章，机械手控制系统的需求分析及系统方案设计。包括需求分析、方案设计；第四章，硬件及软件设计。包括系统硬件电路的设计、软件设计；第五章，系统测试。包括测试系统的总体原则、系统测试硬件与程序、手动单元测试 分析、设备测试与仿真系统展望。第2章 相关概念和技术原理2.1机
27、械手的控制要求根据所使用的控制方法，机械手通常分为手动和自动控制。手动操作主要用于适应调 试或故障需要修理的安装，为了履行控制功能不同部分的按钮，一般在设计过程中必须考 虑到电路图。自动控制系统以PLC控制器为矩阵，并根据预先设计的程序提供自动控制， 这通常是：分为单循环自动控制，也就是说，要完成下一个任务，你必须按下重新启动按 钮；这是完全自动的，在紧急情况下，按下紧急停堆按钮，手动控制机械手意味着提升， 下降，前牵伸、收缩、左摆、右摆和机械手夹紧，按相应的手动操作按钮控制气流；无论 操作方式如何。这是在自动连接、初始安装和调试出现故障的情况下启动控制装置的方法。2. 2机械手的基本构造机械
28、手结构的四个主要比较形式是结构。在这种情况下，机械手的移动会有所不同。 驱动器的布局直接影响机械手的性能。根据手的坐标，机械手的基本形状主要有四种类型: 直角坐标，圆柱坐标，球坐标和连接形状：（1）直角坐标系是注射机的典型操纵器。安装了。xyz坐标系统后，它可以分别在三 个方向X, y和Z上来回移动，实现六个自动移动度，适合于成行地布置工作位置或使用 带有传送带的机械手。矩形机械手被广泛使用，例如丽水创丰科技有限公司生产的 cf75-10-c-p-foo该产品的优点：产量大，冲击力短，可以满足高速化的要求；易 于与生产线上的输送带和加工装配设备相互作用；适合包装和多工序的复杂工作，位 置易变；
29、精度高，定位精度高，负载变化不会影响精度；易于使用的数字控制，可与 开环或闭环数字控制一起使用。缺点是机械手的工作范围小。（2）圆柱坐标机械手是物料 输送系统中使用最广泛的形式，它由物料输送辐，物料分拣机械手，堆垛机和三维仓库组 成。根据工作空间，圆柱坐标机械手执行一个旋转运动和两个直线运动（例如，拉伸运动 和垂直运动），适用于处理和测量。这种设计基于这种类型的机械手作为研究对象，它要 求执行水平扩展运动，垂直向上和向下运动，左右旋转运动以及捕获捕获的动作。圆柱形 机械手具有直觉好，结构简单，主体占用空间小，作用范围长的优点。垂直导杆设有滑动 套，杠杆安装在滑动套上。手可以沿直线上下移动，并在
30、水平面内以圆弧形左右旋转。（3） 球面坐标机械手，例如Chamenster Robot System公司制造的用于附件焊接系统的机械手, 可以在一个方向上执行线性运动，并且在坐标平面中在两个坐标轴上执行旋转运动，即两 次旋转加一。直线运动。球坐标系机械手是一种具有较大自由度和大量功能的机械手。球 坐标协调器可以执行八个动作：手臂的步进，旋转和伸展；上下弯曲手腕，左右摆动和旋 转；捕获的夹紧作用和机械手的总体运动。球面坐标机械手的独特之处在于，杠杆安装在 轴上，而较链以叉子的形式安装在框架上，可以在垂直平面内上下旋转。他的手可以执行 伸展，水平水平摆动以及上下摆动，其工作范围与人的手相同。根据其
31、特征，您可以自动 选择最合理的行动路线。该行动的有效性很高。另外，上下摆动的相对体积小，作用范围 大。（4）较接臂，例如东莞起帆（华城）机械设备有限公司制造的五轴喷漆机械手，具有 类似于人手的肘关节，可以实现多个自由度，并且动作相对灵活，适合于在狭窄的空间工 作。关节臂是一种适合在身体附近使用的传动装置。它主要由四个部分组成：腰，大手， 小手和手腕。随着科学技术的进步，这种机械手具有广阔的前景。2.3 PLC应用概况气动技术利用压缩空气作为能量和信号传输的工作环境。这是各种生产过程和自动化 的控制技术。近20年来，气动工艺被广泛应用于机械制造业自动化的发展。空气压缩性 大，运动稳定性稍小，工作
32、负荷低，运动灵敏，方便长距离传输。气动系统通常由动力部 分组成，空压机、执行机构中汽缸或发动机，气源装置通过管道系统对每个控制元件的外 形施加压力。每个控制方案通常包括压力控制回路、切换控制回路、速度控制回路、位置 控制回路和同步控制回路。这个任务包括使用旋转缸实现横向振动，扩展水平缸，立式缸 提升等。软件的主要目的是根据生产的技术要求绘制流程图，并将当地信号与元件进行比 较。PLC,根据编程哲学，然后，根据方案指示，拟订一个梯形方案拟订安排和方案说明。2. 4PLC在机械手中的应用PLC启动时，通常包括三个步骤：输入示例，用户程序和更新输出。这三个步骤的结 束称为扫描周期。PLC CPU的运
33、行时间以一定的扫描速度重复这三个阶段。在采样阶段，在输入采样阶段，PLC通过扫描顺序读取所有输入和数据状态，并将它们以适当的单位保存在输入/输出图像区域中。在执行用户程序期间，只有输入/输出图像 区域中输入点的状态和数据不会改变，而输入/输出图像区域或系统存储器中的其他输出 点和软件设备则可能会改变存储区域中的状态和数据。上面梯形图程序的结果将在下面使 用这些线圈或数据的梯形图中起作用；相反，由下一个梯形图更新的逻辑线圈的状态或数 据只能在下一个扫描周期中在梯形图顶部的程序中起作用。输出更新步骤用户程序扫描完 成后，PLC进入输出更新步骤。在此期间，CPU根据输入/输出图像区域中的相应状态和数
34、 据更新所有输出锁存电路，然后通过输出电路控制相应的外围设备，该输出电路是PLC的 实际输出。第3章机械手控制系统的需求分析及系统方案设计3.1需求分析业务分析机械手是为满足工业需要而设计的一种控制装置。其制造商最终是要从不断的研究中 获得经济效益，新技术、新成果引领着科学技术的不断发展。首先，设计师要有更大的科 技项目空间，掌握最新科技成果，应用最新技术，创新思维，应用最新技术和技术研究现 代机械手，实现科学技术的发展，企业在技术领域盈利，应从三个方面入手：一是跟踪和 引进最新技术成果，使企业在技术上处于领先地位，获取最新技术；第二，要开拓市场， 社会各方面都要用机械手，特别是危险行业和有能
35、力大幅度减少人力的行业；三是企业鼓 励以最低的价格普及科学技术，刺激生产发展。3. 1.2系统功能需求分析机械手系统的功能分析主要是通过开发人员和开发人员对机械手能够完成的动作或 过程的分析和实现，要求科研人员逐步细化工作，将各种功能转化为科学技术，体现管理 方法，使用新细节，开发新功能。因此，在设计基于气动工作环境的机床手动控制系统时, 采用了手动和自动两种模块化方法进行控制。自动控制模块分为全自动模块和半自动模 块。在具体的运动中，分析需要实现机械手的主要功能，如分岔、旋转、垂直、抓取和投 掷等，每一个动作都是由电磁铁从气路控制的。3. 1.3现代控制技术的需求分析分析了目前对继电接触器控
36、制技术的需求，工业控制各个领域对精度的要求越来越 高，需要对以前广泛应用的继电接触器控制系统进行升级改造。机械臂作为工业控制快速 发展的产物，在替代危险工业、重体力劳动等方面有着巨大的发展空间。随着制造业的发 展，需要越来越精细的管理，在一些工作过程中付出的努力相对较少，实施的措施相对敏 感，其控制系统从传统的继电接触器转向更先进的控制方法，它符合现代管理技术发展的 要求。分析传感器的应用需求。传感器作为现代电子信息产业的三大支柱，具有可行性强、 市场需求广泛、技术含量高等特点，代表了现代电子技术发展的一个新领域。作为自动控 制技术和传感器的最新技术成果，作为一种高度自动化的控制方法，将其应用
37、于工业管理 是科学工作者和企业的目标之一。本课题是以PLC为主要控制系统，将机电控制装置和执 行机构作为人脑和人体进行比较，传感器与人体肢体相匹配。良好的大脑和身体状况，手 或脚的问题或缺乏发展需要也会影响整体效果。反过来，传感器技术的发展促进了机电设 备的发展，提高了机电产品的自动化水平。3. 1.4气动技术的需求分析在现代制药生产技术的发展中，从机械生产线到药物输送线，作为实现气动技术广泛 应用的一种手段，有必要对其使用进行控制。气动控制技术中使用的气源来自大气，大气 取之不尽、用之不竭，受到现代控制技术的高度重视。气动控制系统的灵活性远高于液压 控制系统。气动设备重量轻，易于安装和运输。
38、一般来说，气动调节器工作条件良好，干 燥度低，无油污。现代控制技术以其诸多优点成为设备开发人员首选的控制方法。在现代 控制技术的框架下，光机电一体化的发展已经成为现代科学界最迫切需要解决的问题之 一，也成为产品设计中应用的许多细节，如PLC接口中的固态继电器或其他专用计算机， 大大提高了它们的抗干扰能力，延长了机体的寿命。3. 2方案设计2.1手动操作功能模块在介绍PLC控制器控制的气动机械手手控制系统的基础上，采用了符合一般工业的手 控方式，主要用于控制装置在断电或设备故障时的分析和选择。手动控制方式更直接。向 这个方向移动后，按下相应的方向按钮，为了方便手在指定的位置，实现这个控制方法， 只需松开/按下按钮退出和后退，并左右旋转，上下控制。当需要手动控制来实现工件的 手动夹紧时，以PLC控制装置为主体，按下左侧的按钮，将程序编译成新的输出代码，输 出口与执行机构相连，控制电磁线，使，进入气动回路进行夹紧操作。