用三菱FX2N PLC实现机械手的顺序控制

基于三菱PLC的机械手控制系统设计毕业设计机械手是一种广泛应用于工业生产的设备。

在传统工艺中，采用继电器控制时需要使用大量的继电器，接线复杂，容易出现故障，维修困难，费时费工，增加了成本，影响了设备的工效。

因此，采用可编程控制器（PLC）对机械手进行控制是一种更加可靠、方便的方法。

本文介绍了使用XXX生产的F1/F2系列PLC对机械手进行控制的设计方案。

该方案根据机械手的运动规律进行软件编程，实现了手动操作和自动操作。

采用梯形控制直观易懂，PLC控制使接线简化，安装方便，减少了维修量，提高了工效。

第一章 PLC的技术简述1.1 PLC的定义PLC是一种可编程控制器，是一种数字计算机，可用于控制各种工业过程，包括机械手的控制。

PLC通过数字输入和输出模块与外部设备进行通信，通过编程实现对设备的控制。

1.2 PLC的特点PLC具有可编程性、可靠性、灵活性、扩展性等特点。

它可以根据不同的应用需求进行编程，可以适应不同的工业环境，具有较高的可靠性和稳定性，可以方便地进行扩展和升级。

1.3 PLC的一般结构PLC一般由中央处理器、存储器、输入模块、输出模块、通信模块等组成。

其中，中央处理器是PLC的核心部件，负责执行程序和控制设备。

存储器用于存储程序和数据。

输入模块用于接收外部设备的信号，输出模块用于控制外部设备的动作，通信模块用于与其他设备进行通信。

1.4 PLC的基本工作原理PLC的基本工作原理是通过输入模块接收外部设备的信号，经过中央处理器进行处理，然后通过输出模块控制外部设备的动作。

PLC的程序是由用户编写的，可以根据实际需求进行修改和升级。

PLC的输入和输出可以根据需要进行扩展，以适应不同的应用场合。

第二章机械手控制系统的控制要求2.1 工作对象的介绍机械手是一种用于自动化生产的设备，可以完成各种物料的搬运、装卸、组装等操作。

机械手的控制需要考虑到其运动规律和工作对象的特点。

2.2 工作原理机械手的工作原理是通过电机驱动各个关节进行运动，实现对工作对象的搬运、装卸、组装等操作。

三菱FX2N系列PLC机械手操作转运机械手设计说明手册系部：专业班级：学生姓名：前言机械手：也被称为自动手，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。

工业机械人是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备。

转运机械手是工业机器人的一部分。

它的特点是可通过编程来完成各种预期的搬运任务。

在工业生产和其他领域内，由于工作的需要，人们经常受到高温、腐蚀及有毒气体等因素的危害，增加了工人的劳动强度，甚至于危及生命。

自从机械手问世以来，相应的各种难题迎刃而解。

机械手可在空间抓、放、搬运物体，动作灵活多样，适用于可变换生产品种的中、小批量自动化生产，广泛应用于柔性自动线。

机械手一般由耐高温，抗腐蚀的材料制成，以适应现场恶劣的环境，大大降低了工人的劳动强度，提高了工作效率。

机械手是工业机器人的重要组成部分，在很多情况下它就可以称为工业机器人。

可编程控制器是继电器控制和计算机控制出上开发的产品，逐渐发展成以微器处理为核心把自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业自动控制装置。

本文应用三菱公司生产的可编程控制器FX系列PLC，实现机械手搬运控制系统，该系统充分利用了可编程控制器（PLC）控制功能。

使该系统可靠稳定，时期功能范围得到广泛应用。

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。

机械手被广泛的运用于自动生产线中，机械人的研制和生产已成为高技术邻域内，迅速发展起来的一门新兴的技术，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力大的特点，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。

气动机械手控制系统1 课程设计的任务与要求1。

1 课程设计的任务1。

熟悉三菱FX2N PLC的机构及使用。

2.掌握相关的PLC的编程操作并实现所要求的功能。

3。

具备PLC的硬件设计。

4.熟悉PLC仿真软件的操作和仿真。

通过本次论文，进一步加强自己对机械手和PLC的认识，以及它们在生活中广泛应用.1.2 课程设计的要求气动机械手动作示意图如下图所示，气动机械手的功能是将工件从A点搬运到B点,控制要求为:（1）气动机械手的升降和左右移动分别由不同的双线圈电磁阀实现，电磁阀线圈失电时能保持原来的状态,必须驱动反向的线圈才能反向运动；（2)上升、下降的电磁阀线圈分别为MB2、MB1；右行、左行的电磁阀线圈为MB3、MB4；（3）机械手的夹钳由单线圈电磁阀MB5来实现，线圈通电夹紧，断电松开；（4）机械手的夹钳的松开，夹紧通过延时2s实现；(5）机械手下降、上升、右行、左行的限位由行程开关BG1、BG2、BG3、BG4来实现。

图1 气动机械手动作示意图2气动机械手控制系统设计方案制定本设计采用三菱系列PLC设计下图为一个将工件由A处传送到B处的机械手，上升/下降和左移/右移的执行用双线圈二位电磁阀推动气缸完成.当某个电磁阀线圈通电，就一直保持现有的机械动作，例如一旦下降的电磁阀线圈通电，机械手下降,即使线圈再断电,仍保持现有的下降动作状态，直到相反方向的线圈通电为止.另外，夹紧/放松由单线圈二位电磁阀推动气缸完成，线圈通电执行夹紧动作，线圈断电时执行放松动作。

设备装有上、下限位开关和左、右限位开关,它的工作过程如图所示，有八个动作，即为:原位下降夹紧上升右移左移上升放松下降图2 机械手的动作周期3气动机械手控制系统设计方案实施3.1气动机械手控制系统电路元器件选择为实现设计目的，本设计需用到两台三相电机，4个接触器，4个继电器.其中M1三相电机控制机械手臂的上下移动(KM1闭合M1电动机正转,机械手臂下降；KM2闭合M1电动机反转，机械手臂上升）；M2三相电机控制机械手臂的左右移动(KM3闭合M2电动机正转，机械手臂右移;KM4闭合M2电动机反转,机械手臂左移）。

PLC控制机械手程序一、概述PLC（可编程逻辑控制器）是一种专门用于工业自动化控制的计算机控制系统，它通过编程来控制机械设备的运行。

机械手是一种用于自动化生产的机械装置，它能够摹拟人手的动作，完成物料的搬运和组装等工作。

本文将介绍如何编写PLC控制机械手程序，以实现自动化生产过程中的物料搬运任务。

二、程序编写步骤1. 确定任务需求在编写PLC控制机械手程序之前，首先需要明确任务的具体需求。

例如，需要将物料从一个位置搬运到另一个位置，或者需要对物料进行组装等操作。

明确任务需求有助于确定程序的逻辑和功能。

2. 设计程序框图根据任务需求，设计程序的框图。

程序框图是一种图形化的表示方法，用于描述程序的执行流程和逻辑关系。

可以使用专业的PLC编程软件进行设计，或者手绘程序框图。

3. 编写程序代码根据程序框图，编写程序代码。

PLC的编程语言通常是基于 ladder diagram（梯形图）的，它使用类似于电路图的图形符号表示程序的逻辑关系。

根据任务需求，使用适当的逻辑运算、计时器、计数器等功能块来编写程序代码。

4. 调试程序编写完程序代码后，需要对程序进行调试。

可以使用PLC的仿真软件进行调试，摹拟机械手的运行过程，检查程序的逻辑是否正确，是否能够实现预期的功能。

5. 上机械手进行实际测试经过程序调试后，将程序下载到PLC控制器中，然后连接机械手进行实际测试。

在测试过程中，需要对机械手的运行轨迹、速度、力度等进行监控和调整，确保机械手能够准确地完成任务。

三、示例程序下面是一个简单的示例程序，用于将物料从起始位置搬运到目标位置。

1. 定义输入输出变量输入变量：- 按钮1：启动按钮- 传感器1：起始位置传感器- 传感器2：目标位置传感器输出变量：- 电磁阀1：机械手抓取气缸控制- 电磁阀2：机械手放置气缸控制2. 编写程序代码根据任务需求和输入输出变量的定义，编写程序代码如下：```Network 1: Main// 定义变量VarStartButton: BOOL; // 启动按钮StartSensor: BOOL; // 起始位置传感器TargetSensor: BOOL; // 目标位置传感器GrabCylinder: BOOL; // 机械手抓取气缸控制 PlaceCylinder: BOOL; // 机械手放置气缸控制 End_Var// 程序逻辑Network 1.1: Start// 按钮1按下时，启动机械手StartButton := I:1/0;StartSensor := I:2/0;TargetSensor := I:3/0;If StartButton ThenGrabCylinder := True; // 启动机械手抓取气缸 End_IfEnd_NetworkNetwork 1.2: Move// 当机械手抓取到物料后，挪移到目标位置If StartSensor And GrabCylinder ThenGrabCylinder := False; // 住手机械手抓取气缸PlaceCylinder := True; // 启动机械手放置气缸End_IfEnd_NetworkNetwork 1.3: Finish// 当机械手到达目标位置后，任务完成If TargetSensor And PlaceCylinder ThenPlaceCylinder := False; // 住手机械手放置气缸End_IfEnd_NetworkEnd_Network```四、总结通过以上步骤，我们可以编写出一个简单的PLC控制机械手程序。

机械手的步进把握 - plc机械手在自动化生产线和数控加工中心上都应用的格外普遍。

机械手的运动把握是一个典型的步进把握，即把握系统依据固定的步骤，一步接着一步地执行，也就是说只有前一个动作完成后才允许后一个动作发生。

图1是某搬运机械手的工作示意图，其任务是将传送带A上的物品搬送至传送带B上。

该机械手有三个动作：升降运动由液压缸驱动，回转运动由液压马达驱动，手爪的松夹运动由另一液压缸驱动。

三个动作的正反向运动均由电磁换向阀来转变液流的方始终把握。

传送带A和B均由电动机通过机械装置来驱动。

机械手一个动作循环的动作挨次如下：原位→下降→抓紧→上升→正转→下降→松开→上升→反转→原位机械手的每次循环动作均从原位开头。

动作的切换除抓紧/松开由压力继电器和时间把握外，机械手的升降和回转运动均由限位开关把握。

图1 某搬运机械手的工作示意图一、把握要求（1）机械手在原位时，按下启动按钮，系统启动，传送带A运转。

当装在传输带A端部的光电开关检测到物品后，传送带A停止。

（2）传输带A停止后，机械手进行一次循环动作，把物品从传送带A上搬到连续运转的传送带B上。

（3）机械手返回原位后，自动启动传送带A运转，进行下一个循环。

（4）按下停止按钮后，待整个循环完成后，机械手返回原位，才能停止工作。

二、I/O通道安排表1 I/O通道安排三、I/O接线图图2 机械手的I/O接线图四、梯形图程序设计机械手的动作把握是一个典型的步进把握，接受状态流程图可以大大简化梯形图的设计。

这里先介绍状态流程图的画法。

（1）将整个工作过程分为若干个独立的把握功能步，简称步（本例中机械手的工作过程就可以分解成九个独立的步），它是为完成相应的把握功能而设计的独立的把握程序或程序段。

（2）每个独立的步分别用一个方框表示，然后依据动作挨次将各个步用箭头连接起来。

（3）在相邻的两个步之间画上一条短横线，表示状态转换条件。

当转换条件满足时上一步被封锁，下一步被激活，转向执行新的把握程序，若不满足转换条件，则连续执行上一步的把握程序。

图书分类号：密级：毕业设计(论文)基于三菱PLC的机械手控制系统设计DESIGN OF MANIPULATOR CONTROL SYSTEM BASED ONMITSUBISHI PLC学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。

除文中已经注明引用或参考的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标注。

本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。

论文作者签名：日期：年月日学位论文版权协议书本人完全了解关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：本校学生在学习期间所完成的学位论文的知识产权归所拥有。

有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的纸本复印件和电子文档拷贝，允许论文被查阅和借阅。

可以公布学位论文的全部或部分内容，可以将本学位论文的全部或部分内容提交至各类数据库进行发布和检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

论文作者签名：导师签名：日期：年月日日期：年月日摘要在机械加工行业，机械手使用的已经很多了，是自动化生产中最为重要的元素，现在车间工人的劳动环境改善了很多，劳动生产率也是提高了很多。

本文设计的是基于三菱PLC的机械手控制系统设计，该机械手主要由L1-25型单向节流阀和24D2H-15-S1型二位五通电磁阀组成的气压回路驱动，由气动机械手实现物件的抓取，利用气缸实现物件的移动，采用行程开关来实现物料的摆放，运用欧光PSD-1010（2D-PSD）光电位敏传感器来检测工件的位置，最后使用三菱FX2N-48MR来控制电磁阀，从而实现机械手臂的旋转-下降-伸出-夹紧-收回-上升-旋转-下降-松开-上升的控制功能。

关键词机械手；PLC；气压驱动；电气元件AbstractIn the machining industry, the robot has been used a lot, is the automated production of the most important elements of plant workers are now a lot of work to improve the environment, labor productivity is also improved a lot.This design is based on the Mitsubishi PLC robot control system design, the robot consists of L1-25 type way throttle and 24D2H-15-S1 type two five-way solenoid valve pneumatic circuit is driven by a pneumatic manipulator to achieve the object crawl, mobile air cylinder to achieve the object, using the limit switch to achieve the display of materials, the use of European light PSD-1010 (2D-PSD) position sensitive photoelectric sensor to detect the position of the workpiece, last used to control the Mitsubishi FX2N-48MR solenoid valve, in order to achieve the rotating mechanical arm - the drop - projecting - clamping - recover - rising - rotation - fall - Release - increased control functions.Keywords Manipulator; PLC;Pneumatic drive；Electrical components目录摘要 (I)Abstract (II)目录 (III)1 绪论 (1)1.1 机械手的概述 (1)1.1.1 机械手的设计背景 (1)1.1.2 机械手的组成 (2)1.1.3 机械手的分类及应用组合 (2)1.2 机械手的发展及现状 (3)1.2.1机械手的发展 (3)1.2.2 PLC控制系统的引用 (4)1.3 本课题研究的主要内容及技术路线 (5)1.3.1 本课题研究的主要内容 (5)1.3.2 本课题研究的技术路线 (5)1.4 控制要求及机械手参数 (6)1.4.1 控制要求 (6)1.4.2 机械手的相关参数 (6)2 机械手的机械设计 (7)2.1 执行机构的设计 (7)2.1.1 工作原理及组成 (7)2.1.2 基本形式的选择 (7)2.1.3 机械手的结构设计 (8)2.1.4机械手外观简图 (9)2.2 驱动机构的设计 (9)2.2.1 工作原理的确定 (10)2.2.2 气动元件的选择 (10)3 机械手的硬件设计 (14)3.1 PLC的介绍 (14)3.2 电气元件的选型 (16)3.2.1 限位开关的选择 (16)3.2.2 传感器的选择 (17)3.2.3 接触器的选择 (17)3.3 PLC选型 (18)3.4 I/O设计 (18)3.5 PLC接口分布图 (19)4 机械手的软件设计 (20)4.1 流程图 (20)4.2 梯形图 (21)4.3 调试 (25)结论 (26)致谢 (27)参考文献 (28)附录 (29)附录1 气压控制原理图 (30)附录2 输入输出分配表 (30)附录3 外部接线图 (31)附录4 状态控制图 (31)附录5 梯形图 (32)1绪论机械手诞生在上世纪六十年代，到现在也发展了四十多年了，现在机械手是工业化制造里面一个自动化的关键装置。

三菱plc实现顺序控制的四种编程方法plc外部接线简单方便，它的控制主要是程序的设计，编制梯形图是最常用的编程方式，使用中一般有经验设计法，逻辑设计法，继电器控制电路移植法和顺序控制设计法，其中顺序控制设计法也叫功能表图设计法，功能表图是一种用来描述控制系统的控制过程功能、特性的图形，它主要是由步、转换、转换条件、箭头线和动作组成。

这是一种先进的设计方法，对于复杂系统，可以节约60%~90%的设计时间.我国1986年颁布了功能表图的国家标准(gb6988.6-86)。

有了功能表图后，可以用四种方式编制梯形图，它们分别是:起保停编程方式、步进梯形指令编程方式、移位寄存器编程方式和置位复位编程方式。

本文以三菱plc为例，说明实现顺序控制的四种编程方式。

例如:某plc控制的回转工作台控制钻孔的过程是:当回转工作台不转且钻头回转时，若传感器x400检测到工件到位，钻头向下工进y430当钻到一定深度钻头套筒压到下接近开关x401时，计时器t450计时，4s后快退y431到上接近开关x402，就回到了原位。

功能表图见图1:图1 功能表图1 使用起保停电路的编程方式起保停电路仅仅使用与触点和线圈有关的指令，无需编程元件做中间环节，各种型号plc的指令系统都有相关指令，加上该电路利用自保持，从而具有记忆功能，且与传统继电器控制电路基本相类似，因此得到了广泛的应用。

这种编程方法通用性强，编程容易掌握，一般在原继电器控制系统的plc改造过程中应用较多。

如图2为使用起保停电路编程方式编制的与图1顺序功能图所对应的梯形图，图2中只有常开触点、常闭触点及输出线圈组成。

图2 起保停电路实现顺序控制2 使用步进梯形指令的编程方式步进梯形指令是专门为顺序控制设计提供的指令，它的步只能用状态寄存器s来表示，状态寄存器有断电保持功能，在编制顺序控制程序时应与步进指令一起使用，而且状态寄存器必须用置位指令set置位，这样才具有控制功能，状态寄存器s才能提供stl触点，否则状态寄存器s与一般的中间继电器m相同。

转运机械手设计说明手册系部：专业班级：学生姓名：二O一三年七月前言机械手：也被称为自动手，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。

工业机械人是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备。

转运机械手是工业机器人的一部分。

它的特点是可通过编程来完成各种预期的搬运任务。

在工业生产和其他领域内，由于工作的需要，人们经常受到高温、腐蚀及有毒气体等因素的危害，增加了工人的劳动强度，甚至于危及生命。

自从机械手问世以来，相应的各种难题迎刃而解。

机械手可在空间抓、放、搬运物体，动作灵活多样，适用于可变换生产品种的中、小批量自动化生产，广泛应用于柔性自动线。

机械手一般由耐高温，抗腐蚀的材料制成，以适应现场恶劣的环境，大大降低了工人的劳动强度，提高了工作效率。

机械手是工业机器人的重要组成部分，在很多情况下它就可以称为工业机器人。

可编程控制器是继电器控制和计算机控制出上开发的产品，逐渐发展成以微器处理为核心把自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业自动控制装置。

本文应用三菱公司生产的可编程控制器FX系列PLC，实现机械手搬运控制系统，该系统充分利用了可编程控制器（PLC）控制功能。

使该系统可靠稳定，时期功能范围得到广泛应用。

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。

机械手被广泛的运用于自动生产线中，机械人的研制和生产已成为高技术邻域内，迅速发展起来的一门新兴的技术，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力大的特点，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。

目录一转运机械手转运机械手总体介绍-----------------------1二机械手气动系统基本部件控制元件--------------------------------2执行元件--------------------------------3辅助元件--------------------------------4气动系统图------------------------------4三机械手电气控制基本电气元件----------------------------5控制面板布置----------------------------6 I/O配置分配表--------------------------7硬件接线图------------------------------8控制流程图------------------------------9控制梯形图--------------------------------11程序梯形图-----------------------------12一转运机械手1.1转运机械手总体介绍机械手主要由手部、运动机构和控制系统三大部分组成。

江苏信息职业技术学院毕业设计报告毕业设计报告课题：机械手的PLC控制系部：机电系专业：电气自动化班级：电气1332姓名：王琪学号：2013321026指导老师：贾君贤2016-6摘要机械手是工业自动化系统中传统的任务执行机构，是机器人的关键部件之一。

机械手的机械结构采用滚珠丝杆、滑杆、等机械器件组成；电气方面有交流电机、传感器、等电子器件组成。

该装置涵盖了可编程控制技术，位置控制技术、检测技术等，是机电一体化的典型代表仪器之一。

本文介绍的机械手是由PLC 输出三路脉冲，控制机械手横轴和竖轴的精确定位，微动开关将位置信号传给PLC主机；位置信号由接近开关反馈给PLC主机，通过交流电机的正反转来控制机械手手爪的张合，从而实现机械手精确运动的功能。

本课题拟开发的物料搬运机械手可在空间抓放物体，动作灵活多样，可代替人工在高温和危险的作业区进行作业，并可根据工件的变化及运动流程的要求随时更改相关参数。

关键词：机械手 PLC 交流电机目录摘要 (1)引言 (3)第一章机械手机械结构 (4)1．1传动机构 (4)1．2机械手夹持器和机座的结构 (6)第二章机械手PLC及电机的应用 (8)2．1 PLC简介 (8)2．2 PLC内部原理 (10)2．3 机械手PLC选择及参数 (12)2．4 机械手电机的选用 (13)第三章机械手PLC控制系统设计 (14)3．1 机械手的工艺过程 (14)3．2PLC控制系统 (16)致答谢词 (21)参考文献 (21)引言在现代工业中，随着工业现代化的进一步发展,自动化已经成为现代企业中的重要支柱,无人车间、无人生产流水线等等，已经随处可见。

同时，现代生产中，存在着各种各样的生产环境，如高温、放射性、有毒气体、有害气体场合以及水下作业等，这些恶劣的生产环境不利于人工进行操作。

工业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。

三菱PLC控制的机械手系统设计摘要本文介绍了一种基于三菱PLC控制的机械手系统设计。

机械手系统由六个自由度的机械臂、闭环控制系统、PLC及其外围设备等组成。

通过结合电控系统中的伺服系统和机械手控制算法，达成实时精确位置控制和增量式速度控制。

系统具备良好的鲁棒性和可扩展性，在工业自动化控制领域有着广阔的应用前景。

关键词：机械手系统；三菱PLC；六自由度；闭环控制；伺服系统；控制算法；精确位置控制；增量式速度控制。

正文1. 引言近年来，随着工业自动化技术的飞速发展，机械手系统在生产制造中的应用越来越广泛。

机械手系统能够取代人力完成单调重复的工作，提高生产效率与产品质量，降低生产成本。

机械手系统的关键技术包括机械结构设计、电气控制系统和机械手控制算法等。

其中，电气控制系统是机械手系统的核心，它利用传感器感知位置、力度和速度等物理量信息，将其转化为机械手执行器的控制信号，实现机械手系统的精确控制。

本文基于三菱PLC控制器，设计一套六自由度的机械手系统，并实现精确位置控制和增量式速度控制。

PLC控制器是一种可编程的工业控制器，具有高可靠性、良好的扩展性和灵活性等特点，广泛应用于工业自动化、仪器仪表和通讯网络等领域。

本文主要介绍机械手系统的控制算法和闭环控制系统的设计。

2. 系统框架机械手系统由六个自由度的机械臂、闭环控制系统、PLC及其外围设备等组成，系统框架如图1所示。

（插图：系统框架图）机械臂由六个关节连接而成，每个关节由一个伺服电机驱动，实现精确位置控制。

闭环控制系统包括传感器、控制板、伺服放大器和机械手控制算法等，其中控制板和伺服放大器通过数字信号控制机械臂的运动。

PLC控制器作为整个系统的核心，负责机械手系统的总体控制和调度，实现机械臂运动的协调控制。

3. 闭环控制系统机械手系统的闭环控制系统是实现精确位置和速度控制的关键。

传感器负责感知机械臂位置信息和控制板的反馈信号，将其转化为控制算法所需的参量信号，协助算法实现伺服系统的准确控制。

毕业设计（论文）任务书设计（论文）题目：用三菱PLC设计控制气动机械手学院名称：电子与信息工程学院专业：电气工程及其自动化082班学生姓名：杨仲豪学号：14 指导教师：胡家芬用三菱PLC设计控制气动机械手杨仲豪摘要：工业机械手是在生产过程中采用机电结合来模拟人手动作的机械设备，它可以代替人手搬运笨重物体或在高温、有毒、高粉尘，易燃易爆、单调和放射性等恶劣的环境下工作。

传统的继电器控制，因机械触点多，接线复杂，因而控制装置体积较大，并且故障率高，可靠性差，动作精确度低；单片机控制系统由于所需驱动电流较大因而必须设计功率接口电路，还要进行抗干扰及其可靠性的设计。

PLC作为一种新型的工业控制器，其通用性和扩展性能良好、运算指令丰富，并且它的体积小、安装灵活、价格低廉、可靠性高、抗干扰能力强易于实现机电一体化且非常适合在环境条件较恶劣下使用。

本设计采用的是以PLC为核心，通过设计相应的硬件电路和软件编程实现对机械手的控制。

主要作用是完成机械部件的搬运工作，能放置在各种不同的生产线或物流流水线中，使零件搬运、货物运输更快捷、便利。

关键词：PLC，机械手，搬物、软件、控制系统Mitsubishi PLC control with pneumatic manipulator designAbstract: Industrial robots are used in the production process to simulate the manual operation with the Electrical and Mechanical machinery and equipment, it can replace manual handling heavy objects or in high temperature, toxic, high dust, inflammable, explosive, radioactive and other harsh monotone, and working conditions. The traditional relay control, due to mechanical contacts and more complex wiring, which controls large size and high failure rate, reliability, precision low action; single chip control system due to the required drive current and thus higher power interface must be designed circuit, but also the interference and reliability of the design.As a new industrial PLC controller, its versatility and good scalability, operation instruction rich, and its small size, flexible installation, low cost, high reliability, easy to implement strong anti-interference ability and very suitable for mechanical and electrical integration under harsh environmental conditions than to use. PLC is used in the design of the core, through the design of appropriate hardware and software programming for robot control Main role is to complete the mechanical components of the transportation work, can be placed in a variety of different production lines or logistics pipeline, the parts handling, transport of goods more efficient and convenient.Key Words : PLC, robot, moving objects, software, control system第一章绪论1.1论文现状及意义作为通用工业控制计算机，30年来，PLC可编程控制器从无到有，实现了工业控制领域接线逻辑到存储逻辑的飞跃；其功能从弱到强，实现了从逻辑控制到数字控制的进步；其应用领域从小到大，实现了单体设备简单控制到胜任运动控制、过程控制及集散控制等各种任务的跨越。

用三菱FX2N PLC实现机械手的顺序控制一、训练内容1、项目描述如图10-7所示是一气动机械手动作示意图，其功能是将工件从A处移送到B处。

气动机械手的升降和左右移行分别使用了双线圈的电磁阀，在某方向的驱动线圈失电时能保持在原位，必须驱动反方向的线圈才能反向运动。

上升、下降对应的电磁阀线圈分别是YV2、YV1，右行、左行对应的电磁阀线圈分别是YV3、YV4。

机械手的夹钳使用单线圈电磁阀YV5，线圈通电时夹紧工件，断电时松开工件。

通过设置限位开关SQ1 、SQ2、SQ3、SQ4分别对机械手的下降、上升、右行、左行进行限位，而夹钳不带限位开关，它是通过延时1.7s来表示夹紧、松开动作的完成的。

如图10-8所示为机械手的操作面板，机械手能实现手动、回原位、单步、单周期和连续等五种工作方式。

手动工作方式时，用各按钮的点动实现相应的动作；回原位工作方式时，按下“回原位”按钮，则机械手自动返回原位；单步工作方式时，每按一次起动按钮，机械手向前执行一步；选择单周期工作方式时，每按一次起动按钮，机械手只运行一个周期就停下；连续工作方式时，机械手在原位，只要按下起动按钮，机械手就会连续循环动作，直到按下停止按钮，机械手才会最后运行到原位并停下；而在传送工件的过程中，机械手必须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碰到其它工件。

2、实训要求2.1 分配输入/输出点见表10-4。

表10-4 PLC输入/输出点分配表2.2 PLC接线图如图10-9所示。

2.3程序设计2.3.1 基本指令编程机械手系统的程序总体结构如图10-10所示，分为公用程序、自动程序、手动程序和回原位程序等四部分。

其中自动程序包括单步、单周期和连续运行的程序，因它们的工作顺序相同，所以可将它们合编在一起。

CJ（FNC00）是条件跳转应用指令（详情见项目十二），指针标号P□是其操作数。

该指令用于某种条件下跳过CJ指令和指针标号之间的程序，从指针标号处继续执行，以减少程序执行时间。