目录
1 课程设计目的
2 机械手工作过程及控制要求
2.1 机械手的工作过程
2.2机械手的控制要求
3 机械手的系统设计
3.1PLC的选择
3.2热继电器的选择
3.3熔断器的选择
3.4主电路的设计
3.5输入输出点的地址分配
3.6机械手程序设计（见附录）
4总结
5 参考文献
附录
1 课程设计目的
机械手采用PLC控制技术，大大提高了系统的自动化程度，提高了控制系统的可靠性。根据系统的控制要求综合运用了PLC技术，编程软件，机械手的电气控制系统进行课程设计，为机械手在实际应用中控制系统的设计提供借鉴。
根据工业机械手常规操作运行的特点画出时序图，根据画出的时序图以及各种综合情况选择PLC 型号，进行硬件系统的设计，根据PLC硬件系统及内部资源并画出工业机械手自动控制装置的
硬件系统图。
根据工业机械手的运行特点和要求利用所学的PLC的基本指
令进行程序设计。
根据设计的PLC硬件系统图进行接线，利用
STEP-Micro/WIN32编程软件将程序输入到PLC进行上机操作，直至调试正确。
通过编程及调试程序，了解掌握S7-200PLC的硬件构成及使用方法，摸索并积累编程的技巧经验，在调试中发现问题，分析问题，解决问题。
2 机械手工作过程及控制要求
2.1 机械手的工作过程
该机械手是一个水平、垂直位移的机械设备，其操作是将做工作台搬运到又工作台，由光耦合器VLC来检测左工作台有无工件。有工件才搬运，即使按下启动按钮，若检测到左工作台上无工件，系统也不能启动。图1是这种机械手的动作示意，其过程并不复杂，共6个动作，分3组，即上升、下降、左移、右移和放松加紧。
图1 机械手的动作示意图机械手全部动作由气缸驱动，而气缸又由一、相应的电磁阀控制;左移和右移分别有左移电磁阀和右移电磁阀控制，当该线圈断电时，机械手放松如图2所示。
图2 机械手动作的流程图
2.2 机械手的控制要求
第一步是当工作台A上有工件出现时（可以由光藕合器VLC 检测到，当检测到有工件时，VLC），机械手开始下降。当机械手下降到位时（可以由限位开关检测到，下降到位），机械手停止下降，第一步结束。
第二步是机械手在最低位开始抓紧工件，约10s抓住、抓紧，第二步结束。
第三步是机械手夹紧工件上升。当机械手上升到位时（可以由限位开关检测到，当上升到位时，I0.2=1），机械手停止上升，第三步结束。
第四步是机械手夹紧工件右移。当机械手右移到位时（可以由
限位开关检测到，当右移到位时，I0. 3=1），机械手停止右移，第四步结束。
第五步是机械手在最右位开始下降。当机械手下降到工作台B 到位时（可以由限位开关检测到，当下降到位时，I0. 1=1），机械手停止下降，第五步结束。
第六步是机械手开始放松工件，所需时间约为10s ，10s之后放开工件，第六步结束。
第七步是机械手开始上升。机械手上升到位时（可以由限位开关检测到，当上升到位时，I0. 2=1），停止上升，第七步结束。
第八步是机械手在高位开始左移，当左移到位时（可以由限位开关检到，左移到位时，I0. 4=1），机械手停止左移，第八步结束。机械手工作一个周期完成。等待工件在工作台A上出现转到第一步。
2.3.工作过程
按照设计要求机械手的工作均由电机驱动，它的上升、下降、左移、右移都是有电机驱动来完成的。
机械手的初始位置停在原点，按下启动后按扭后，机械手将下降→加紧工件→上升→右移→再下降→放松工件→在上升→左移总共八个动作，也就是一个工作周期。机械手的下降、上升、右移、左移等动作转换，是由相应的限位开关来控制的，而加紧、放松动作的转换是由时间来控制的。
为了确保安全，机械手右移到位后，必须在右工作台上无工件时才能下降，若上次搬到右工作台上的工件尚未移走，机械手应自动暂停，直到工件移走为止，否则等待。为此设置了一个光电开关，以检测“无工件”信号。
3 机械手的系统设计
3.1 PLC的选择
从控制方式选择上需要3个启动按钮，分别完成自动方式I0.0、单动方式I0.5的启动，还需要一个停止按钮I1.4用来处理现在任何
情况下的停止运行。机械手运行的限位开关有4个，高位限位开关I0.2、低位限位开关I0.1、左位限位开关I0.4和右位限位开关I0.3。手动控制输入信号由5个按钮组成，下降按钮I0.6、上升按钮I1.0、夹紧按钮I0.7、左移按钮I1.2和右移按钮I1.1。工作台A上有工件检测光耦合器VLC的输入信号。
输出信号有机械手下驱动信号Q0.0、上升驱动信号Q0.2、右移驱动信号Q0.4、左移驱动信号Q0.3和机械手夹紧驱动信号Q0.1，共有5个输出信号。
可选择S7-200系列的CPU224就可以满足要求。
3.2热继电器的选择
3.2.1热继电器的型选择：
一般情况下，可选用两相结构的热电器继电器，但当三相电压的均衡性较差，工作环境恶劣或无人看管的电动机，宜选用三相结构的热继电器。对于三角形接线的电动机，应选用带断相保护装置的热继电器。
3.2.2热继电器额定电流的选择：
当电动机启动电流为其额定电流的6倍及启动时间不超过6S 时，就可按电动机的额定电流选取热继电器；当电动机的启动时间较长、拖动冲击性负载或不答应停车时，热继电器的额定电流调节到电动机额定电流的1.1~1.15倍。
综上所述，选择NR3-45 0.32-21A热继电器、NR2-25G/Z 0.1-10A 热继电器、NR3-25 0.1-8.5A热继电器。
3.3熔断器的选择
3.3.1 熔断器的类型选择
选择熔断器时类型时，主要依据负载的保护特性和短路电流的大小。对大容量的照明线路和电动机，除过载保护以外，还应考虑短路时分断电路电路的能力。若短路电流较小时，可采用熔体为锡质的或熔体为锌质的熔断器。用于车间低压供电线路的保护熔断器，
