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基于PLC控制的气动机械手的设计

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毕业设计（论文、作业）

毕业设计（论文、作业）题目：

基于PLC控制的气动机械手的设计

分校（站、点）：

年级、专业：

教育层次：

学生姓名：

学 号：

指导教师：

完成日期：

目 录

摘要······························Ⅰ

一、机械手设计方案························1

（一）机械手的手部结构方案设计 ················1

（二）机械手的手腕结构方案设计 ················1

（三）机械手的手臂结构方案设计 ················1

（四）机械手的驱动方案设计 ··················1

（五）机械手的控制方案设计 ··················1

（六）机械手的主要参数 ····················1

（七）机械手的技术参数列表 ··················2

二、机械手手部设计························2

（一）夹持式手部结构 ·····················2

（二）升降缸的尺寸设计与校核和伸缩缸的选择 ··········3

三、机械手的PLC控制设计·····················13

（一）可编程序控制器的选择及工作过程·············13

（二）机械手可编程序控制器控制方案··············13

四、结论 ····························14

参考文献 ····························14

致谢 ······························16

内容摘要

对气动机械手的基本要求是能快速、准确地拾-放和搬运物件，这就要求它们具有高精度、快速反应、一定的承载能力、足够的工作空间和灵活的自由度及在任意位置都能自动定位等特性。设计气动机械手的原则是:充分分析作业对象(工件)的作业技术要求，拟定最合理的作业工序和工艺，并满足系统功能要求和环境条件;明确工件的结构形状和材料特性，定位精度要求，抓取、搬运时的受力特性、尺寸和质量参数等，从而进一步确定对机械手结构及运行控制的要求;尽量选用定型的标准组件，简化设计制造过程，兼顾通用性和专用性，并能实现柔性转换和编程控制.本次设计的机械手是通用气动上下料机械手，是一种模拟大中型场合工作的机械搬运设备。可以改变动作程序的自动搬运或操作设备，操作频繁的生产场合。在发出指令协调各有关驱动器之间的运动的同时，还要完成编程、示教/再现以及其他环境状况（传感器信息）、工艺要求、外部相关设备之间的信息传递和协调工作，使各关节能按预定运动规律运动。

关键词：

机械手 PCL 气动

Ⅰ

1

基于PLC控制的气动机械手的设计

一、机械手的设计方案

（一）机械手的手部结构方案设计

为了使机械手的通用性更强，把机械手的手部结构设计成可更换结构，当工件是棒料时，使用夹持式手部;当工件是板料时，使用气流负压式吸盘。

（二）机械手的手腕结构方案设计

考虑到机械手的通用性，同时由于被抓取工件是水平放置，因此手腕必须设有回转运动才可满足工作的要求。因此，手腕设计成回转结构，实现手腕回转运动的机构为回转气缸。

（三）机械手的手臂结构方案设计

按照抓取工件的要求，本机械手的手臂有三个自由度，即手臂的伸缩、左右回转和降(或俯仰)运动。手臂的回转和升降运动是通过立柱来实现的，立柱的横向移动即为手臂的横移。手臂的各种运动由气缸来实现。

（四）机械手的驱动方案设计

由于气压传动系统的动作迅速，反应灵敏，阻力损失和泄漏较小，成本低廉因此本机械手采用气压传动方式。

（五）机械手的控制方案设计

考虑到机械手的通用性，同时使用点位控制，因此我们采用可编程序控制器(PLC)对机械手进行控制。当机械手的动作流程改变时，只需改变PLC程序即可实现，非常方便快捷。

（六）机械手的主要参数

1、机械手的最大抓重是其规格的主参数，由于是采用气动方式驱动，因此考虑抓取的物体不应该太重，查阅相关机械手的设计参数，结合工业生产的实际情况，本设计设计抓取的工件质量为5公斤

2、基本参数运动速度是机械手主要的基本参数。操作节拍对机械手速度提出了要求，设计速度过低限制了它的使用范围。而影响机械手动作快慢的主要因素是手臂伸缩及回转的速度。该机械手最大移动速度设计为sm/0.1。最大回转速度设计为s/90。平均移动速度为sm/8.0。平均回转速度为s/60。机械手动作时有启动、停止过程的加、减速度存在，用速度一行程曲线来说明速度特性较为全面，因为平均速度与行程有关，故用平均速度表示速度的快慢更为符合速度特性。除了运动速度以外，手臂设计的基本参数还有伸缩行程和工作半径。大部分机械手设计成相当于人工坐着或站着且略有走动操作的空间。过大的伸缩行程和工作半径，必然带来偏重力矩增大而刚性降低。在这种情况下宜采用自动传送装置为好。根据统计和比较，该机械手手臂的伸缩行程定为600mm,

2 最大工作半径约为mm1400。手臂升降行程定为mm120。定位精度也是基本参数之一。该机械手的定位精度为mm1。

（七） 机械手的技术参数列表

1、用途:

用于自动输送线的上下料。

2、设计技术参数:

（1）抓重:kg5

（2）自由度数:4个自由度

（3）坐标型式:圆柱坐标

（4）最大工作半径:mm1400

（5）手臂最大中心高:mm1250

（6）手臂运动参数: 伸缩行程mm1200

伸缩速度smm/400

升降行程mm120

升降速度smm/250

回转范围1800

回转速度s/90

（7）手腕运动参数: 回转范围 1800

回转速度s/90

（8）手指夹持范围:棒料:mmmm15080

（9）定位方式:行程开关或可调机械挡块等

（10）定位精度:mm1

（11）驱动方式:气压传动

（12）控制方式: 点位程序控制(采用PLC)

二、机械手手部设计

（一）夹持式手部结构

夹持式手部结构由手指(或手爪)和传力机构所组成。其传力结构形式比较多，如滑槽杠杆式、斜楔杠杆式、齿轮齿条式、弹簧杠杆式等。

1、手指的形状和分类

夹持式是最常见的一种，其中常用的有两指式、多指式和双手双指式:按手指夹持工件的部位又可分为内卡式(或内涨式)和外夹式两种:按模仿人手手指的动作，手指可分为一支点回转型，二支点回转型和移动型(或称直进型)，其中以二支点回转型为基本型式。当二支

3 点回转型手指的两个回转支点的距离缩小到无穷小时，就变成了一支点回转型手指;同理，当二支点回转型手指的手指长度变成无穷长时，就成为移动型。回转型手指开闭角较小，结构简单，制造容易，应用广泛。移动型应用较少，其结构比较复杂庞大，当移动型手指夹持直径变化的零件时不影响其轴心的位置，能适应不同直径的工件。

2、设计时注意的问题

(1)具有足够的握力(即夹紧力)

在确定手指的握力时，除考虑工件重量外，还应考虑在传送或操作过程中所产生的惯性力和振动，以保证工件不致产生松动或脱落。

(2)手指间应具有一定的开闭角

两手指张开与闭合的两个极限位置所夹的角度称为手指的开闭角。手指的开闭角应保证工件能顺利进入或脱开，若夹持不同直径的工件，应按最大直径的工件考虑。对于移动型手指只有开闭幅度的要求。

(3)保证工件准确定位

为使手指和被夹持工件保持准确的相对位置，必须根据被抓取工件的形状，选择相应的手指形状。例如圆柱形工件采用带“V”形面的手指，以便自动定心。

(4)具有足够的强度和刚度

手指除受到被夹持工件的反作用力外，还受到机械手在运动过程中所产生的惯性力和振动的影响，要求有足够的强度和刚度以防折断或弯曲变形，当应尽量使结构简单紧凑，自重轻，并使手部的中心在手腕的回转轴线上，以使手腕的扭转力矩最小为佳。

（5)考虑被抓取对象的要求

根据机械手的工作需要，通过比较，我们采用的机械手的手部结构是一支点两指回转型，由于工件多为圆柱形，故手指形状设计成V型。

（二）升降缸的尺寸设计与校核和伸缩缸的选择

1、气缸的分类

普通气缸的结构组成见图3-1。主要由前盖、后盖9、活塞6、活塞杆4、缸筒5 其他一些零件组成。

图3-1普通气缸的结构组成

1—组合防尘圈；—前端盖；3—轴用YX密封圈；4—活塞杆；5—缸筒；

6—活塞；7—孔用YX密封圈；8—缓冲调节阀；9—后端盖

4 （1）单作用气缸

柱塞式气缸：压缩空气只能使柱塞向一个方向运动；借助外力或重力复位

活塞式气缸：压缩空气只能使活塞向一个方向运动；借助外力或重力复位（或借助弹簧力复位；用于行程较小场合）

薄膜式气缸：以膜片代替活塞的气缸。单向作用；借助弹簧力复位；行程短；结构简单，缸体内壁不须加工；须按行程比例增大直径。若无弹簧，用压缩空气复位，即为双向作用薄膜式气缸。行程较长的薄膜式气缸膜片受到滚压，常称滚压（风箱）式气缸。

（2）双作用气缸

普通气缸：利用压缩空气使活塞向两个方向运动，活塞行程可根据实际需要选定，双向作用的力和速度不同

双活塞杆气缸：压缩空气可使活塞向两个方向运动，且其速度和行程都相等

不可调缓冲气缸：设有缓冲装置以使活塞临近行程终点时减速，防止冲击，缓冲效果不可调整

可调缓冲气缸：缓冲装置的减速和缓冲效果可根据需要调整

（3）特殊气缸

差动气缸：气缸活塞两端有效面积差较大，利用压力差原理使活塞往复运动，工作时活塞杆侧始终通以压缩空气

双活塞气缸：两个活塞同时向相反方向运动

多位气缸：活塞杆沿行程长度方向可在多个位置停留，图示结构有四个位置

串联气缸：在一根活塞杆上串联多个活塞，可获得和各活塞有效面积总和成正比的输出力

冲击气缸：利用突然大量供气和快速排气相结合的方法得到活塞杆的快速冲击运动，用于切断、冲孔、打入工件等

数字气缸：将若干个活塞沿轴向依次装在一起，每个活塞的行程由小到大，按几何级数增加

回转气缸：进排气导管和导气头固定而气缸本体可相对转动。用于机床夹具和线材卷曲装置上

伺服气缸：将输入的气压信号成比例地转换为活塞杆的机械位移。用于自动调节系统中。挠性气缸缸筒由挠性材料制成，由夹住缸筒的滚子代替活塞。用于输出力小，占地空间小，行程较长的场合，缸筒可适当弯曲

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基于PLC的气动机械手手部结构设计优化方案

基于PLC的气动机械手手部结构设计优化方案

基于ＰＬＣ的气动机械手手部结构设计优化方案　谌　渭　（长江大学机械工程学院４３４０２５）　【摘要】以自动检测生产线上搬运机械手的手部结构为研究对象，采　用单片机对其气压驱动装置进行顺序控制，为保证结构设计的合理性，　在论述系统组成、机械手运动、坐标形式及运动范围的基础上，对手部　结构进行分析和优化改进，结构设计满足验算结果要求。　【关键词】机械手；手部结构；结构设计　气动技术是实现工业自动化的重要手段。气压传动的介质来　自于空气，环境污染小，工程容易实现，所以其言传动四一种易于　推广普及的实现丁业自动化的应用技术。气动技术在机械、化工、　电子、电气、纺织、食品、包装、印刷、轻工、汽车等各个制造行业，尤　其在各种自动化生产装备和生产线中得到了广泛的应用，极大地　提高了制造业的生产效率和产品质量。气动系统的应用，引起了　世界各国产业界的普遍重视，气动行业已成为工业国家发展速度　最快的行业之一。　可编程控制技器（ＰＬＣ）是以微处理器为基础，综合计算机技　术、自动控制技术和通信技术发展起来的一种新型、通用的自动控　制装置，他具有机构简单、易于编程、性能优越、可靠性高、灵活通　用和使用方便等一系列优点，近年来在Ｔ业生产过程的自动控制　中得到了越来越广泛的应用。　１　系统组成　整个系统分为控制系统、驱动系统和执行系统三大部分，系统　组成如图１所示．　图１　系统组成框图　２机械手手部结构设计分析　２．１机械手概述　（１）坐标形式所设计的机械手具有两个自由度，摩擦轮具有一　个自由度，故采用直角坐标形式。如图２所示，机械手的两个自由　度分别是手臂的水平移动和手臂的伸缩运动，即沿Ｘ轴方向的移　动和沿Ｚ轴的伸缩；摩擦轮的自由度即沿ｚ轴的伸缩运动。　（２）工作过程对十上下料机械手，其工作是在最短的时间内抓　取、抬升、移动、放炮弹至检测平台，经检测后，再迅速地抓取、抬　升、移动、放炮弹至存放处，然后回到原位，执行下一次操作。　（３）Ｔ作范围机械手手臂在水平方向移动的总行程为６００ｍｍ，　在垂直方向的伸缩行程为１２５ｍｍ，由丁在手臂伸　时，摩擦轮与工　件的距离为３５ｍｍ，所以，摩擦轮的伸缩行程为１６０ｍｍ。　２．２机械手手部结构设计　机械手的手部是机械手上承担抓取＿ｒ件的机构，由于被抓取　物件（炮弹）的形状近似于圆台，所以，其手爪采用特殊的ｖ字型结　构，即手爪的内表面设计成与圆台斜度相同的斜面，即保证了抓取　的稳定又不会因“线接触”而影响炮弹的表面质量．机械手手部的　驱动装置采用齿轮齿条杠杆式结构，因为其结构简单，传动可靠，　特别是采用无关节的手指形式，使抓取误差更小，定心精度更高．　具体结构见网３，其中，机械手外罩通过螺母紧同存气缸缸体上，　●●—＝：—．－Ｉ　工　图２机械手的坐标形式　活塞杆利用自身的螺纹与齿条联接，手爪通过螺钉与扇形齿轮联　接，扇形齿轮通过圆柱销与外罩联接，即通过活塞杆的往复运动实　现了手爪的张开与闭合．由于销与扇形齿轮的联接属于间隙配合，　所以它们之间存在剪切危险，经过校核，其剪切应力满足要求。　图３机械手手部结构图　１一手爪；２手指；３齿条；４一扇形齿轮；５一销；６一螺钉；　７一螺母；８外罩；９一气缸　【参考文献】　［１ｌ＿张波，李卫民，尚锐．多功能上下料用机械手液压系统ＥＪ３　２００７．　Ｅ２］杨振球．简易型精确定位气动机械手的研究及其应用，华中科技大　学，２００６．　ｒ３］付愚．基于ＰＬＣ的液压机械手的控制系统［Ｊ］．湖南工程学院学报（自　然科学版），２００５．　Ｅ４］周虹．气动与ＰＬＣ技术相结合在机械手设计中的应用［Ｊ］．液压与气　动．２００４．　一缩二缩　动Ｉｊ专　出一伸二伸＝移ｌｉ诤．．眩一一手　一轮ＩＩ手＝嘣　一械　擦＝槭＝　一一　一　～一一一一　』留　统．机～动　电气～～．一 盯眄　～＝＝＿　～柜ｌｊ扳溉｜ｌ示制面一捡磁一一控｝｛制二鬣　态～　匡匡

11.PLC控制气动机械手实训案例

11.PLC控制气动机械手实训案例

PLC控制气动机械手实训案例 一、机械手的工作过程与控制要求 1.机械手概况：搬运机械手将工件从左工作台搬往右工作台，机械手的结构和各部分动作的示意图如图8-59所示：

图8-59 机械手工作过程示意图

（1）机械手所有的动作均由气压驱动。

（2）它的上升与下降、左移与右移等动作均由二位五通双控电磁换向阀控制，即当下降电磁阀通电时，机械手下降；下降电磁阀断电时，机械手停止下降；只有当上升电磁阀通电时，机械手才上升。

（3）机械手的夹紧和放松用一个二位五通单控电磁换向阀来控制，线圈通电时夹紧，线圈断电时放松 。

2.机械手的工作过程：机械手的动作顺序和检测元件、执行元件的布置示意图如图8-60所示：

图8-60 机械手动作顺序和检测元件、执行元件布置示意图

（1）机械手的初始位置停在原点，按下启动按钮后，机械手将依次完成下降—夹紧—上升—右移—再下降—放松—再上升—左移八个动作。 （2）机械手的下降、上升、右移、左移等动作的转换，是由相应的限位开关来控制的，而夹紧、放松动作的转换是由时间来控制的 。 （3）为保证安全，机械手右移到位后，必须在右工作台上无工件时才能下降，若上一次搬到右工作台上工件尚未移走，机械手应自动暂时等待。为此设置了一只光电开光，以检测“无工件”信号 。 3.控制要求 （1）手动工作方式：利用按钮对机械手每一动作单独进行控制。例如，按“下降”按钮，机械手下降，按“上升”按钮，机械手上升。用手动操作可以使机械手置于原位，还便于维修时机械手的调整； （2）单步工作方式：从原点开始，按照自动工作循环的步序，每按一下动按钮，机械手完成一步的动作后自动停止。 （3）单周期工作方式：按下启动按钮，从原点开始，机械手按工序自动完成一个周期的动作，返回原点后停止 。 （4）连续工作方式：按下启动按钮，机械手从原点开始按工序自动反复连续循环工作，直到按下停止按钮，机械手自动停机。或者将工作方式选择开关转换到“单周期”工作方式，此时机械手在完成最后一个周期的工作后，返回原点自动停机 。根据以上控制要求，操作台面板布置示意图如图8-61所示：

基于PLC机械手控制系统设计与实现_王月芹

基于PLC机械手控制系统设计与实现_王月芹

·测试与控制·机电产品开发与创新Development＆InnovationofMachinery＆ElectricalProductsVol．24,No．3May．,2011第24卷第3期2011年5月

收稿日期：2011－03－04作者简介：王月芹（1974－），女，江苏苏州人，讲师。主要研究方向：机电一体化和自动控制方向。发表相关论文多篇，完成课题一项。0引言机械手是一种能自动定位控制，并可重新编程改变的多功能机器。它有多个自由度，可用来搬运工件以完成在各个不同环境中工作，广泛用于机械制造、冶金、电子和轻工等部门。机械手通常用作机床或其他机器的附加装置，如在自动机床或自动生产线上装卸和传递工件。机械手系统核心的部分是执行系统和控制系统，机械手按驱动方式可分为液压式、气动式、电动式和机械式机械手。本文设计的机械手属于混合式机械手，它综合了电动式和气动式机械手的优点，能够实现三个自由度方向（水平、垂直和旋转）的抓取或放置物品，具有操作范围大，灵活性好，应用广泛的特点。可编程控制器（PLC）是一种专门为工业应用而设计的进行数字运算操作的电子控制装置。由于其具有可靠性高，功能强，编程简单，人机交互界面友好等特性而广泛用于工业控制系统。1机械手的系统结构图1为机械手结构示意图，机械手手臂的左右运动（水平方向）由伸缩步进电机控制，上下运动（垂直方向）由升降步进电机控制，逆时针和顺时针旋转运动则由底盘直流电机的正反转控制。机械手终端是一气动夹爪，可以实现抓和放的动作，由一双作用气缸和一双电控电磁阀来完成控制。三自由度机械手为圆柱坐标型。机械手可以根据设定控制要求将工件放在A、B、C、D四个工位中任意一工位。SQ5、SQ6、SQ7、SQ8、SQ9、SQ10为水平和垂直方向上的限位开关，SQ1、SQ2、SQ3、SQ4为四个工位的光接近开关。机械手旋转是由一直流电机控制，四个工位位置由四个光接近开关检测确定。机械手臂水平与垂直方向运动不是由气动元件驱动而是由步进电机驱动的。步进电PLC-basedRobotControlSystemDesignandImplementationWANGYue-Qin（SuzhouInstituteofIndustrialTechnology，SuzhouJiangsu215104，China）Abstract:Inordertoimprovetherobotpositioningaccuracyofindustrialproduction,introduceaPLCbasedonthethreedegreesoffree-dommanipulatorcontrolsystemdesign.Discussedindetailthreedegreesoffreedomrobotcontrolsystemhardwarestructureandsoftwareimplementation.Keywords：PLC；robot；steppermotor基于PLC机械手控制系统设计与实现王月芹（苏州工业职业技术学院，江苏苏州215104）摘要：为了提高机械手在工业生产中定位的精度，介绍一种基于PLC的三自由度机械手控制系统设计方案。详尽地论述了三自由度机械手控制系统的硬件结构及软件实现方法。关键词：PLC；机械手；步进电机中图分类号：TP23文献标识码：Adoi:10.3969/j.issn.1002-6673.2011.03.060文章编号：1002－6673（2011）03－149－03149·测试与控制·机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环执行元件。当步进驱动器接收到一个脉冲信号，步进电机按设定的方向转动一个固定的角度（称为步距角），它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。根据丝杠螺距可以确定移动距离（电机转1圈移动1个螺距），可以通过控制脉冲个数来控制角位移量和线位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。步进电机可以作为一种控制用的特种电机，利用其没有积累误差（精度为100%）的特点，广泛应用于各种开环控制。2机械手控制系统设计本机械手控制要求：机械手将A工位的工件1搬到C工位，再到B工位的工件2搬到D工位，再回到A工位然后循环。2.1硬件设计（1）手动工作方式。利用按钮对机械手每一动作单独进行控制。如按“下降”按钮，机械手下降；按“上升”按钮，机械手上升。用手动操作可以使机械手置于原点位(机械手在缩回和最上面，且夹紧装置松开，旋转到A工位)，还便于维修时机械手的调整。（2）自动工作方式。按下启动按钮，机械手从原点开始按工序自动反复连续循环工作，直到按下停止按钮，机械手自动停机。机械手的工作状态和操作的信息需要24个输入端子。具体分配为：位置检测信号有下限、上限、伸限、缩限、夹紧、放松共6个输入端子，工位位置检测信号A、B、C、D工位需要4个输入端子；四工位“无工件”检测信号采用光电开关作检测元件，需要4个输入端子；手动操作时，需要有下降、上升、伸出、缩回、夹紧、放松，需要6个输入端子；手动、回原点、自动、停止操作，需占4个输入端子；因此需要24个输入端子。控制机械手的输出信号需要9个输出端子。具体分配为：机械手的下上脉冲控制、下上方向、伸缩脉冲控制、伸缩方向控制、夹紧、放松8个电磁阀线圈，需要8个输出点。机械手从原点开始工作，需要有1个原点指示灯，需用1个输出点。因此需要9个输出端子。根据控制要求及端子数，此处选用FX2N-48MR外加输入输出扩展模块继电器型PLC，步进电机驱动器选用SH-20402型模块。FX2N-48MRPLC共有输入24点，输出24点，满足控制所需端子数，分配PLC的I/O端子接线如图2所示。2.2软件设计用状态初始化指令IST来设置具有多种工作方式的控制系统的初始状态，IST指令执行条件满足时，初始状态继电器S0~S3和下列特殊辅助继电器被自动指定为以下功能：M8040：禁止转移，其线圈接通时，禁止所有的状态转化；M8041：转换启动，其线圈接通时，允许从初始状态的转化；M8042：启动脉冲，仅在按启动按钮时瞬时动作；M8043：回原点完成；M8044：原点条件，即系统处于原点位置时，其线圈接通；S0：手动操作的初始状态继电器；S1：回原点操作的初始状态继电器；S2：自动操作的初始状态继电器。该机械手控制程序较复杂，运用模块化设计思想，将机械手控制程序分为：回原点操作，手动单步操作和自动连续操作程序。手动运行程序：手动程序见图3（a），手动程序用初始状态继电器S0控制，由于手动程序、自动运行程序和回原点程序均采用STL触点驱动，这三部分程序不会同时被驱动。回原点程序：自动回原点的顺序功能图，如图3（b）所示，当原点条件满足时，特殊辅助继电器M8044（原点条件）为ON。自动返回原点结束后，用SET指令将M8043（回原点完成）置为ON，并用RST指令将回原点的最后一步S12复位。自动运行程序：自动运行程序如图3（c）、图3（d）所示，这里应用了子程序的调用。步进电机只有在有脉冲信号和方向信号有输入时才会转动，控制中有两个步进电机，PLC控制步进的控制指令[DPLYD1D2Y0]。PLSY指令是脉冲输出指令。指令中由D1设定脉冲频率，由D2设定输出脉冲数，第3个参数为输出端（伸缩Y0/升降Y1）。机械手缩回Y2=1；伸出Y2=0；机械手下降Y003=1；上升Y003=0；机械移动的距离所给脉冲个数和位置开关来控制。3结论基于PLC控制的机械手能够实现物体的自动循环搬运，而且PLC有着很大的灵活性，易于模块化。

基于PLC的机械手的控制

基于PLC的机械手的控制

基于PLC的机械手的控制

摘 要

本论文论述了一种应用PLC来实现的机械手控制系统。应用西门子S7-200CPU226 PLC对该控制系统进行设计，应用STEP7-Micro/WIN软件编写控制系统的控制程序。控制程序分为五部分，应用MCGS组态软件设计该控制系统的人机界面。人机界面直观的展示了机械手工作的全部过程。

关键词：机械手；PLC；MCGS

引言

机械手是当前自动控制领域中出现的一种较为新颖的技术，是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备，是工业机器人的一个重要分支，是现代工业生产中能到用到的重要技术组成。从20世纪90年代初期起，在国家“863”计划支持下至今，机械人的迅速发展、研制和生产已成为高技术领域迅速发展起来的一门新兴的技术，它大大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，并且在工业生产中得到了广泛的应用，取得了良好的效果。利用机械手技术进行工业生产，并且通过对PLC技术的准确掌控，也能够大大提高工业生产效率。

2可编程控制器概述

2.1 PLC简介

2.1.1 PLC的起源概述与定义

可编程控制器(Programmable Controller，英文缩写为PC、后又称为PLC)是由上世纪60年代提出，首先是为了取代继电器控制装置。经过了半个世纪的发展，PLC的应用范围也变得更加的广泛。随着数字时代的到来，信息技术的飞速发展从而带动了各个行业的自动化进程、PLC起强大的开关量控制以及逻辑控制，使得自身在现代化行业中的作用变得尤为突出。

PLC可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令。并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关外部设备，都应按易于与工业系统连成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。强调了PLC应直接应用与工业环境，它必须具有很强的抗干扰能力，强大的适应能力，和广阔的应用范围。