顾涛毕业设计

1、上海工程技术大学毕业设计（论文）光源机械上泡机械手的 plc控制系统设计摘 要机械手是能够模仿人体上肢的部分功能， 可以对其进行自动控制使其按照预定要 求输送制品或操持工具进行生产操作的自动化生产设备。机械手是工业机器人系统中传统的任务执行机构，是机器人的关键部件之一。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。自上世纪六十年代， plc设计的机械手被实现为一种产品后，对它的开发应用也在不断发展，它可以在减 轻繁重的体力劳动、改善劳动条件和安全生产。本课题设计的光源机械上泡机械手，采用由 plc控制的气动系统，可在空间抓放 物体，动作灵活多样，能够准

2、确快速的完成光源机械的上泡动作，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，设计主要对机械手与plc做了总体介绍，分析了工作流程，设计出光源机械上泡机械手的功能图，根据功能图设计出梯形图并调 试成功。关键词：机械手，plc气压传动3光源机械上泡机械手的plc控制系统设计顾涛 1646131011绪论机械手一般为三类：一是不需要人工控制的通用型机械手。它是不属于其他主机 的独立装置。可以根据任务需要编制独立程序完成各项规定操作。它的特点是具备不 同装置的性能之外还具备通用机械及记忆功能的三元型机械。二是需要人工操作的， 起源于原子，军事工业。先是通过操作完成特定工序，后来逐步发展到无线

3、遥控操作。 第三类是专用机械手，通常依附于自动生产线上，用于机床的上下料和装卸工件。这 种机械手国外叫做“ mechanical hand”。它由主机驱动来服务，工作程序固定，一 半是专用的。机械手首先是在美国开始研制。第一台机械手是在1958年美国联合控制公司研究制作出来的。结构是：主机安装一个回转长臂，长臂顶端有电磁抓放机构。日本是在工业上应用机械手最多，发展最快的国家，自 1969年从美国引进两种 机械手后开始大力研发机械手。前苏联自六十年代开始发展和应用，自 1977年，前 苏联使用的机械手一半来自国产一半来自进口。现代工业中，自动化在生产过程中已日趋突出，机械手就是在机械工业中为实现

4、 加工、装配、搬运等工序的自动化而产生的。随着工业自动化的发展，机械手的出现 大大减轻了人类的劳动，提高了生产效率。采用机械手已为目前研究的热重点。而为了使生产更高效更安全，配合使用 plc构成的控制系统渐渐占据主流位置， 目前，plc在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、 轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，和同等规模的继电接触器系统相比， 采用plc控制的电路系统电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。此外，plc带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信 息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统

5、中除plc以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样，整个系统将极高的可靠性。在光源机械中，上泡机械手的功能是从间歇运转的上泡盘上抓取泡壳，并将其送 到运转的封口机上。为此，上泡机械手在一个工作循环中需要完成上升与下降，左旋与右旋，抓泡与放泡等一系列动作，本文用plc作为控制器对光源机械上泡机械手进 行了设计。2机械手的概述2.1 机械手总体介绍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。工业机械手是提高生产过程自动化、改善劳动条件、提高产品质量和生产效率的 有效手段之一。尤其在高温、高压

6、、粉尘、噪声以及带有放射性和污染的场合，应用 得更为广泛。在我国，近几年来也有较快的发展，并取得一定的效果。随着工业机械化和自动化的发展以及气动技术自身的一些优点，气动机械手已经广泛应用在生产自动化的各个行业。近 20年来，气动技术的应用领域迅速拓宽，尤 其是在各种自动化生产线上得到广泛应用。电气可编程控制技术与气动技术相结合， 使整个系统自动化程度更高，控制方式更灵活，性能更加可靠；气动机械手、柔性自 动生产线的迅速发展，对气动技术提出了更多更高的要求；微电子技术的引入，促进 了电气比例伺服技术的发展，现代控制理论的发展，使气动技术从开关控制进入闭环 比例伺服控制，控制精度不断提高；由于气动

7、脉宽调制技术具有结构简单、抗污染能 力强和成本低廉等特点，国内外都在大力开发研究。气动机械手被广泛应用于汽车制造业、半导体及家电行业、化肥和化工，食品和 药品的包装、精密仪器和军事工业等。机械手主要由手部、运动机构和控制系统三大部分组成。手部是用来抓持工件（或 工具）的部件，根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种结构 形式，如夹持型、托持型和吸附型等。运动机构，使手部完成各种转动（摆动） 、移 动或复合运动来实现规定的动作，改变被抓持物件的位置和姿势。运动机构的升降、 伸缩、旋转等独立运动方式，称为机械手的自由度。为了抓取空间中任意位置和方位 的物体，需有6个自由度。自由度是

8、机械手设计的关键参数。自由度越多，机械手的 灵活性越大，通用性越广，其结构也越复杂。一般专用机械手有23个自由度。控制系统是通过对机械手每个自由度的电机的控制，来完成特定动作。同时接收传感器 反馈的信息，形成稳定的闭环控制。通过对其编程实现所要功能。如图 2.1所示是机 械手系统结构图。上海工程技术大学毕业设计(论文)光源机械上泡机械手的 plc控制系统设计伸缩气缸摆缸升降气缸图2.1机械手系统结构图2.2 机械手气动系统基本部件一、控制元件气动电磁阀电磁阀4v230c-08如图2.2所示:图2.2电磁阀4v230c-08产品介绍：(1)先导方式：外部与内部可选；(2)滑柱式结构，密封性好，反

9、应灵敏；(3)三位置电磁阀有三种中央功能可供选择;(4)双头二位置电磁阀具有记忆功能;(5)内孔采用特殊工艺加工，磨擦阻力小，启动气压低，使用寿命长；(6)无需加油润滑；(7)可与底座集成阀组，节省安装空间；(8)附设手动装置，利于安装调试；(9)有多种标准电压等级可供选用。电磁阀的工作原理就是利用给电磁铁通电，电磁阀里面的铁芯运动，来控制流体 的通断。电磁阀里有密闭的腔，在不同位置开有通孔，每个孔都通向不同电磁铁通电、断电，电磁阀里面的铁芯会移动，通过控制阀体的移动来挡住或漏出不同的孔，来实 现不同的孔的接通和断开，这样通过控制电磁铁的电流通断就控制了机械运动。二、执行元件(1) tr双轴气

10、缸引导活塞在其中进行直线往复运动的圆筒形金属机件。工质在发动机气缸中通过膨胀将热能转化为机械能；气体在压缩机气缸中接受活塞压缩而提高压力。涡轮机、 旋转活塞式发动机等的壳体通常也称“气缸”。如图2.3所示图2.3 tr双轴气缸(2)气动手指hfz16部件介绍smcx动手指又名气动夹爪或气动夹指，是利用压缩空气作为动力，用来夹取或 抓取工件的执行装置。最初起源于日本，后被国内自动化企业广泛使用。根据样式通 常可分为y型夹指和平型夹指，缸径分为16m林口 20mnw种，其主要作用是替代人的5上海工程技术大学毕业设计（论文）光源机械上泡机械手的 plc控制系统设计抓取工作，可有效地提高生产效率及工作

11、的安全性。气动手指hfz1由口图2.4所示。图2.4气动手指hfz16（3）旋转缸 hrq10-a部件介绍：端盖分铸钢件和普通铸件，缸筒采用国产优质铁缸筒，内壁经精密研磨，配合好, 摩擦力小，使用寿命长。1）小型，体积小，外型精致；2）表面阳极氧化处理，强度大，不宜磨损；3）阀体，阀芯精密数控中心加工而成，精确度高，优质进口密封件，耐磨，不 宜腐蚀。旋转缸hrq10-&口图2.5所示图2.5 旋转缸 hrq10-a三、辅助元件气动三联件、开关气动三联件是由过滤器、减压阀和油雾器三部分组成，过滤器主要负责过滤压缩空气中的杂质，减压阀主要负责控制系统压力，油雾器负责后端元件的给油润滑。如图

12、2.6所示是气动三联件及开关。图2.6气动三联件及开关7气动系统图如图2.7所示摆缸气源 气动三联件图2.7气动系统图上海工程技术大学毕业设计(论文)光源机械上泡机械手的 plc控制系统设计3光源机械上泡机械手的plc控制系统方案设计3.1 方案的介绍在光源机械中，上泡机械手的功能是从间歇运转的上泡盘上抓取泡壳，并将其送 利运转的封口机上。为此上泡机械手在一个工作循环中需要完成上升、下降 左旋和 | 右旋、抓泡与放泡等一系列动作。|本次设计主要是设计光源机械上泡机械手，在自动化生产线上，工作开始后，上 泡机械手在一个工作循环中需要按顺序依次完成以下动作：上升、左旋、下降、抓泡、可 右旋、下降放

13、泡。当按下停止按钳，机械手完成本次循环后回到师 再起 | 可需按起动按钮。3.2 系统组成整体结构图3.1是基于plc的光源机械上泡机械手系统的基本组成方框。 主要由限位开关， 开关撼钮，电磁阀，气压传动系统，led显示灯，plc （fx2n-48mr组成。启动停止 开关和限位开关作为该系统的输入部分，负责检测机械臂的位置，将布尔量输入 plc 中。plc是该系统的核心部分，一方面负责接收输入量，另一方面将执行程序，进行 计算，再将计算结果通过输出刷新，控制电磁阀的开合，从而控制机械臂的动作。整个系统由操控面板来完成整个机械手的的操作，工件通过限位开关进行检测。机械手的各个动作由汽缸驱动，而汽

14、缸由相应的电磁阀控制。机械手的全部动作由plc 控制完成。启停开关气压传动系统图3.1光源机械上泡机械手系统的基本组成方框4上泡机械手的硬件设计4.1 plc选型4.1.1 plc的作用及特点可编程控制器 plc(programmable logic controller) 是控制系统的重要组成 部分。并且在大，中型plc中大多还配有扩展接口和智能i/o模块。所谓拓展接口主 要应用于连接扩展plm元，从而扩入plc的规模。而智能i/o模块就是其本身含有 单独的cpu能够独立完成某种专用的功能，由于它和主plc是并行工作的，从而大大 提高了 plc的运行速度和效率。这类智能i/o模块有计数和位置

15、编码器模块，温度控 制模块，阀控制模块和闭环控制模块等。现代工业生产过程是复杂多样的，对控制的要求不尽相同。plc出现后受到了很大 欢迎。现代plc#有以下特点：(1)可靠性高，抗干扰能力强计算机具有很强的功能，可抗干扰能力较差。plc是专业为工业控制而设计的，能 适用于恶劣环境，如较强的电噪声，电磁干扰，机械振动等。并且在软件方面采取了自 诊断,故障检测，信息保护与恢复等手段。(2)控制系统结构简单，通用性强，编程方便，易于使用plc及外围模块品种多，各种组件灵活组合成各种大小和不同要求的控制系统。在 plc构成的控制系统中，在plc的端子上接入相应的i/o信号线即可。由于plc沿用了 梯形

16、图编程简单的优点，对于从事继电器控制工作的人员都能在很短的时间内学会使 用plc(3)功能完善，设计，施工，调试的周期短plc可进行开关逻辑控制，闭环过程控制，位置控制，数据采集及监控，多plc分布 式控制等功能。适用于机械，冶金，化工，轻工，服务和汽车等行业的工程领域。由于plc 为模块化积木式结构，硬件齐全，因此仅需按性能，容量等选用组装，并且使设计和施 工同时进行，用软件编程取代了硬接线实现控制功能。plc是通过程序完成控制任务的 使用了方便用户的工业编程语言，具有强制和仿真功能，故使程序设计，施工，调试的 周期减短。(4)直接驱动负载能力强由于plc输出模块中大多采用了大功率晶体管和控

17、制继电器的形式进行输出，因而具有较强的驱动能力，一般都能直接驱动执行电器的线圈，接通或断开强电线路。（5）体积小,维护操作方便plc体积小,质量小，便于安装.plc的i/o系统可直观地反映现场情况的变化状态 还能通过各种方式直观地反映控制系统的运行状态，非常有利于运行和维护人员对系 统进行监视。如今plc的应用范围极其广泛，经过近40年的发展,目前plc已经广泛应用于冶 金、石油、化工、建材、电力、矿山、机械制造、汽车、交通运输、轻纺和环保等各 行各业中。几乎可以说，凡是有控制系统存在的地方就有 plg常见的应用领域包括逻 辑量控制，模拟量控制，运动控制，数据处理及通信联网。4.1.2 plc

18、的组成由于plc的核心是微处理器，所以它的组成与计算机有些相似，由硬件系统和软件 系统组成。（一）plc的硬件系统plc的硬件系统一般主要由中央处理单元，输入/输出接口，i/o扩展接口，编程器 接口，编程器和电源等几个部分组成。（1）中央处理单元plc的中央处理单元主要由微处理器 cpu存储器rom/ram微处理器i/o接口组 成。1）微处理器cpu cpu乍为整个plc的核心起着总指挥的作用，是plc的运算和 控制中心。它的主要任务是诊断 plc电源，内部电路的工作状态及编制程序中的语法 错误。用扫描方式采集由现场输入装置送来的状态或数据，并存入输入映像寄存器或数据寄存器中。在运行状态时，按

19、用户程序存储器中存放的先后顺序逐条读取指令，经 编译解释后，按指令规定的任务完成各种运算和操作，根据运算结果存储相应数据，并 更新有关标志位的状态和输出映像寄存器的内容。将存于数据寄存器中的数据处理结果和输出映像寄存器的内容送至输出电路。按照plc中系统程序所赋予的功能接收并存储从编程器输入的用户程序和数据，响应各种外部设备（如编程器，打印机，上位计 算机等）的工作请求。2）存储器rom/ram存储器是具有记忆功能的半导体电路，用来存放系统程序, 用户程序,逻辑变量和其它一些信息。在plc中使用的存储器有两种类型，他们分别是 只读存储器romf口随机存储器ram11上海工程技术大学毕业设计（论

20、文）光源机械上泡机械手的 plc控制系统设计只读存储器rom0称系统程序存储器），用以存放系统程序（包括系统管理程序, 监控程序，模块化应用功能子程序等）。系统程序根据plc功能的不同而不同。随机存储器ram区称用户存储器），包括用户程序存储区及工作数据存储区。ram 是可读可写存储器，读出时,ram中的内容不被破坏。写入时，刚写入的信息就会消除原 来的信息。raw 一般存放以下内容：用户程序存储区主要存放用户已编制好或正在调 试的应用程序。数据存储区则存储包括各输入端状态采样结果和各输出端状态运算结 果的输入/输出映像寄存器区（或称输入输出状态寄存器区），定时器/计数器的设定值 和现行值存储

21、区，各种内部编程元件（内部辅助继电器，计数器，定时器等）状态及特殊 标志位存储区，存放暂存数据和中间运算结果的数据寄存器区等等。3）微处理器i/o接口。它一般由数据输入寄存器，选通电路和中断请求逻辑电路 构成，负责微处理器及存储器与外部设备的信息交换。（2）输入，输出接口输入接口是plc与控制现场的接口界面的输入通道，为防止干扰信号和高电压信 号进入plc,影响可靠性或损坏设备，输入借口电路一般由光电耦合电路进行隔离。输 入电路的电源可由外部提供，有的也可由plc内部提供。输出接口电路接收主机的输出信息，并进行放大和隔离，经输出端子向输出部分 输出相应的控制信号，一般有三种。继电器输出型、晶体

22、管输出型和晶闸管输出型。 输出电路均采用电气隔离，电源由外部提供，输出电流一般为0.5a2a,电流的大小与 负载有关。（3） i/o扩展接口小型的plc输入输出接口都是与中央处理单元 cpu®造在一起的，为了满足被控 设备输入输出点数较多的要求，常需要扩展数字量输入输出模块；为了满足模拟量控 制的需要，常需要扩展模拟量输入输出模块，如a/d,d/a转换模块等；i/o扩展接口就是为连接各种扩展模块而设计的。（4）通信接口用于plc与计算机，plc,变频器和触摸屏等智能设备之间的连接，以实现plc与智能设备之间的数据传送。（5）编程器编程器的结构形式主要有两种。一种是plc专用编程器，由

23、手持式或台式等形式， 具有编辑程序所需的显示器，键盘及工作方式设置开关，编程器通过电缆与plc的中央处理单元cp5目连。编程器具备程序编辑，编译和程序存储管理等功能。一些手持式的小型plc编程器，本身无法独立工作，需和 plc的cpim起来后才能使用。另一 种pl阱程器是基于个人计算机系统的编程系统。在通用计算机系统中，配置plc的编程及监控软件，通过 rs232串行接口与plc的cpu®连。plc语言的编译软件已包 含在编程软件系统中。编程器的程序输入输出界面一般有两种形式。一种是图形编辑界面，另一种是享 符编辑界面。梯形图语言，功能图语言等直观的图形编辑语言程序，通过plc

24、74;程器的图形编辑界面定义。语句表语言编辑的程序，可直接用简易的字符型编程器编辑操 作，这种字符型编程器小巧实用，成本低。(6)电源电源部件将交流电源转换成供 plc的中央处理器，存储器等电子电路工作所需要 的直流电源，使plc能正常工作，plc内部电路使用的电源是整机的能源供给中心， 它的好坏直接影响plc的功能和可靠性，因此目前大部分plc均采用开关式稳压电源 供电，同时还向各种扩展模块提供 24v直流电源。(二)plc的软件系统plc由硬件系统组成，由软件系统支持，硬件和软件共同构成了plc系统。plc的软件系统可分为系统程序和用户程序两大部分。(1)系统程序系统程序是用来控制和完成

25、plc各种功能的程序，这些程序是由plc制造厂家用 相应cpu勺指令系统编写的，并固化到 row。它包括系统管理程序，用户指令解释 程序和供系统调用的标准程序模块等。系统管理程序主要功能是运行时序分配管理，存储空间分配管理和系统自检等；用户指令解释程序将用户编制的应用程序翻译成机器指令供cpm行；标准程序模块具有独立的功能，使系统只需调用输入，输出和特殊运算等程序模块即可完成相应的 具体工作。系统程序的改进可使 plc的性能在不改变硬件的情况下得到很大的改善，所以 plc制造厂商对此极为重视，不断地升级和完善产品的系统程序。(2)用户程序用户程序是用户根据工程现场的生产过程和工艺要求，使用可编

26、程序控制器生产厂家提供的专门编程语言而自行编制的应用程序。它包括开关量逻辑控制程序，模拟 量运算控制程序，闭环控制程序和工作站初始化程序等。开关量逻辑控制程序是plc用户程序中最重要的一部分，是将plc用于开关量逻 辑控制的软件，一般采用plc生产厂商提供的如梯形图，语句表等编程语言编制。模 拟量运算控制和闭环控制程序是大中型 plc系统的高级应用程序，通常采用plc厂商 提供的相应程序模块及主机的汇编语言或高级语言编制。工作站初始化程序是用户为plc系统网络进行数据交换和信息管理而编制的初化程序，在plc厂商提供的通信程序的基础上进行参数设定，一般采用高级语言实现。plc整个过程可分为5个阶

27、段：自诊断，通信处理，扫描输入，执行程序，刷新 输出。1）每次扫描用户程序之前，都先执行故障自诊断程序。自诊断内容为i/o部分,存储器，cpui?,若发现异常停机，则显示出错；若自诊断正常，则继续向下扫描。2） plc检查是否有与编程器，计算机等的通信请求，若有则进行相应处理，如接 收由编程器送来的程序，命令和各种数据，并把要显示的状态，数据，出错信息等发 送给编程器进行显示。3） plc的中央处理器对各个输入端进行扫描，将所有输入端的状态送到输入映像 寄存器。4）中央处理器（cpu»等逐条执行用户指令程序,即按程序要求对数据进行逻辑，算 术运算，再将正确的结果送到输出状态寄存器中。

28、5）当所有的指令执行完毕时，集中把输出映像寄存器的状态通过输出部件转换成 被控设备所能接受的电压或电流信号，以驱动被控设备。plc经过这5个阶段的工作过程，称为一个扫描周期，完成一个扫描周期后，又重 新执行上述过程，扫描周而复始地进行。本系统中选用的plc®号是fx2n-48mr4.2 基本电气元件选择4.2.1 各种限位开关限位开关主要用来控制机械手在运动过程中的停止时刻和停止位置。在多维机械手控制系统中，共用了 7个限位开关，即上升限位开关、下降限位开关、左旋限位开 关、右旋限位开关、抓紧限位开关以及上泡盘传送物品到位开关和机械手松开到位开 关。（1）上升限位开关。上升限位开关用

29、于控制机械手在整体上升时的位置。在机械工作平台上方的合适位置上安装好限位开关,然后当机械手上升到可以接触到上升限 位开关时，plc就控制机械手停止上升。(2)下降限位开关。下降限位开关用于控制机械手在整体下降时的位置。在机械 工作平台下方的合适位置上安装好限位开关，然后当机械手下降到可以接触到下降限 位开关时，plc就控制机械手停止下降。(3)左旋限位开关。左旋限位开关用于控制机械手手臂向左旋转时的定位。在机 械工作平台的合适位置上安装好限位开关， 然后当机械手手臂向左旋转接触到左旋限 位开关时，plc就控制机械手停止向左运动。(4)右旋限位开关。右旋限位开关用于控制机械手手臂向右旋转时的定位

30、。在机 械工作平台的合适位置上安装好限位开关， 然后当机械手手臂向右旋转接触到右旋限 位开关时，plc就控制机械手停止向右运动。(5)抓紧、松开限位开关。抓紧限位开关用于控制机械手手指在从传送带a上取物品时抓取物品的松紧程度。在机械手的合适位置上安装好限位开关，安装的根据是 既要保证物品能够被机械手抓牢，又不能被抓的太紧而损坏物品本身。当机械手手指 抓紧接触到抓紧限位开关时，plc就控制机械手手指停止动作。4.2.2 各种电磁阀在机械手控制系统中，根据机械手不同的动作，主要有上升电磁阀、下降电磁阀、 左旋电磁阀、右旋电磁阀、抓紧电磁阀、放开电磁阀。4.2.3 上泡盘电动机接触器上泡盘不需要时刻

31、连续的运转传送，并且它也不可能一直连续传送物品。它是根 据机械手的当前工作情况，由控制机械手的控制系统来一同控制上泡盘的工作与否， 该在什么时候停止、启动。因此，就必须要在上泡盘的电动机部分，安装一个可以控 制电动机是否运转的接触器，再通过 plc来控制接触器，最后达到控制目的。机械手控制系统硬件连接图如图 4.1所示：15上海工程技术大学毕业设计（论文）光源机械上泡机械手的 plc控制系统设计17图4.1机械手控制系统硬件连接图plc外部接线图如图4.2、4.3所示fxjirdsmrcom刈捂您x10如xu|xmxw 如3q4:口;l n * *为 回 x5 30 ml m3 jq5而园口阿

32、阿 *7输入及电 源端子输出端子yo y2 ”4 y6 yio yu yh y16 yjo y2j y24 向巨mj 疝对立苗|成时向4曲|向|0就丫15丫出而而曲南图4.2 fx2n-48mr接线端子图xoyoxiy1c0m1rlccomy4 24vcom2hl1hl2图4.3 plc原理接线图5上泡机械手控制系统的程序设计5.1 控制要求分析本设计采用plc实现机械手运动的自动控制，需要设置检测各步动作是否到位的 传感器，并确定从一个工步到下一个工步的转步条件。程序流程图如图5.1所示上海工程技术大学毕业设计（论文）光源机械上泡机械手的 plc控制系统设计图5.1流程图19开始* 机械手上

33、升机械手上升yj升到位？）>机械手臂左旋n /到位？）fl机械城下降<升到位心机械手右旋<右旋到位？机械手下降n /、-<t降到位？）。口奉至ij位？:一jzy-机械手放泡音上泡盘传送物品m /、y物品到位？）01泡到位?)y vjf1僖止？y停止系统结束上海工程技术大学毕业设计（论文）光源机械上泡机械手的 plc控制系统设计5.2 plc i/o 点分配该系统所使用的输入输出设备的i/o分配如表5.1所示:表5.1 plc的i/o分配表上升限位开关x2上升电磁阀y0下降限位开关x3下降电磁阀y1左旋限位开关x4左旋电磁阀y2右旋限位开关x5右旋电磁阀y3抓紧限位开关x

34、6抓紧电磁阀y4放开限位开关x7放开电磁阀y5物品到位限位开关x10上泡盘电机接触器y6启动按钮x0停止按钮x15.3 状态转移图根据控制系统流程图，设计的状态转移图如图5.2所示:停止起动v80吃图5.2状态转移图mli在该程序中，在按下启动按钮后，机械手从原位开始动作，上升至上限位，上限 位开关开始工作，左旋至左限位，左限位开关开始工作，下降至下限位，下限位开关开始工作，上泡盘传送电动机接触器开始运转，物品到位限位开关开始工作，机械手 执行抓紧动作，抓紧到位限位开关开始工作，上升至上限位，上限位开关开始工作， 右旋至右限位，右限位开关开始工作，下降至下限位，下限位开关开始工作，机械手 执行

35、松开动作，松开到位开关开始工作，如果有停止信号的输入则机械手完成本次循 环后回到原位，停止信号可以随时输入。如果没有停止信号输入则继续循环。5.4 梯形图根据以上流程图及状态转移图，编写出满足控制要求的程序梯形图，如图 5.3所 示：10011000t i h im80024-i iso xooo7 -istl |1 -h1316182123262831333«3ss20istljxq02s21istli-ix004-i i-s22istlix003i h$23istljix010-i卜s24_istl |x006s25-istl |x002i卜c m0-setso-sets20c

36、¥000-set$21c y002-sets22c y001-sets23c y006-fsets24c yoc4sets25c y000sets2gjj】；：3jjj：；s2s1stl |x006s27 1stl |x003 i iis28|stl |x007m0。y0g3sets27c y001£sgtsaec y005c soc s2qretend图5.3梯形图6仿真调试6.1 系统实际接线图实验室实际接线图如图6.1所示图6.1实验室接线图6.2 plc及机械手工作过程图及分析图6.2所示的是没有给机械手启动信号时，机械处于原位的状态。由于机械手在停止状态时需完成一次循环动作后在按照plc控制下回于原位状态所以，上限位和左限位是plc给机械手回原位状态所下的指令。图6.2机械手处于原位状态图6.3是在按下启动按钮后，机械手根据plc所给的下移指令开始下移当达到下 移下限位时，下限位灯亮起，机械手跟据 plc控制进行下一动作。图6.3启动后机械手下移到下限位图6.