机电系毕业论文

1、摘 要本文主要介绍了工业机器人的概念，机械手的组成和分类，机械手的自由度和坐标形式，液压技术的特点，PLC控制的特点及国内外的发展状况。利用可编程序控制器对机械手进行控制，选取了合适的PLC型号，根据机械手的工作流程制订了可编程序控制器的控制方案，画出了机械手的液压控制系统和PLC控制时序图、梯形图及其指令语句等关键词：工业机器人，机械手，液压传动，可编程序控制器（PLC）目录摘 要I第一章 概 述11.1工业机械手的概述11.2国内外的发展状况41.3工业机械手的组成和分类7工业机械手的组成7工业机械手的分类9第二章 机械手的设计122.1设计任务122.2设计要求122.3机械手的工作过程

2、14第三章 机械手的液压控制系统153.1液压传动系统的工作原理及组成15液压传动系统的工作原理15液压传动系统的组成163.2液压传动系统的优点183.3液压机械手液压元件列表193.4液压机械手液压系统图203.5液压机械手液压系统电磁铁动作顺序表213.6液压机械手液压系统的工作原理22手臂回转22手臂上下22手臂伸缩23手指松夹24系统特点24第四章 机械手的PLC控制254.1 PLC的型号选择及工作过程254.1.1 PLC的型号选择254.1.2 PLC的型号选择254.2西门子机型PLC机械手流程图274.3西门子机型PLC机械手控制I/O分配表284.4西门子机型PLC机械手

3、控制I/O配线图314.5西门子机型PLC机械手控制的梯形图32结 论36致 谢38参考文献39第一章 概 述1.1工业机械手的概述机械手是非产业界的重要生产和服务性设备，也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备。机械手是模仿着人手的部分动作，按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运或操作的自动机械装置。在工业生产中应用的机械手被称为“工业机械手”。生产中应用机械手可以提高生产的自动化水平。工业机械手由操作机(机械本体)、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成，是一种仿人操作，自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。因此又称为工业机器人。特别适合于多品种、变批

4、量的柔性生产。它对稳定、提高产品质量，提高生产效率，改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术，是当代研究十分活跃，应用日益广泛的领域。机器人应用情况，是一个国家工业自动化水平的重要标志。机器人并不是在简单意义上代替人工的劳动，而是综合了人的特长和机器特长的一种拟人的电子机械装置，既有人对环境状态的快速反应和分析判断能力，又有机器可长时间持续工作、精确度高、抗恶劣环境的能力，从某种意义上说它也是机器的进化过程产物，它可以减轻劳动强度、保证产品质量、实现安全生产；尤其在高温、高压、低温、低

5、压、粉尘、易爆、有毒气体和放射性等恶劣的环境中，它代替人进行正常的工作，意义更为重大。因此，在机械加工、冲压、铸、锻、焊接、热处理、电镀、喷漆、装配以及轻工业、交通运输业等方面得到越来越广泛的引用。机械手的结构形式开始比较简单，专用性较强，仅为某台机床的上下料装置，是附属于该机床的专用机械手。随着工业技术的发展，制成了能够独立的按程序控制实现重复操作，适用范围比较广的“程序控制通用机械手”，简称通用机械手。由于通用机械手能很快的改变工作程序，适应性较强，所以它在不断变换生产品种的中小批量生产中获得广泛的引用。工业机械手是在机械化，自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。在现代生产过程中，机械手

6、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新技术邻域内，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量大的特点，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。例如：(1) 机床加工工件的装卸，特别是在自动化车床、组合机床上使用较为普遍。(2) 在装配作业中应用广泛，在电子行业中它可以用来装配印制电路板，在机械行业中它可以用来组装零部件。(3) 可在劳动条件差，单调重复易于疲劳的工作环境中工作，以代替人的

7、劳动。(4）可在危险场合下工作，如军工品的装卸、危险品及有害物的搬运等。(5）宇宙及海洋的开发。(6) 军事工程及生物医学方面的研究和试验。1.2国内外的发展状况国外机器人领域发展近几年有如下几个趋势:(1)工业机器人性能不断提高(高速度、高精度、高可靠性、便于操作和维修)，而单机价格不断下降，平均单机价格从91年的10.3万美元降至97年的65万美元。(2)机械结构向模块化、可重构化发展。例如关节模块中的伺服电机、减速机、检测系统三位一体化：由关节模块、连杆模块用重组方式构造机器人整机；国外已有模块化装配机器人产品问世。(3)工业机器人控制系统向基于PLC机的开放型控制器方向发展，便于标准化

8、、网络化；器件集成度提高，控制柜日见小巧，且采用模块化结构大大提高了系统的可靠性、易操作性和可维修性。(4)机器人中的传感器作用日益重要，除采用传统的位置、速度、加速度等传感器外，装配、焊接机器人还应用了视觉、力觉等传感器，而遥控机器人则采用视觉、声觉、力觉、触觉等多传感器的融合技术来进行环境建模及决策控制；多传感器融合配置技术在产品化系统中已有成熟应用。(5)虚拟现实技术在机器人中的作用已从仿真、预演发展到用于过程控制，如使遥控机器人操作者产生置身于远端作业环境中的感觉来操纵机器人。(6)当代遥控机器人系统的发展特点不是追求全自治系统，而是致力于操作者与机器人的人机交互控制，即遥控加局部自主

9、系统构成完整的监控遥控操作系统，使智能机器人走出实验室进入实用化阶段。美国发射到火星上的“索杰纳”机器人就是这种系统成功应用的最著名实例。(7)机器人化机械开始兴起。从94年美国开发出“虚拟轴机床”以来，这种新型装置已成为国际研究的热点之一，纷纷探索开拓其实际应用的领域。我国的工业机器人从80年代“七五”科技攻关开始起步，在国家的支持下，通过“七五”、“八五”科技攻关，目前己基本掌握了机器人操作机的设计制造技术、控制系统硬件和软件设计技术、运动学和轨迹规划技术，生产了部分机器人关键元器件，开发出喷漆、弧焊、点焊、装配、搬运等机器人；其中有130多台套喷漆机器人在二十余家企业的近30条自动喷漆生

10、产线(站)上获得规模应用，弧焊机器人己应用在汽车制造厂的焊装线上。但总的来看，我国的工业机器人技术及其工程应用的水平和国外比还有一定的距离，如：可靠性低于国外产品：机器人应用工程起步较晚，应用领域窄，生产线系统技术与国外比有差距；在应用规模上，我国己安装的国产工业机器人约200台，约占全球已安装台数的万分之四。以上原因主要是没有形成机器人产业，当前我国的机器人生产都是应用户的要求，“一客户，一次重新设计”，品种规格多、批量小、零部件通用化程度低、供货周期长、成本也不低，而且质量、可靠性不稳定。因此迫切需要解决产业化前期的关键技术，对产品进行全面规划，搞好系列化、通用化、模块化设计，积极推进产业

11、化进程。我国的智能机器人和特种机器人在“863”计划的支持下，也取得了不少成果。其中最为突出的是水下机器人，6000m水下无缆机器人的成果居世界领先水平，还开发出直接遥控机器人、双臂协调控制机器人、爬壁机器人、管道机器人等机种:在机器人视觉、力觉、触觉、声觉等基础技术的开发应用上开展了不少工作，有了一定的发展基础。但是在多传感器信息融合控制技术、遥控加局部自主系统遥控机器人、智能装配机器人、机器人化机械等的开发应用方面则刚刚起步，与国外先进水平差距较大，需要在原有成绩的基础上，有重点地系统攻关，才能形成系统配套可供实用的技术和产品，以期在“十五”后期立于世界先进行列之中。1.3工业机械手的组成

12、和分类工业机械手的组成机械手主要由执行机构、驱动系统、控制系统以及检测装置等组成。.1执行机构它是一种具有和人手相似动作功能，可在空间抓取、搬运物体或执行其他操作动作的机械装置，通常由手部（又称抓取器和夹持器）、手腕、手臂和立柱（或称机座）等部件，有的还增设行走机构。1、手部即与物件接触的部件。由于与物件接触的形式不同，可分为夹持式和吸附式手在本课题中我们采用夹持式手部结构。夹持式手部由手指(或手爪)和传力机构所构成。手指是与物件直接接触的构件，常用的手指运动形式有回转型和平移型。回转型手指结构简单，制造容易，故应用较广泛。平移型应用较少，其原因是结构比较复杂，但平移型手指夹持圆形零件时，工件

13、直径变化不影响其轴心的位置，因此适宜夹持直径变化范围大的工件。手指结构取决于被抓取物件的表面形状、被抓部位(是外廓或是内孔)和物件的重量及尺寸。常用的指形有平面的、V形面的和曲面的:手指有外夹式和内撑式;指数有双指式、多指式和双手双指式等。而传力机构则通过手指产生夹紧力来完成夹放物件的任务。传力机构型式较多时常用的有:滑槽杠杆式、连杆杠杆式、斜面杠杆式、齿轮齿条式、丝杠螺母弹簧式和重力式等。2、手腕是连接手部和手臂的部件，并可用来调整被抓取物件的方位(即位姿)。3、手臂手臂是支承被抓物件、手部、手腕的重要部件。手臂的作用是带动手指去抓取物件，并按预定要求将其搬运到指定的位置。工业机械手的手臂通

14、常由驱动手臂运动的部件(如油缸、气缸、齿轮齿条机构、连杆机构、螺旋机构和凸轮机构等)与驱动源(如液压、气压或电机等)相配合，以实现手臂的各种运动。4、立柱立柱是支承手臂的部件，立柱也可以是手臂的一部分，手臂的回转运动和升降(或俯仰)运动均与立柱有密切的联系。机械手的立主因工作需要，有时也可作横向移动，即称为可移式立柱。5、行走机构当工业机械手需要完成较远距离的操作，或扩大使用范围时，可在机座上安行走机构，可分装滚轮、轨道等行走机构，以实现工业机械手的整机运动。滚轮式分为有轨的和无轨的两种。驱动滚轮运动则应另外增设机械传动装置。6、机座机座是机械手的基础部分，机械手执行机构的各部件和驱动系统均安

15、装于机座上，故起支撑和连接的作用。.2驱动系统驱动系统是驱动工业机械手执行机构运动的动力装置、传动装置、调节装置和辅助装置。它是整个机械手的动力源，常用的驱动系统有液压传动、 气压传动的高性能电机传动等。.3控制系统控制系统是支配着工业机械手按规定的要求运动的系统。目前工业机械手的控制系统一般由程序控制系统和电气定位(或机械挡块定位)系统组成。控制系统有电气控制和射流控制两种。它支配着机械手按规定的程序运动，并记忆人们给予机械手的指令信息(如动作顺序、运动轨迹、运动速度及时间)，同时按其控制系统的信息对执行机构发出指令，必要时可对机械手的动作进行监视，当动作有错误或发生故障时即发出报警信号。.

16、4检测装置检测系统通过各种检测器、传感器，检测执行系统的运动情况，并将测量值与设定值进行比较，作出相应调整，以确保机器人正常工作。工业机械手的分类工业机械手的种类很多，关于分类的问题，目前在国内尚无统一的分类标准，在此暂按使用范围、驱动方式和控制系统等进行分类。.1按用途分机械手可分为专用机械手和通用机械手两种：1、 专用机械手它是附属于主机的、具有固定程序而无独立控制系统的机械装置。专用机械手具有动作少、工作对象单一、结构简单、使用可靠和造价低等特点，适用于大批量的自动化生产的自动换刀机械手，如自动机床、自动线的上、下料机械手和“加工中心”。2、 通用机械手是一种具有独立控制系统的、程序可变

17、的、动作灵活多样的机械手。在性能范围内，其动作程序是可变的，通过调整可在不同场合使用，驱动系统和控制系统是独立的。通用机械手的工作范围大、定位精度高、通用性强，适用于不断变换生产品种的中小批量自动化的生产。通用机械手按其控制定位的方式不同可分为简易型和伺服型两种:简易型以“开一关”式控制定位，只能是点位控制；伺服型具有伺服系统定位控制系统，可以是点位的，也可以实现连续轨控制，一般的伺服型通用机械手属于数控类型。.2按驱动方式分机械手分为液压传动传动机械手、气压传动机械手、机械传动机械手和电力传动机械手四种。1、液压传动机械手是以液压的压力来驱动执行机构运动的机械手。其主要特点是:抓重可达几百公

18、斤以上、传动平稳、结构紧凑、动作灵敏。但对密封装置要求严格，不然油的泄漏对机械手的工作性能有很大的影响，且不宜在高温、低温下工作。若机械手采用电液伺服驱动系统，可实现连续轨迹控制，使机械手的通用性扩大，但是电液伺服阀的制造精度高，油液过滤要求严格，成本高。2、 气压传动机械手是以压缩空气的压力来驱动执行机构运动的机械手。其主要特点是:介质资源极为方便，输出力小，气动动作迅速，结构简单，成本低。但是，由于空气具有可压缩的特性，工作速度的稳定性较差，冲击大，而且气源压力较低，抓重一般在30公斤以下，在同样抓重条件下它比液压机械手的结构大，所以适用于高速、轻载、高温和粉尘大的环境中进行工作。3、 机

19、械传动机械手即由机械传动机构(如凸轮、连杆、齿轮和齿条、间歇机构等)驱动的机械手。它是一种附属于工作主机的专用机械手，其动力是由工作机械传递的。它的主要特点是运动准确可靠，用于工作主机的上、下料。动作频率大，但结构较大，动作程序不可变。4、电力传动机械手即有特殊结构的感应电动机、直线电机或功率步进电机直接驱动执行机构运动的机械手，因为不需要中间的转换机构，故机械结构简单。其中直线电机机械手的运动速度快和行程长，维护和使用方便。此类机械手目前还不多，但有发展前途。.3按控制方式分机械手分为点位控制和连续轨迹控制两种。1、点位控制它的运动为空间点到点之间的移动，只能控制运动过程中几个点的位置，不能

20、控制其运动轨迹。若欲控制的点数多，则必然增加电气控制系统的复杂性。目前使用的专用和通用工业机械手均属于此类。2、连续轨迹控制它的运动轨迹为空间的任意连续曲线，其特点是设定点为无限的，整个移动过程处于控制之下，可以实现平稳和准确的运动，并且使用范围广，但电气控制系统复杂。这类工业机械手一般采用小型计算机进行控制。第二章 机械手的设计2.1设计任务机械手的控制设计，利用PLC及液压系统控制机械手，如图2.1所示：图2.1 机械手工作原理图2.2设计要求1、在传输带A端部，安装了光电开关PS，用以检测物品的到来。当光电开关检测到物品时为ON状态。2、机械手在原位时，按下起动按钮，系统起动，传送带A运

21、转。当光电开关检测到物品后，传送带A停。3、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上搬到传送带B(连续运转）上。4、机械手返回原位后，自动再起动传送带A运转，进行下一个循环。5、按下停止按钮后，应等到整个循环完成后，才能使机械手返回原位，停止工作。6、机械手的上升下降和左移右移的执行结构均采用双线圈的二位电磁阀驱动液压装置实现，每个线圈完成一个动作。7、抓紧放松由单线圈二位电磁阀驱动液压装置完成，线圈通电时执行抓紧动作，线圈断电时执行放松动作。8、机械手的上升、下降、左移、右移动作均由极限开关控制。9、抓紧动作由压力继电器控制，当抓紧时，压力继电器动合触点闭合。放松动作为时间

22、控制（设为2s）。2.3机械手的工作过程机械手的工作过程如图2.2所示，每次动作循环均从原位开始。2.2 工作顺序图第三章 机械手的液压控制系统3.1液压传动系统的工作原理及组成液压传动系统的工作原理工作原理：以油液为工作介质，依靠密封容积的变化传递运动，依靠油液内部的压力传递动力。如图3.1所示，为液压千斤顶的工作原理图。大缸体3和大活塞4组成升举缸。杠杆手柄6、小缸体8、活塞7、单向阀5和9组成手动液压泵。活塞和缸体之间保持良好的配合关系，又能实现可靠地密封。当抬起手柄6，使小活塞7向上移动，活塞下腔密封容积增大形成局部真空时，单向伐9打开，油箱中的油在大气压力的作用下通过吸油管进入活塞下

23、腔，完成一次吸油动作。当用力压下手柄时，活塞7下移，其下腔密封容积减小，油压升高，单向阀9关闭，单向阀5打开，油液进入举升缸下腔，驱动活塞4使重物G上升一段距离，完成一次回油动作。反复的抬、压手柄，就能使油液不断地被压入举升缸，使重物不断升高,达到起重的目的。如将放油伐2旋转90，活塞4可以在自重和外力的作用下实现回程。这就是液压千斤顶的工作过程。图3.1液压千斤顶的工作原理液压传动系统的组成液压传动系统主要由以下几部分组成。（1）能源装置 把机械能转换成流体的压力能的装置，一般最常见的是液压泵。（2）执行装置 把流体的压力能转换成机械能的装置，一般指作直线运动的液压缸、作回转运动的液压马达等

24、。（3）控制调节装置 对液压系统中流体的压力、流量和流动方向进行控制和调节装置。如溢流阀、节流阀、换向阀等。这些元件的不同组合组成了能完成不同功能的液压系统。（4）辅助装置 指除以上三种以外的其他装置，如油箱、过滤器、储能器、压力表等，它们对保证液压系统可靠和稳定地工作有重大作用。（5）传动介质 传递能量的流体，即液压油。3.2液压传动系统的优点（1）液压传动可在运行过程中进行无极调速，调速方便且调速范围大；（2）在相同功率的情况下，液压传动装置的体积小、质量小、结构紧凑；（3）液压传动工作比较平稳、反应快、换向冲击小，能快速启动、制动和频繁换向；（4）液压传动的控制调节简单，操作方便、省力，

25、易实现自动化，与电器控制结合，更易实现各种复杂的自动控制；（5）液压传动易实现过载保护，油压元件能够自行润滑，故使用寿命较长；（6）由于液压元件已实现了系列化、标准化和通用化，故安装、调试和使用都比较方便。3.3液压机械手液压元件列表表3.1液压元件列表编号元件编号元件1过滤器13电磁换向阀2液压泵14单向节流阀3溢流阀15单向节流阀4单向阀16精过滤器5压力继电器KP17减压阀6蓄能器18单向阀7电磁换向阀19电磁换向阀8电磁换向阀20伸缩缸9单向节流阀21升降缸10单向阀22回转缸11单向节流阀23夹紧缸12单向顺序阀3.4液压机械手液压系统图图3.2机械手液压控制系统图3.5液压机械手液

26、压系统电磁铁动作顺序表表3.2 电磁铁动作顺序表动作电磁铁KP1YA2YA3YA4YA5YA6YA7YA前伸下降夹紧上升右移放松缩回左移注：“+”表示电磁铁通电、压力继电器动作；“-”表示电磁铁断电、压力继电器复位3.6液压机械手液压系统的工作原理手臂回转单向节流阀14、15的作用：调节手臂转动速度的快慢。.1手臂左移当电磁铁5YA断电、6YA通电，换向阀13右位接入系统，手臂在齿条液压缸22驱动下顺时针转动（即手臂左移），其油路为：进油路：过滤器1液压泵2蓄能器6+单向阀4换向阀13右位阀15的单向阀液压缸22右腔；出油路：液压缸22左腔阀14的节流阀换向阀13右位油箱。.2手臂右移当电磁铁

27、5YA通电、6YA断电，换向阀13左位接入系统，手臂在齿条液压缸22驱动下逆时针转动（即手臂右移），其油路为：进油路：过滤器1液压泵2蓄能器6+单向阀4换向阀13左位阀14的单向阀液压缸22左腔；出油路：液压缸22右腔阀15的节流阀换向阀13左位油箱。手臂上下手臂升降速度由单向节流阀9、11调节；单向顺序阀12（即平衡阀）使液压缸下腔保持一定背压，以便与重力负载相平衡，而避免手臂在下行中因自重而超速下滑；单向阀10在手臂快速向下运动时，可起到补充油液的作用（即真空吸油原理）。.1手臂上升当电磁铁3YA断电、4YA通电，换向阀8右位接入系统，手臂在液压缸21的驱动下向上运动（即手臂上升），其油路

28、为：进油路：过滤器1液压泵2蓄能器6+单向阀4换向阀8右位阀11的单向阀阀12的单向阀液压缸21下腔；出油路：液压缸21上腔阀9的节流阀换向阀8右位油箱。.2手臂下降当电磁铁3YA通电、4YA断电，换向阀8左位接入系统，手臂在液压缸21的驱动下向下运动（即手臂下降），其油路为：进油路：过滤器1液压泵2蓄能器6+单向阀4换向阀8左位阀9的单向阀液压缸21上腔；出油路：液压缸21下腔阀12的顺序阀阀11的节流阀换向阀8左位油箱。手臂伸缩.1手臂伸出当电磁铁1YA断电、2YA通电，换向阀7右位接入系统，手臂在液压缸20的驱动下快速伸出，其油路为：进油路：过滤器1液压泵2蓄能器6+单向阀4换向阀7右位

29、液压缸20右腔；出油路：液压缸20左腔换向阀7右位油箱。.2手臂缩回当电磁铁1YA通电、2YA断电，换向阀7左位接入系统，手臂在液压缸20的驱动下快速缩回，其油路为：进油路: 过滤器1液压泵2蓄能器6+单向阀4换向阀7左位液压缸20左腔；出油路：液压缸20右腔换向阀7左位油箱。手指松夹.1手指松开当电磁铁7YA未通电，换向阀19处于左位，手指在弹簧力的作用下处于放松状态，其油路为：回油路：液压缸23右腔换向阀19左位油箱。.2手指夹紧当电磁铁7YA通电，换向阀19右位接入系统，在液压缸23的驱动下，手指夹紧，其油路为：进油路：过滤器1液压泵2蓄能器6+单向阀4精过滤器16减压阀17单向阀18换

30、向阀19右位液压缸23右腔；系统特点1、蓄能器6可与液压泵2共同向各液压缸供油。从而起到增速作用。此外蓄能器6还能吸收液压冲击能量，使系统工作稳定可靠。2、减压阀17保证了手指油路有较系统低的稳定压力，使手指的动作更灵活可靠。3、单向阀18可保证手指的运动不会因手臂快速运动而失控。4、电磁换向阀、压力继电器容易与电器控制系统结合，使液压缸的动作程序调整控制方便。第四章 机械手的PLC控制4.1 PLC的型号选择及工作过程 PLC的型号选择目前，国际上生产可编程序控制器的厂家很多，如日本三菱公司的FX系列PLC,德国西门子公司的SIMATIC N5系列、日本OMRON(立石)公司的C型、P型PL

31、C等。考虑到本机械手的输入输出点不多，工作流程较简单，同时考虑到制造成本，因此在本次设计中选择了OMRON公司的C40P型可编程序控制器。 PLC的型号选择可编程序控制器是通过执行用户程序来完成各种不同控制任务的。为此采用了循环扫描的工作方式。具体的工作过程可分为4个阶段。第一阶段是初始化处理阶段。可编程序控制器的输入端子不是直接与主机相连，CPU对输入输出状态的询问是针对输入输出状态暂存器而言的。输入输出状态暂存器也称为I/0状态表。该表是一个专门存放输入输出状态信息的存储区。其中存放输入状态信息的存储器叫输入状态暂存器；存放输出状态信息的存储器叫输出状态暂存器。开机时，CPU首先使I/0状

32、态表清零，然后进行自诊断。当确认其硬件工作正常后，进入下一阶段。第二阶段是处理输入信号阶段。在处理输入信号阶段，CPU对输入状态进行扫描，将获得的各个输入端子的状态信息送到I/0状态表中存放。在同一扫描周期内，各个输入点的状态在I/0状态表中一直保持不变，不会受到各个输入端子信号变化的影响，因此不能造成运算结果混乱，保证了本周期内用户程序的正确执行。第三阶段是程序处理阶段。当输入状态信息全部进入I/0状态表后，CPU工作进入到第三个阶段。在这个阶段中，可编程序控制器对用户程序进行依次扫描，并根据各I/0状态和有关指令进行运算和处理，最后将结果写入I/0状态表的输出状态暂存器中。第四阶段是输出处

33、理阶段。该阶段CPU对用户程序已扫描处理完毕，并将运算结果写入到I/0状态表状态暂存器中。此时将输入信号从输出状态暂存器中取出，送到输出锁存电路，驱动输出继电器线圈，控制被控设备进行各种相应的动作。然后，CPU又返回执行下一个循环的扫描周期。4.2西门子机型PLC机械手流程图图4.1 机械手流程图4.3西门子机型PLC机械手控制I/O分配表为便于控制系统调试和维护，控制系统应有手动功能和显示功能。当手动/自动转换开关置于“手动”位置时，按下相应的手动操作按钮，可实现上升、下降、左移、右移、前伸、缩回、夹紧、放松的手动控制，同时“手动”指示灯亮。当机械手处于原位时，将手动/自动转换开关置于“自动

34、”位置时，“自动”指示灯亮，进入自动工作状态，手动按钮无效。将机械手的原位定为左位、高位、放松状态。动作过程中，上升、下降、左移、右移、前伸、缩回、夹紧及状态指示为输出信号。放松和夹紧公用一个线圈，线圈得电时夹紧，失电时放松，故放松不作为单独的输出信号。机械手的位置检测用行程开关，有无工件检测用光电开关来实现。手动操作按钮也是输入信号。工件的夹紧与放松采用延时来实现，表4.1为I/O分配表。器件名称点号启动I0.0下限I0.1上限I0.2右限I0.3左限I0.4无工件检测I0.5停止I0.6手动I0.7单步I1.0但周期I1.1连续I1.2下降I1.3上升I1.4右移I1.5左移I2.0夹紧I2.1放松I2.2复位I2.3夹紧、放松Q0.1上升Q0.2右移Q0.3左移Q0.4原位显示Q0.5下降Q0.0表4.1 机械手控制I/O分配表4.4西门子机型PLC机械手控制I/O配线图从以上分析可知，该系统有17个输入信号，9个输出信号，输入全部采用动合触点。系统I/O配线图如图4.2图4.2 机械手控制I/O配线图4.