机械手动作的模拟要点

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机械手模拟仿真实验文档

机械手模拟仿真实验文档实验简介问题描述：应用仿真技术，建立一个具有四自由度的（虚拟）机械手，可完成在任意给定的两个三维空间点之间画一条直线的任务解决方案：首先使用VRML语言建模机械手模型，再使用Matlab中的Simulink仿真环境模拟机械手四个关节的运动状态，然后在此基础之上编写Matlab程序完成所需功能。

重点难点：如何建立世界坐标系，并得到每个坐标点与四个关节旋转角度的对应关系？如何计算机械手臂沿两点直线移动过程中四个关节的运动姿态(即旋转角度)？一、机械手建模为了实现对机械手的仿真实现，我们首先建立一个模拟四个关节（四个自由度）可运动的机械手，效果如下图1.1所示。

图 1.1 四个自由度的机械手模型该机械手的模型分为底座，四个关节以及顶端的画笔，我们重点来弄清楚四个关节的运动情况，地下的红色小立方体可以在水平面的方向左右(即顺时针或逆时针)旋转正负90度，其余的三个颜色分别标记为绿色、蓝色和灰色的三个立方体，它们可以绕着各自的底平面心前后旋转运动，其运动幅度均为正负90度。

建立机械手模型时，采用了MA TLAB支持的虚拟现实建模语言VRML。

1.1 虚拟现实建模语言VRMLVRML（Virtual Reality Modeling Language）即虚拟现实建模语言，是一种用于建立真实世界的场景模型或者人们虚构的三维世界的场景建模语言，是一种面向Web面向对象的三维造型语言，其实质为一种解释性语言，常用的编辑环境有VrmlPad，VRML文件的后缀名为.wrl, 使用浏览器浏览时需要相应插件的支持，可下载cortona3d.msi安装即可由于VRML在互联网和可视化的广泛应用，Matlab对于虚拟现实也进行了有力的支持，Matlab提供了Simulink接口和Matlab接口来与虚拟现实进行交互，相应的详细说明文档请查看Matlab帮助文档中的Virtual Reality Toolbox内容。

机械手的模拟控制

PLC课程设计机械手的模拟控制组员：高真齐侯毛威学号：13150204271315020423指导教师：徐承韬2016年5月27日引言在现今的生活上,科技日新月益的进展之下,机械人手臂与有人类的手臂最大区别就在于灵活度与耐力度。

也就是机械手的最大优势可以重复的做同一动作在机械正常情况下永远也不会觉得累！机械手臂的应用也将会越来越广泛,机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动生产设备，作业的准确性和环境中完成作业的能力。

工业机械手机器人的一个重要分支。

可编程逻辑控制器，即PLC，是一种采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。

而本次设计，就是利用可编程逻辑控制器设计机械手的动作模拟控制。

关键词：机械手PLC 可编程逻辑控制器目录PLC课程设计 (1)引言 (2)一：设计任务书 (5)1.1 控制要求 (5)1.2设计要求 (5)二：硬件电路设计和描述 (6)2.1. I/O分配 (6)2.2 PLC外围接线图 (7)三：软件设计流程及描述 (8)3.1 流程图 (8)3.2 功能图 (9)3.3 工作方式 (9)四：PLC控制程序 (10)4.1 梯形图 (10)4.2 梯形图说明 (14)4.3 I/O 分配表 (15)五．设计心得 (16)参考文献 (18)一：设计任务书1.1 控制要求按起动后，传送带A运行直到按一下光电开关才停止，同时机械手下降。

下降到位后机械手夹紧物体，2s后开始上升，而机械手保持夹紧。

上升到位左转，左转到位下降，下降到位机械手松开，2s后机械手上升。

上升到位后，传送带B 开始运行，同时机械手右转，右转到位，传送带B停止，此时传送带A运行直到按一下光电开关才停止……循环1.2设计要求1) 根据控制要求，进行机械手的模拟控制硬件电路设计，包括主电路、控制电路及PLC硬件配置电路。

机械手动作的模拟沈阳理工

1概述机械手是工业自动化领域中经常遇到的一种控制对象。

近年来随着工业自动化的发展机械手逐渐成为一门新兴学科，并得到了较快的发展。

机械手广泛地应用与锻压、冲压、锻造、焊接、装配、机加、喷漆、热处理等各个行业。

特别是在笨重、高温、有毒、危险、放射性、多粉尘等恶劣的劳动环境中，机械手由于其显著的优点而受到特别重视。

总之，机械手是提高劳动生产率，改善劳动条件，减轻工人劳动强度和实现工业生产自动化的一个重要手段。

国内外都十分重视它的应用和发展。

MCGS是一套用于快速构造和生成计算机监控系统的组态软件，它能够在基于Microsoft的各种32位Windows平台上运行，通过对现场数据的采集处理，以动画显示、报警处理、流程控制和报表输出等多种方式向用户提供解决实际工程问题的方案，在自动化领域中有着广泛的应用。

本设计通过MCGS组态软件对机械手进行监控，将机械手的动作过程进行了动画显示，使机械手的动作过程更加形象化。

可编程序控制器(PLC)是专为在工业环境下应用而设计的实时工业控制装置。

随着微电子技术、自动控制技术和计算机通信技术的飞速发展，PLC在硬件配置、软件编程、通讯联网功能以及模拟量控制等方面均取得了长足的进步，已经成为工厂自动化的标准配置之一。

初期的PLC主要在以开关量居多的电气顺序控制系统中使用，但在20世纪90年代后，PLC也被广泛地在流程工业自动化系统中使用，一直到现在的现场总线控制系统，PLC更是其中的主角，起应用面越来越广。

PLC的主要应用范围通常可分成以下几种：1.中小型电气控制系统。

2.制造业自动化。

3.运动控制。

4.流程工业自动化。

2硬件设计2.1 控制要求图中为一个将工件由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。

机械手动作模拟实训报告

一、实训背景随着工业自动化技术的不断发展，机械手作为一种重要的自动化设备，广泛应用于工业生产、物流搬运、医疗康复等领域。

为了提高学生对机械手动作原理及控制方法的理解，本次实训选择了机械手动作模拟作为实训内容，旨在通过模拟实验，让学生掌握机械手的运动规律、编程方法以及控制策略。

二、实训目的1. 理解机械手的基本结构、工作原理及运动规律。

2. 掌握机械手的编程方法，能够根据实际需求设计机械手的动作程序。

3. 熟悉机械手控制系统的调试与优化方法。

4. 培养学生动手实践能力和团队合作精神。

三、实训内容1. 机械手基本结构及工作原理本实训所采用的机械手为气动机械手，主要由气缸、气动阀、气管、连接件、机械臂等组成。

气缸作为动力源，通过气动阀控制气缸的伸缩，实现机械臂的弯曲和伸展。

机械臂的运动轨迹可通过编程进行控制，完成搬运、装配、焊接等操作。

2. 机械手编程本实训所采用的编程软件为PLC编程软件，通过编写梯形图或指令语句实现对机械手的控制。

编程步骤如下：（1）根据实际需求，确定机械手的运动轨迹和动作顺序。

（2）在PLC编程软件中，绘制梯形图或编写指令语句，实现机械手的动作控制。

（3）对编程程序进行调试，确保机械手按照预定动作运行。

3. 机械手控制系统的调试与优化在机械手动作模拟过程中，可能存在以下问题：（1）机械手运动轨迹不准确。

（2）机械手动作速度不稳定。

（3）机械手动作存在抖动现象。

针对以上问题，可通过以下方法进行调试与优化：（1）调整机械臂的连接件，确保运动轨迹准确。

（2）调整气缸的气压，使机械手动作速度稳定。

（3）调整机械臂的支撑结构，减少动作过程中的抖动。

四、实训过程1. 准备工作（1）安装机械手及气动设备。

（2）连接气管、气管接头等。

（3）安装PLC编程软件。

2. 编程（1）根据实际需求，确定机械手的运动轨迹和动作顺序。

（2）在PLC编程软件中，绘制梯形图或编写指令语句，实现机械手的动作控制。

（3）对编程程序进行调试，确保机械手按照预定动作运行。

机械手运动仿真实验报告

机械手运动仿真实验报告机械手结构组成（简图）①①为机械手底座②为机械臂1③为机械臂2④为机械臂3a、b、c为转动副，机械臂实现3自由度运动二、机械手运动学方程推导绘图框及转动副夹角：绘图框大小为400X400转动副a： anglea转动副b: angleb转动副c： anglec机械手运动范围：机械臂1长度50,机械臂2长度100,机械臂3长度50。

三个关节可实现360度旋转。

故机械臂运动范围为以半径为200的圆内。

机械手底座:X： (150,200)Y： (250,200)机械臂1：X1：(200,200)Y1：((200+ 50 * cos(anglea*3.1415926/180)),(200-50 * sin(anglea*3.1415926/180)))机械臂2：X2：((200+ 50 * cos(anglea*3.1415926/180)),(200-50* sin(anglea*3.1415926/180)))Y2：((200 + 50 * cos(anglea*3.1415926/180)+100 * cos(angleb*3.1415926/180)), (200 - 50 * sin (anglea*3.1415926/180)-100* sin(angleb*3.1415926/180)))机械臂3：X3：((200 + 50 * cos(anglea*3.1415926/180)+100 * cos(angleb*3.1415926/180)), (200 - 50 * sin (angLea*3.1415926/180)-100* sin(angleb*3.1415926/180)))Y3：( (200 + 50 * cos(anglea*3.1415926/180)+100 * cos(angleb*3.1415926/180)+50 * cos(anglec *3.1415926/180)), (200 - 50 * sin(anglea*3.1415926/180)-100* sin(angleb*3.1415926/180)-50 * sin(anglec*3.1415926/180)))三、机械手运动仿真程序编写(关键函数代码)pWnd->Invalidate(); pWnd->UpdateWindow() ;pDC->Rectangle(0,0,400,400);DrawRobotBase();DrawRobotMemberBar1(m_fanglea);DrawRobotMemberBar2(m_fanglea, m_fangleb);DrawRobotMemberBar3(m_fanglea, m_fangleb, m_fanglec);// 绘制底座及其颜色代码void CDrawRobotDlg::DrawRobotBase() {CPen SuiyiPen;SuiyiPen.CreatePen(PS_SOLID,Wide,RGB(hong, lv, lan));CPen *oldPen;oldPen = pDC->SelectObject(&SuiyiPen);pDC->MoveTo(150,200);pDC->LineTo(250,200);pDC->SelectObject(oldPen);DeleteObject(SuiyiPen) ;}// 绘制杆1void CDrawRobotDlg::DrawRobotMemberBar1(float anglea){pDC->MoveTo(200,200);pDC->LineTo(int(200+ 50 * cos(anglea*3.1415926/180)),int(200-50 * sin(anglea*3.1415926/180)));}// 绘制杆2void CDrawRobotDlg::DrawRobotMemberBar2(float anglea,float angleb){pDC->MoveTo(int(200+ 50 * cos(anglea*3.1415926/180)),int(200-50* sin (anglea*3.1415926/180)));pDC->LineTo(int(200 + 50 * cos(anglea*3.1415926/180)+100 * cos(angleb *3.1415926/180)),int(200 - 50 * sin(anglea*3.1415926/180)-100* sin(angleb*3.1415926/180)));}// 绘制杆3void CDrawRobotDlg::DrawRobotMemberBar3(float anglea, float angleb, float anglec){pDC->MoveTo(int(200 + 50 * cos(anglea*3.1415926/180)+100 * cos(angleb *3.1415926/180)),int(200 - 50 * sin(anglea*3.1415926/180)-100* sin(angleb *3.1415926/180)));pDC->LineTo(int(200 + 50 * cos(anglea*3.1415926/180)+100 * cos(angleb *3.1415926/180)+50 * cos(anglec*3.1415926/180)),int(200 - 50 * sin(anglea *3.1415926/180)-100* sin(angleb*3.1415926/180)-50* sin(anglec*3.1415926 /180)));}// 转动副a 加减角度按钮代码void CDrawRobotDlg::OnButton 1(){m_fanglea = m_fanglea + 1 ;UpdateData(FALSE);Invalidate(FALSE) ;}void CDrawRobotDlg::OnButton2(){m_fanglea = m_fanglea - 1 ;UpdateData(FALSE);Invalidate(FALSE) ;}// 转动副b 加减角度按钮代码void CDrawRobotDlg::OnButton3(){m_fangleb = m_fangleb + 1 ;UpdateData(FALSE);Invalidate(FALSE) ;}void CDrawRobotDlg::OnButton4(){m_fangleb = m_fangleb - 1 ;UpdateData(FALSE);Invalidate(FALSE) ;}〃转动副c加减角度按钮代码void CDrawRobotDlg::OnButton5(){m_fanglec = m_fanglec + 1 ;UpdateData(FALSE);Invalidate(FALSE) ;}void CDrawRobotDlg::OnButton6(){m_fanglec = m_fanglec - 1 ;UpdateData(FALSE);Invalidate(FALSE) ;}// 机械臂1 启动按钮代码void CDrawRobotDlg::OnButton7(){AfxBeginThread(MoveThreada, this) ; }// 机械臂2 启动按钮代码void CDrawRobotDlg::OnButton8(){AfxBeginThread(MoveThreadb, this) ; }// 机械臂3 启动按钮代码void CDrawRobotDlg::OnButton9(){AfxBeginThread(MoveThreadc, this) ;}// 机械臂1 旋转代码UINT CDrawRobotDlg::MoveThreada(void *parama){CDrawRobotDlg *pDlga = (CDrawRobotDlg*)parama ;while(1){pDlga->m_fanglea = pDlga->m_fanglea + 1 ;pDlga->Invalidate(FALSE) ;Sleep(100) ;}return 0 ;}// 机械臂2 旋转代码UINT CDrawRobotDlg::MoveThreadb(void *paramb){CDrawRobotDlg *pDlgb = (CDrawRobotDlg*)paramb ;while(1){pDlgb->m_fangleb = pDlgb->m_fangleb + 1 ;pDlgb->Invalidate(FALSE) ;Sleep(100) ;}return 0 ;}// 机械臂3 旋转代码UINT CDrawRobotDlg::MoveThreadc(void *paramc){CDrawRobotDlg *pDlgc = (CDrawRobotDlg*)paramc ;while(1){pDlgc->m_fanglec = pDlgc->m_fanglec + 1 ;pDlgc->Invalidate(FALSE) ;Sleep(100) ;}return 0 ;}// 更新按钮代码void CDrawRobotDlg::OnButtonRefresh0(){UpdateData(TRUE);Invalidate(FALSE);四、软件界面截图与说明界面左边为演示界面，右边为数据输入界面及运行按钮。

物料抓取机械手设计及运动仿真

物料抓取机械手设计及运动仿真随着工业自动化的不断发展，越来越多的制造和加工过程采用机器人和自动化设备来完成。

其中，物料抓取机械手的设计和运动仿真对于实现自动化生产流程的高效运行具有至关重要的作用。

本文将介绍物料抓取机械手的设计要点及运动仿真的重要性，并探讨相关的问题及解决方案。

物料抓取机械手的设计首先需要确定其结构形式和基本参数。

一般而言，机械手主要由手部机构、腕部机构和臂部机构组成。

手部机构负责抓取物料，腕部机构则负责手腕的姿态调整，臂部机构支持机械手的移动。

根据实际生产需要，可在设计中针对不同的物料特性和抓取要求进行结构优化。

物料抓取机械手的运动过程中涉及到复杂的动力学关系。

因此，在设计中需要建立相应的动力学模型，以实现精确的运动控制和抓取策略。

动力学模型需要考虑重力、摩擦力、空气阻力等各种外部力的影响，同时还需要机械内部的动态特性。

物料抓取机械手的驱动系统是实现抓取动作的关键部分。

根据不同的应用场景和性能需求，可选择不同的驱动方式，如液压驱动、气压驱动、电动驱动等。

在设计中，需要根据实际情况选择合适的驱动方式和驱动元件，并综合考虑驱动系统的布局和重量等因素。

运动仿真是在设计阶段对机械系统进行模拟分析和验证的方法。

通过运动仿真，可以在实际制造之前发现和解决潜在的问题，提高机械系统的性能和质量。

在物料抓取机械手的设计中，运动仿真可用于验证结构设计、优化动力学模型以及评估抓取策略的可行性。

通过运动仿真，可以模拟机械手的实际运动过程，并精确计算出抓取时间、抓取位置、抓取力度等关键参数，为实际制造提供重要参考。

运动仿真主要通过计算机辅助设计软件来实现。

这些软件通常具有强大的建模和分析功能，可以建立详细的机械系统模型，并进行动态性能分析和优化。

一些软件还提供了与控制系统仿真工具的集成，以实现整个系统的联合仿真。

物料抓取机械手的设计及运动仿真在自动化生产中具有极其重要的意义。

通过对机械手结构的合理设计、动力学模型的精确建立以及驱动系统的优化，可以有效地提高机械手的性能和质量。

机电系统实验-机械手动作的模拟

实验十二机械手动作的模拟一、实验目的用步进顺控STL RET指令来实现机械手动作的模拟。

二、控制要求图中为一个将工件由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、下限位和左、右限位开关，它的工作过程如图所示，有八个有八个动作。

三、机械手动作的模拟实验面板图此面板中的启动、停止用动断按钮来实现，限位开关用钮子开关来模拟，电磁阀和原位指示灯用发光二极管来模拟。

四、输入输出接线列表送。

机械手的上升、下降与左移、右移都是由双线圈两位电磁阀驱动气缸来实现的。

抓手对物件的松开、夹紧是由一个单线圈两位电磁阀驱动气缸完成，只有在电磁阀通电时抓手才能夹紧。

该机械手工作原点在左上方，按下降、夹紧、上升、右移、下降、松开、上升、左移的顺序依次运行。

它有手动自动等几种操作方式，下图表示出了自动运行方式的状态转移图。

状态图的特点是由某一状态转移到下一状态后，前一状态自动复位。

S2为初始状态，用双线框表示。

当辅助继电器M8041，M8044接通时，状态从S2向S20转移，下降输出Y0动作，当下限位开关X1接通时，状态S20向S21转移，下降输出Y0切断，夹紧输出Y1接通并保持。

同时启动定时器T0。

1S后定时器T0的接点动作，转至状态S22，上升输出Y2动作，当上升限位开关X2动作时，状态转移到S23，右移输出Y3动作。

右移限位开关X3接通，转到S24状态，下降输出Y0再次动作。

当下降限位开关X1又接通时，状态转移至S25，使输出Y1复位，即夹钳松开，同时启动定时器T1，1S之后状态转移到S26，上升输出Y2动作。

当上限位开关X2接通，状态转移至S27，左移输出Y4动作，到达左限位开关X4接通，状态返回S2，又进入下一个循环。

机械手动作的模拟实验报告模板

一、实验目的：
掌握用PLC控制由多个气缸组成的机械手的方法。

二、设备名称：
THPFSM-1/2可编程控制器高级实验装置（S24 S7-200模拟实验挂箱）。

三、实验内容
图中为一个将工件由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。

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、下限位和左、右限位开关，它的工作过程如图所示，有八个动作，即为：
四、实验步骤
1.熟悉实验箱面板，硬件连接
下表为输入输出连线列表：
面板SB1 SB2 SQ1 SQ2 SQ3 SQ4
PLC I0.0 I0.5 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4
面板YV1 YV2 YV3 YV4 YV5 HL
PLC Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5
2.操作步骤。

实验十机械手搬运模拟实验

实验十机械手搬运模拟实验一：实验目的1.了解机械手工作的基本原理2.用PLC实现对机械手的模拟二：实验原理及电路机械手的应用是现代工业自动化发展的重要一步，大大节约了人力，物力。

是我们以后工作中可能遇到的重要的工业设备，有必要了解其工作原理及控制方法。

操作流程:复位：把PLC至RUN，按下SQ2和SQ4，手动使机械手回到原点（左移到位）。

气爪张开。

启动：按下启动按钮，机械手下降，按下SQ1，下端传感器到位，位气爪夹紧，机械手上升，当触碰到SQ2时，上升到位，机械手伸出，当触碰到SQ3，右移到位，机械手下降，触碰到SQ1下降到位，气爪张开，放松工件，机械手上升。

当触碰到SQ2时上升到位，机械手缩回，到达原点，一次工件搬运完成。

循环上述动作。

停止：按下停止按钮，结束流程。

机械手搬运单元地址分配如下表所示：输入输出器件(触摸屏M) 说明器件说明I1(M21) 启动Q1 Y1I2(M22) 停止Q2 Y2I3(M23) SQ1 Q3 Y3I4(M24) SQ2 Q4 Y4I5(M25) SQ3 Q5 Y5I6(M26) SQ4 Q6 Y6Q7 Y7Q8 Y8 机械手电气接口图：三：实验内容及步骤1.编写PLC程序，可参照参考程序，并检查，保证正确。

2.按照电气接口图接线。

3.下载程序。

4.置PLC于运行状态，调试和运行程序，观察实际运转情况。

5.试验结束后，关闭电源，整理实验器材四：实验器材1.GE FANUC 3I系统一套2.PYS3机械手搬运模块一块3.网线一根4.KNT连接导线若干五：预习要求1.熟悉本次实验原理、电路、内容及步骤。

2.仔细阅读本次实验的实验内容及步骤。

六：实验报告要求1.按格式完成实践报告。

2.不用子程序调用，完成程序编写。

七：机械手搬运实验参考程序如下所示：以下程序为手动控制，I00003到I00006改为常闭即为自动下面程序第二行的M00004和M00006为刚开始复位按钮上图中的Q00008都改为Q00005上图中的Q00005都改为Q00008，第七行的M00005改为I00004（或者M00004）修改后的自动程序，，，以及增加了上升、下降、左右时间可调。

实训七机械手动作的模拟控制

实训七机械手动作的模拟控制
一、实训目的
实现机械手动作的模拟。

二、面板图
三、控制要求
1.总体控制要求：如面板图所示，工件在A处被机械手抓取并放到B处。

2.机械手回到初始状态，SQ4=SQ2=1，SQ3=SQ1=0，原位指示灯HL点亮，按下“SB1”启动开关，下降指示灯YV1点亮，机械手下降，（SQ2=0）下降到A处后（SQ1=1）夹紧工件，夹紧指示灯YV2点亮。

3.夹紧工件后，机械手上升（SQ1=0），上升指示灯YV3点亮，上升到位后（SQ2=1）,机械手右移（SQ4=0）,右移指示灯YV4点亮。

4.机械手右移到位后（SQ3=1）下降指示灯YV1点亮，机械手下降。

5.机械手下降到位后（SQ1=1）夹紧指示灯YV2熄灭，机械手放松。

6.机械手放松后上升，上升指示灯YV3点亮。

7.机械手上升到位（SQ2=1）后左移，左移指示灯YV5点亮。

8.机械手回到原点后再次运行。

四、端口分配及接线图
2.PLC外部接线图
五、程序设计。

机电综合实验机械手动作的模拟

目录一、引言 (1)二、实验说明 (1)1、实验名称： (1)2、实验目的 (1)3、实验装置与附件 (1)4、机械结构和控制要求 (2)三、主要软硬件介绍 (2)1、PLC简介及选型 (2)2、软件介绍 (5)四、实验过程 (6)1、机械手动作的模拟实验面板图： (6)2、工作步骤 (6)3、I/O分配表 (7)4、调试程序（梯形图及注释） (8)五、调试结果 (11)六、总结 (13)七、参考资料 (14)一、引言可编程控制器是一种专为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子系统。

它采用一类可编程序的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术运算等操作的面向用户的指令，并通过数字式或模拟式输入/输出控制各类型的机械设备或生产过程。

可编程序控制器及其有关外部设备，都按易于与工业控制系统连成一个整体、易于扩充其功能的原则设计。

随着PLC的发展，它不仅能完成逻辑运算控制，而且能实现模拟量、脉冲量的算术运算。

这次实验，我们通过组态王对机械手动作进行模拟来了解和熟悉PLC（S7—200）的使用。

二、实验说明1、实验名称：机械手动作的模拟2、实验目的用数据移位指令来实现机械手动作的模拟。

学会使用组态软件（推荐选用组态王软件）和PLC（推荐选用SIMEINS S7-200）控制系统连接，采用下位机执行，上位机监视控制的方法，构建完成机械手动作模拟控制系统。

3、实验装置与附件（1）TKPLC-1型实验装置一台（2）安装了STEP7-Micro/WIN32编程软件和组态软件的计算机一台。

（3）PC/PPI编程电缆一根。

（4）连接导线若干。

4、机械结构和控制要求图中为一个将工件由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。

PLC机械手动作的模拟

目录一、绪论1二、课题介绍 2三、设计内容及要求 31、设计要求32、控制要求3四、控制原理介绍及图示41、机械手动作的模拟实验面板图42、输入/输出接线列表43、控制过程4五、设计思想及程序框图5六、控制方案6方案一：1、工作过程分析62、梯形图73、梯形图指令8方案二：1、工作过程分析92、梯形图103、梯形图指令11七、硬件设计121、元器件选择122、元器件清单123、硬件控制原理图13八、运行调试14九、小结15十、参考文献16附录17一、绪论可编程序控制器（programmable controller），现在一般简称为PLC （programmable logic controller），它是以微处理器为基础，综合了计算机技术、半导体集成技术、自动控制技术、数字技术、通信网络技发展起来的一种通用的工业自动控制装置。

以其显著的优点在冶金、化工、交通、电力等领域获得了广泛的应用，成为了现代工业控制三大支柱之一。

在可编程序控制器问世以前，工业控制领域中是继电器控制占主导地位。

传统的继电器控制具有结构简单、易于掌握、价格便宜等优点，在工业生产中应用甚广。

但是控制装置体积大、动作速度较慢、耗电较多、功能少，特别是由于它靠硬件连线构成系统，接线繁杂，当生产工艺或控制对象改变时，原有的接线刻控制盘就必须随之改变或更换，通用性和灵活性较差。

PLC的应用领域非常广，并在迅速扩大，对于而今的PLC几乎可以说凡是需要控制系统存在的地方就需要PLC，尤其近几年来PLC的性价比不断提高已被广泛应用在冶金、机械、石油、化工、轻功、电力等各行业。

PLC 能在恶劣的环境如电磁干扰、电源电压波动、机械振动、温度变化等中可靠地工作，PLC的平均无故障间隔时间高，日本三菱公司的F1系列PLC平均无故障时间间隔长达30万h，这是一般微机所不能比拟的。

机械手通常应用于动作复杂的场合来代替人的反复的操作，从而节省人的劳动，普通继电器由于其体积和接口等各方面限制，经常被应用于动作简单的电气及流水线控制，而PLC以其可靠性高、抗干扰能力强;控制系统构成简单。

PLC机械手动作的模拟控制要点

广东技术师范学院天河学院《PLC课程设计》报告机械手动作的模拟控制系别电气工程系班级本电气113学号2011010143316学生姓名李鹏宇指导老师陈龙组员杨祺杰李鹏宇2013年9月一、内容摘要：在现代工业中，生产过程的机械化，自动化已成为突出的主题。

化工等连续性生产过程的自动化已基本得到解决。

专用机床是大批量生产自动化的有效的办法；控制机床、数控机床、加工中心等自动化机械是有效地解决多品种小批量生产自动化的重要办法。

但除切削加工本身外，还有大量的装卸、搬运、装配等作业，有待于进一步实现机械化,工业机械手就是为实现这些工序的自动化而生产的。

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。

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；提高生产效率、稳定产品质量、降低废品率、降低生产成本、增强企业的竞争力等方面起到及其重要的作用。

关键字：机械手 PLC 现代工业二、目录一、内容摘要： (2)二、目录 (3)三、引言 (4)1. 概述 (5)2. 硬件电路设计和描述 (5)○1.输入/输出点地址分配 (5)○2.PLC外围接线图如图: (6)3. 软件设计流程及描述 (6)○2.功能图如图6: (7)4. 源程序代码 (8)①梯形图LAD (8)四、系统调试 (14)(一).使用设备 (14)(二).调试过程 (14)五．设计心得 (15)参考文献 (15)三、引言在现代工业中，生产过程的机械化，自动化已成为突出的主题。

化工等连续性生产过程的自动化已基本得到解决。

但在机械工业中，加工、装配等生产是不连续的。

专用机床是大批量生产自动化的有效的办法；控制机床、数控机床、加工中心等自动化机械是有效地解决多品种小批量生产自动化的重要办法。

但除切削加工本身外，还有大量的装卸、搬运、装配等作业，有待于进一步实现机械化。

8 机械手的模拟控制

机械手的模拟控制
一、设计要求
有一机械手，有手动操作和自动操作两种方式，其控制要求如下：
（1）按动启动按钮后，传送带A运行直到光电开关PS检测到有工件时传送带A才停止。

（2）当光电开关PS检测到工件时，机械手臂先下降，下降到位后机械手夹紧工件，2S后开始上升，而机械手臂保持夹紧。

上升到位左转，左转到位下降，下降到位机械手臂松开，2S后机械手上升。

上升到位后，传送带B开始运行，同时机械手右转，右转到位，传送带B停止，此时传送带A运行直到光电开关PS检测到有工件时传送带A才停止……循环。

（3）手动操作，每个动作均能单独操作，用于将机械手复归至原点。

（4）自动停止时有两种情况，一种是停在当前位置，当下一次启动时从当前位置继续进行，另一种是按下停止按钮时，不马上停止而是一个周期结束后停在原点位置。

二、设计内容
1、列出输入输出表
2、画出系统接线图
上升限位：SQ1 下降限位：SQ2 左转限位：SQ3 右转限位：SQ4 上升：YV1 下降：YV2 左传：YV3 右转：YV4 夹紧：YV5
机械手控制示意图。

机械手仿真

OUT3
到达Y轴上限位位置时，状态为1
4
Y轴下限位
OUT4
到达Y轴下限位位置时，5
到达Z轴顺时针限位位置时，状态为1
6
Z轴逆时针限位
OUT6
到达Z轴逆时针限位位置时，状态为1
注：“启动”按钮由硬件方面自己控制。
2、I/O分配
1）开关量输入
序号
点号
意义
1
X0
启动按钮
2
X1
6
Z轴：逆时针方向
IN6
状态为“1”时，Z轴逆时针方向运行
7
手抓抓紧
IN7
状态为“1”时，手抓抓紧物体
状态为“0”时，手抓放开物体
2、输出（针对虚拟负载而言）
序号
名称
对应输入端口
动作/动画
1
X轴左限位
OUT1
到达X轴左限位位置时，状态为1
2
X轴右限位
OUT2
到达X轴右限位位置时，状态为1
3
Y轴上限位
机械手仿真
1、输入（针对虚拟负载而言）
序号
名称
对应输入端口
动作/动画
1
X轴：左行
IN1
状态为“1”时，X轴方向左行
2
X轴：右行
IN2
状态为“1”时，X轴方向右行
3
Y轴：上行
IN3
状态为“1”时，Y轴方向上行
4
Y轴：下行
IN4
状态为“1”时，Y轴方向下行
5
Z轴：顺时针方向
IN5
状态为“1”时，Z轴顺时针方向运行
停止按钮
3
X2
气动手抓传感器
4
X3
手臂旋转左限位
5

斜45度机械手动作过程

斜45度机械手动作过程介绍机械手，也被称为机器人手臂或机械臂，是一种能够模拟人类手臂动作的机械装置。

斜45度机械手动作过程是指机械手在斜45度角度下执行特定任务的过程。

本文将详细介绍这一过程，并探讨其中的关键步骤和技术要点。

斜45度机械手动作过程步骤斜45度机械手动作过程可以分为以下几个关键步骤：步骤一：姿态规划在斜45度角度下执行任务之前，机械手首先需要进行姿态规划。

姿态规划是指确定机械手臂的起始姿态，以及每个关节的角度和位置。

在斜45度角度下执行任务，机械手的关节角度和位置需要进行特殊的计算和调整，以确保机械手能够准确地执行任务。

步骤二：目标定位在斜45度角度下执行任务之前，机械手需要确定目标的位置和姿态。

目标定位可以通过图像识别、传感器或预先定义的坐标系进行。

一旦目标的位置和姿态被确定，机械手可以根据这些信息进行下一步的动作规划。

步骤三：路径规划在目标定位之后，机械手需要进行路径规划，以确定机械手臂在斜45度角度下执行任务的具体路径。

路径规划是指确定机械手臂从当前位置到目标位置的最佳路径。

在斜45度角度下执行任务时，路径规划需要考虑机械手的限制和工作空间的约束，以确保路径的合理性和安全性。

步骤四：动作执行一旦路径规划完成，机械手可以开始执行动作。

动作执行是指机械手臂根据路径规划的结果进行关节的运动控制。

在斜45度角度下执行任务时，机械手需要根据路径规划的结果控制关节的角度和速度，以确保机械手臂按照预定的路径运动，并准确地达到目标位置。

技术要点在斜45度机械手动作过程中，有几个关键的技术要点需要注意和掌握。

关节传动机械手的关节传动是指将电动机的旋转运动转化为机械手臂的角度运动。

关节传动通常采用减速器和编码器进行控制和反馈。

在斜45度机械手动作过程中，关节传动的精度和稳定性对机械手臂的运动控制至关重要。

传感器反馈传感器反馈是指通过传感器获取机械手臂的位置、角度和力量等信息，并将这些信息反馈给控制系统进行修正和调整。

机械手软件模拟三点法

机械手软件模拟三点法1.按下 [MENU] (菜单)键，显示出画面菜单。

2.选择“ 设定”，光标右移选择“ 坐标系”。

出现工具坐标系一览画面。

3.将光标指向将要设定的工具坐标系号码所在行。

4.按下F2“详细”。

出现所选的坐标系号码的工具坐标系设定画面。

5.按下F2“方法”。

6. 选择“三点法”。

7.输入注释a 将光标移动到注释行，按下ENTER(输入)键。

b 选择使用单词、英文字母。

c 按下适当的功能键，输入注释。

d 注释输入完后，按下 ENTER 键。

8.记录各参照点。

使参考点1、2、3以不同姿势指向一点。

此处以如下姿势为例：1) 记录接近点1：a. 移动光标到接近点1(Approach point 1)；b. 把示教坐标切换成全局坐标(WORLD)后移动机器人，使工具尖端接触到基准点；c. 按【SHIFT】+ F5【RECORD】(位置记录)记录。

2) 记录接近点2：a. 沿全局坐标(WORLD)+Z方向移动机器人50mm左右；b. 移动光标到接近点2(Approach point 2)；c. 把示教坐标切换成关节坐标(JOINT)，旋转J6轴(法兰面)至少90度，不要超过180度；d. 把示教坐标切换成全局坐标(WORLD)后移动机器人，使工具尖端接触到准点；e. 按【SHIFT】+ F5【RECORD】(位置记录)记录；f. 沿全局坐标(WORLD)的+Z方向移动机器人50mm左右；3) 记录接近点3：a. 移动光标到接近点3(Approach point 3)；b. 把示教坐标切换成关节坐标(JOINT)，旋转J4轴和J5轴，不要超过90度；c. 把示教坐标切换成全局坐标(WORLD)，移动机器人，使工具尖端接触到基准点；d. 按【SHIFT】+F5【RECORD】(位置记录)记录；e. 沿全局坐标(WORLD)的+Z方向移动机器人50mm左右；9.对所有参考点都进行示教后，显示“已使用”。

项目十机械手控制模拟教案

增强学生的自主学习、不断探究、勇于创新的意识。。
教学分析和处理
教学重点
根据任务画出功能图
教学难点
外部接线及程序输入
教学方法：
情境教学法；任务驱动法；角色扮演法；自主学习法；讨论法等。
教学手段
实验设备；多媒体课件
教学分析
西安职业技术学院教案纸
讲授内容
作业与补充
教学组织与实施
机械手模拟控制
创设情境：
用机械手模拟图纸，创设一个情境。
西安职业技术学院教案纸
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ讲授内容
作业与补充
任务
机械手控制模拟
课时
6H
课程类型
专业课
教学设备
多媒体；
PLC模拟实验台
教学对象
三年制高职电气自动化专业09级学生
教学回顾
前面已经学习了PLC功能图及怎样转换为梯形图。本节课主要设计单流程机械手控制模拟。
学生分析
学生已经具备了PLC设计的基础知识，在掌握功能图设计和转化后的知识后，安排设计机械手并仿真模拟，学生兴趣比较浓厚。
Y0：夹紧/放松，
Y1：上升，
Y2：下降，
Y3：左移，
Y4：右移，
Y5：原点指示。
2．根据系统的控制要求及PLC的I/O分配，画出功能图。
提问：PLC的输入和输出应当如何分配？
。
学生讨论。
学生开始讨论设计状态功能图
西安职业技术学院教案纸
讲授内容
作业与补充
3．画出外接线图（PLC的输出负载都用指示灯代替）
2.连续运行，在原点位置按起动按钮时，机械手按图一连续工作一个周期。
3.一个周期的工作过程如下：
原点→下降→夹紧（T）→上升→右移→下降→放松（T）→上升→左移到原点，时间T由教师现场规定。