用三菱PLC设计控制气动机械手

毕业设计（论文）任务书

设计（论文）题目：用三菱PLC设计控制气动机械手

学院名称：电子与信息工程学院

专业：电气工程及其自动化082班学生姓名：杨仲豪学号：14 指导教师：胡家芬

用三菱PLC设计控制气动机械手

杨仲豪

摘要：工业机械手是在生产过程中采用机电结合来模拟人手动作的机械设备，它可以代替人手搬运笨重物体或在高温、有毒、高粉尘，易燃易爆、单调和放射性等恶劣的环境下工作。传统的继电器控制，因机械触点多，接线复杂，因而控制装置体积较大，并且故障率高，可靠性差，动作精确度低；单片机控制系统由于所需驱动电流较大因而必须设计功率接口电路，还要进行抗干扰及其可靠性的设计。

PLC作为一种新型的工业控制器，其通用性和扩展性能良好、运算指令丰富，并且它的体积小、安装灵活、价格低廉、可靠性高、抗干扰能力强易于实现机电一体化且非常适合在环境条件较恶劣下使用。本设计采用的是以PLC为核心，通过设计相应的硬件电路和软件编程实现对机械手的控制。主要作用是完成机械部件的搬运工作，能放置在各种不同的生产线或物流流水线中，使零件搬运、货物运输更快捷、便利。

关键词：PLC，机械手，搬物、软件、控制系统

Mitsubishi PLC control with pneumatic manipulator design

Abstract: Industrial robots are used in the production process to simulate the manual operation with the Electrical and Mechanical machinery and equipment, it can replace manual handling heavy objects or in high temperature, toxic, high dust, inflammable, explosive, radioactive and other harsh monotone, and working conditions. The traditional relay control, due to mechanical contacts and more complex wiring, which controls large size and high failure rate, reliability, precision low action; single chip control system due to the required drive current and thus higher power interface must be designed circuit, but also the interference and reliability of the design.

As a new industrial PLC controller, its versatility and good scalability, operation instruction rich, and its small size, flexible installation, low cost, high reliability, easy to implement strong anti-interference ability and very suitable for mechanical and electrical integration under harsh environmental conditions than to use. PLC is used in the design of the core, through the design of appropriate hardware and software programming for robot control Main role is to complete the mechanical components of the transportation work, can be placed in a variety of different production lines or logistics pipeline, the parts handling, transport of goods more efficient and convenient.

Key Words : PLC, robot, moving objects, software, control system

第一章绪论

1.1论文现状及意义

作为通用工业控制计算机，30年来，PLC可编程控制器从无到有，实现了工业控制领域接线逻辑到存储逻辑的飞跃；其功能从弱到强，实现了从逻辑控制到数字控制的进步；其应用领域从小到大，实现了单体设备简单控制到胜任运动控制、过程控制及集散控制等各种任务的跨越。今天的可编程控制器正在成为工业控制领域的主流控制设备，在世界各地发挥着越来越大的作用，因此，PLC的应用也就成为了一个热点问题。

工业机械手是在生产过程中采用机电结合来模拟人手动作的机械设备，它可以代替人手搬运笨重物体或在高温、有毒、高粉尘，易燃易爆、单调和放射性等恶劣的环境下工作。传统的继电器控制，因机械触点多，接线复杂，因而控制装置体积较大，并且故障率高，可靠性差，动作精确度低；单片机控制系统由于所需驱动电流较大因而必须设计功率接口电路，还要进行抗干扰及其可靠性的设计。而PLC作为一种新型的工业控制器，其通用性和扩展性能良好、运算指令丰富，并且它的体积小、安装灵活、价格低廉、可靠性高、抗干扰能力强易于实现机电一体化且非常适合在环境条件较恶劣下使用。

本设计采用三菱FX2N系列PLC为核心，通过设计相应的硬件电路和软件编程实现对夹持式气动机械手的控制，它主要由手部和运动机构组成。PLC控制系统通过PLC程序来控制手部和运动机构，以完成抓持工件（或工具）的部件，使机械手完成夹紧、松开、右移、左移运动来实现规定的动作，改变被抓持物件的位置和姿势等动作。具有一定的实用性。

1.2论文研究的内容

一、控制系统的分析

二、控制系统设计

三、控制系统主要元器件介绍

四、控制系统硬件电路设计

五、控制系统程序设计及调试

1.3 本论文的组织

硬件电路的设计方案、系统原理图、接线图的绘制一一做了草稿，这让我熟悉了器件，也进一步掌握了硬件系统的设计；接下来的日子是弄程序框图、源程序的设计编制，程序调试以及故障分析。

第一章说明了论文的背景、意义、论文研究的内容等；第二章通过对控制系统系统分析的控制分析、功能分析和输入/输出信号（I/O）分析，介绍了PLC控制系统的设计思想；第三章介绍了控制系统主要元器件FX2N-48MR PLC的功能及性能规格等资料；第四章说明了控制系统硬件电路的设计思想，画出了原理图和外部电器接线图；第五章介绍了程序设计思想及程序调试过程，画出了流程图、梯形图，给出了相应的指令表，并调试成功。最后在结束语中进行了论文总结。