摘 要 伴随着社会的稳定向上和科学技术的蓬勃蒸腾，社会的低廉重复的劳动渐渐被解放并被操纵者所取代。机械手问世后，相应的问题已经解决。机械手非常灵活，能够以各种动作在空间中固定，定位和运输物体。许多工厂和企业首选机械手，因为机械手具有能够代替人类行为，长时间工作、重复性工作以及能够在危险和困难的环境中代替人员的优点。在本文中，我们主要研究如何将可编程控制器应用于机械手以更好地理解和改善机械手。首先，简要描述了可编程控制器的一些功能特性和操作原理，其次，介绍了物料分拣机械手的系统设计和要实现的动作。描述可编程控制器的系统控制程序，该程序最终实现机械手动作，例如向左移动，向右移动，向上移动和向下移动。
目 录
一、引言 1
（一）研究背景及意义 1
（二）设计原则 1
二、可编程控制器（PLC）简介 2
（一）可编程控制器概述 2
（二）PLC的优点 2
（三）仿人机械手研究概述 3
三、硬件方案设计 3
（一）整体方案设计 3
（二）步进电机驱动器 4
（三）位移传感器的选用 5
四、机械手控制程序设计 6
（一）输入和输出点分配表及原理 6
（二）控制程序 8
总结 14
致谢 15
参考文献 16
一、引言
（一）研究背景及意义
最近几年中，首台工业机器人出现之后，机器人一词在各个领域中都有出现，很多的多用机器人出现在各个领域之中，无论是工业、农业以及畜牧业等的各个行业中都有机器人的涉及，还有的机器人甚至出现在了人们的家庭生活之中，那么机器人的种类繁多而且其应用较为广泛，其造成的影响是非常大的，是我们之前无法预料的。
对于工业机器人而言，其具体的结构主要是核心控制器、操作系统、传感器以及伺服驱动装置形成，属于一类自动化控制以及仿人操作，能够进行重复性的编程，可以在三维空间实现对应的作业，应该是机电一体化范畴的生产设备。尤其对于多批次多种类的柔性化生产而言。能够使得产品的质量得到显著的提升而且能够使其稳定性以及生产效率得到提升，使得人工劳动强度降低，使得产品 *51今日免费论文网|www.51jrft.com +Q: ^351916072* 
能够迅速的进行更新换代。
机器人的使用不是简单的取代人工，而且综合机器人的优势进行拟人化的机械设备，其能够针对环境进行分析以及做出宽恕的反应，以此使得及其能够保证工作的时长以及使得机械的精度提升，更好的适应恶劣环境，在某方面将，其是经过机器的不断进化之后形成的，属于工业中的生产以及服务性质的设备，属于制造技术中较为先进的自动化设备。
很多人表示，对于机器人的使用只是能够减少劳动力，那么对于中国的实际情况而言，劳动力非常丰富，那么我国具体的国情是不需要发展机器人技术的，对此是非常错误的想法。在中国，社会的性质就决定了机器人技术是有非常大的发展机会的，其不只是能够在经济建设方面有较大的促进，而且能够给整个社会带来较大的经济效益，对于中国当前的机器人发展现状而言，发展速度还是非常快的，当前已经较为广泛的将机器人技术利用在了海洋开发、航天航空、核能源技术等各个方面，对应的军事、农业以及我们的生产生活中都有较为广发的应用。
此次设计的目的就在于在加强理论学习的情况下进行基于PLC的机械手控制系统设计， 模拟出一个在复杂仓储环境下通过PLC控制机械手臂的一个运动过程，在完成任务的同时，能更清晰的认识到PLC对于现代工业发展的不可或缺，在这次设计当中，完善并且增强了我的操作和创作能力，并且让我发现了自身对所掌握的知识有着一定的匮乏，另外希望此次所设计的PLC可以为该领域有着一定的阅读价值。
（二）设计原则
需要遵循的系统硬件的设计原则如下：
第一，坚持完整性的设计原则。出于科学系统论的综合考虑，核心控制器之所以可以发挥其应有的主导作用，其中一个非常重要的原因是该系统保持了一定的完整性。所以，对于本课题所设计的物料分拣机械手控制系统亦是同样的道理。在进行硬件设计之前，就需要将系统所要实现的功能全部考虑清楚并保证无一遗漏以及互相兼容不矛盾，将完整性原则贯彻在设计的每个阶段当中。
第二，坚持可靠性的设计原则。对于任何一个系统来说，能否投入使用，其一个相当重要的考核指标就是可靠性是否过硬。所以，对于本课题所设计的物料分拣机械手控制系统亦是同样的道理。在设计的前中后这一完整过程中，都必须将预期功能全部完好实现这一可靠性原则牢记于心。
第三，坚持发展性的设计原则。从长远的使用实际情况出发，应适当提高其扩展性，以保证可以满足在使用中进一步更新和完善既有的系统功能，降低可舍弃的重复设计和资源不必要浪费。此外，从系统的使用寿命角度来看，在核心控制器的选择时，就应当充分考虑元件的使用性能和维修的难易程度，最大程度保证设计系统的发展性良好。
第四，坚持经济性的设计原则。在满足功能的前提下，尽量获得较高的性价比，降低系统研制过程成本。
第五，坚持便利性的设计原则。便利性对于系统的使用和推广也是一个非常重要的因素。对于本课题所设计的自动门而言，在着手进行系统方案论证与设计的时候，就需要考虑到系统在组建中是否容易操作、在运行中是否便于使用管理和保养、在出现故障时是否便于维修。
二、可编程控制器（PLC）简介
（一）可编程控制器概述
可编程序控制器简称PLC或PC，是在先前的继电器逻辑控制系统的基础上发展而来，并且逐渐具备了适应复杂控制任务的显著优势，通过和计算机技术进行相关的链接，使得可编程控制器对于现代工业有着相当大的优势。
（二）PLC的优点
PLC开发了一种基于集成电路和网络通信技术的微电子控制设备。具有以下优点：
（1）相对同类型的产品中有着很强的抗干扰能力，对于各种环境都有着良好的适应性能，尤其在相对恶劣工业环境中更获青睐，这也是PLC控制系统应用范围广泛的最为主要的一大原因。
（2）在设计PLC产品中，程序语句相对简单，安装也较为方便，维护起来也是比较容易的,并且PLC相对于其他的产品拥有更多的设计理念，不同的设计想法都可以在PLC中探寻到,使用PLC能让设计者有更好的操作空间。

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