机械手控制方式的选定
可编程逻辑控制器自动化终端控制是工厂在提供的制作流程下和指示下才开始运行起来的。
可编程逻辑控制器发展的时间虽然不长，和其他相比之下还很小，但是在欧洲和美国等工业十分发达的地区得到了很大应用。目前，可编程逻辑控制器对现代工业生产范围的影响十分的广阔，让人们都开始知道他，同时它在相关领域成为了世界上认可度最高的产品。对于可编程逻辑控制器的自动化控制枢纽，它发展的越来越快，成为了工业领域发展的佼佼者。
可编程逻辑控制器具有更人性、更可控性，受到环境影响较小，能够更加顺畅的运行，它安装也十分的简单，价格不贵，使用寿命也十分的长，很耐用，可以在短时间内得到较大的发展和应用。与单芯片微机等产品相比，编程逻辑控制器的输出、输入和设备更紧密，不需要额外的增加接口数量，减少了设计的时间，提高了效率，又对资源进行了节约。可编程逻辑控制器 输出是专为用户微机设计的系统组件，在输入系统中，它的端口是晶体管控件。可编程逻辑控制器在使用时间里，不用对操作员怎么培训就可以很快的上手，操作简单，但同时又可以完成很多的复杂指令。
可编程逻辑控制器有很多的功能，把它用在机器人自动控制系统里面，它节省了很多的硬件布线、时间继电器、中间继电器等。由于其易于维护、十分的稳定、体块不大且易于扩展、模块化等。此外，通过可编程逻辑控制器控制系统，生产流程和工艺流程得到了极大的优化，系统自动化控制水平得到了很大的提高。
可编程序控制器简介
plc的中文名叫可编程序控制器，可编程逻辑控制器是种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作电子系统。
PLC的结构
可编程逻辑控制器在结构上和微型的计算机差不多，分成两个部分，分别由硬件系统与软件系统组成。硬件系统与软件系统中又由其他部分组成（分别是中央处理器、编程器以及储存器等），每个部分都有着必要联系，它们是对系统进行控制，和在全部的电源线、全部地址线、数据总线下把整个系统连接了起来。其结构参见图2-1：
图2-1 PLC硬件结构图
2PLC的特点
什么是可编程控制器呢？可编程控制器是以CPU为核心的在工业自动化生产中的终端系统，大多数用于工业生产现场的计算机系统控制和管理。 目前，工业生产中的主要机器人产品，特别是在智能复杂的工业生产装备中，使用可编程控制器作为整个系统的核心控制，主要有几个优点，如下：
1、灵敏、使用领域广
relay在现在工业的自动化生产过程中，它是运用最广泛的控制器。可编程逻辑控制器的系统是在预先控制器的基础上的，主要使用了固定下来，烧焊，工人把线步好这几个程序来安装从而得到实现，安装期间，程序十分的复杂、繁琐，需要花费大量的时间、人力和精力。在这一过程中，如果某一个程序发生了变动，就必须对电气控制系统进行相应的调整和改进，需要把控制系统重新拆开，然后再人工烧焊，再人工把线弄好，这一过程中又会需要很多的人来操作，花费很多的材料以及工人们的精力，还需要大量的时间来进行。所以，通常，plc一般都是存储里的控制程序，如果需要对它的控制系统进行改变时，只需要对程序进行小幅度调动以及把线接上就可以达到相应的要求，不需要上面所说那样的繁琐。而且同样的可超级程序，可以控制多个对象，效率十分的高，所以只需要对系统轻微的调动就可以达到同样的目的，所以它具有很高的灵敏性以及它的适用范围十分的广。
2、较高的可靠性、干扰抗压能力强
另一方面，机器人自动化控制系统需要具有很高的稳定性和抗扰性要求。在要求更高的操作环境和更加多变的环境中（例如，低温和潮湿），以及各种恶劣的环境下，保持稳定的运行并最大程度地把故障降低是可编程逻辑控制器控制开发中不可忽视的重要因素。当今的可编程逻辑控制器控制系统是具有高度信息和集成度的智能控制系统。它的大多数开关操作都是在非接触式半导体电路上。为了使可编程逻辑控制器系统与各种复杂，恶劣的生产环境兼容，我们在改良过程中同时采用了多种抗噪手段，因此该系统也可以在生产过程中应用，也可以用在复杂而苛刻的工业生产领域。
3、操作难度小、维修容易
可编程逻辑控制器的操作人员通常是在梯形图的作用下，通常充当帮助学习和记住编程程序的阶梯，使用户可以更好地了解一个系统以及它的修改方法。操作员不需要具有专门的计算机技能。工程师创建的操作过程更加直观，并且操作员可以在该系统下更高的执行各种操作。
4、功能十分的多
可编程逻辑控制器系统有许多的功能，分别是step-by-step control，Counting,condition control,data processing,A/D、D/Aconversion等。因此，当实现简单的控制请求时，不仅可以控制打开/关闭量，而且可以控制模拟量，并且可以实现复杂系统的控制请求和请求远距离操作。
5、体积小，重量十分轻且易于实现机电一体化
由于可编程逻辑控制器控制系统采用半导体继承电路，所以不消耗大功率，自身质量不大，体积小。这也是它的优势。此外，由于可编程逻辑控制器专门用于工业控制，计算机系统体积小，耐用性高，性能高，抗噪声能力强，易于移植到机械设备上，因此目前的自动化应用范围很广，适用性强。这是一个有效的控制装置。
可编程逻辑控制器设备还存在许多问题和缺点，如它的通用性不是很高，开发的潜力比单片机低，它是由各种制造商提供的可编程的设备、辅助设备、以及对应的设备等。
机械手模型控制系统总体方案设计
步进电机
在这一次的毕业设计期间，与早期的所有直流电动机相比，在使用期间它的制动效果更加明显，通过将滑杆与其他部件链接在一起，机械手的操作将变得更加稳定。通常，它具有体积小，定位转矩大的特征，布线方法和特征，参见图3.1：
图3.1 步进电机电气接线图
步进电机驱动器
驱动器的工作电源来自电源模块，如图3-2所示。可编程逻辑控制器控制驱动器并将其与控制点耦合。当可编程逻辑控制器线圈通电时，晶体管打开，输出电平减弱。可编程逻辑控制器关闭线圈，关闭晶体管，驱动器将无法执行耦合操作。如果驱动程序不工作并受到更多的输出冲击，将对编程产生很大的负面影响。
表3-1 电气规格
表3-2 电流设定
表3-3 细分设定
表3-4 接线信号描述
图3-2 PLC控制器与步进电机驱动器连接及工作原理
机械手的动作实现过程
机械手的运动形式是在Dc motor，脉冲电动机等的控制下才开始工作。它的结构和运动原理以及工作原理，见3-5所示。步进电机在驱动器的控制下运行，在其他动力控制下是不能够运行的，脉冲电动机仅仅通过脉冲信号正常工作，并且随着脉冲信号变强，脉冲电动机的速度会增加。即，在脉冲电动机的速度和脉冲信号之间存在正相关。在这2个脉冲电机的控制下，可以抬起和拉动机械手。在继电器的吸引和断开等操作过程中，基座的正反方向以及空气夹的正反方向也实现了Dc motor的转向控制。机械手的拧紧和松动由单个电磁阀控制。当电流流过电磁线圈时，机械手会自动松动，没有流过的时候，机械手就会牢牢的呈闭合状态。
当机械手的电源启动后，点击启动按钮，让机械手启动起来，见3-6所示。如果机械手没有在原来位置，可编程逻辑控制器方向上的驱动器，在收到离散信号，电平信号时，脉冲电动机沿可编程逻辑控制器的相反方向旋转，并沿水平轴方向收缩。当限位开关的位置变窄时，主驱动器接收到脉冲信号并返回原点。当接收到来自主位机的脉冲信号和点信号时，脉冲电动机反转，并且当驱动器接收到主机的脉冲信号时，脉冲电机开始正向旋转以达到要完成的任务。
图3-5 机械手结构示意图
图3-6 机械手的动作示意图
驱动器接收到可编程逻辑控制器发出的信号指示后，脉冲电动机开始启动，机械手伸长，触摸限位开关后，结束前进拉伸动作。在驱动器2接收到主机液面和脉冲信号后，步进电机2反向旋转，它可以暂停下来或者停止电磁阀电源的工作。机械手脱离夹紧状态后，驱动器接收上部计算机发送的脉冲信号，使脉冲电动机向前旋转。驱动器多次接收到可编程逻辑控制器发送的液面信号和脉冲信号后，脉冲电动机反向工作并后退，一接触限位开关就停止。 接收到发送到主机的电平信号和脉冲信号后，脉冲电动机反向旋转，根据需要调整可编程逻辑控制器机械手，拔下操作开关进行复位。
PLC程序设计
I/O点数的确定及PLC类型的选择
可同时输出2个脉冲信号的晶体管输出型PLC。电器的控制区域通常是比较小的，所以有更多的空余区域。
PLC的I/O分配
根据机械手装置说明书，参见表3-5：
表3-5 PLC的I/O分配表
编程指令的选择
方案一：采用启动/停止电路编程技术，以更好地采用与控制继电器和电击线圈有关的命令。编程必须根据相关规则进行，并且易于读取和纠正错误，但是由于接触数量众多，所以程序代码的长度很大。
方案二：使用转换成关键编程技术。编程技巧与转换操作的需求紧密相关。
方案三：基于标准模板库命令的标称技术。该命令仅用于序列控制。该命令简化了编程任务，简化了以后的维护，更新，升级和较短的代码长度。
经过综合对比，我在这次设计中主要采取了方案三的编程技术
4PLC程序的调试
可编程逻辑控制器是主要运用在现代工业生产的控制设备，因此无需安装任何专用设备即可将其直接用在工业生产领域。但是，由于工作环境不是很好，工作环境比较恶劣和嘈杂，安装错误会直接影响可编程逻辑控制器的运行和操作，也可能直接影响可编程逻辑控制器的稳定性能，同时可靠性也会降低。因此，可编程逻辑控制器的设计和调试非常重要。
图3-7PLC梯形图
对机械手控制程序的调试测试
在这次程序调试时间里，发现存在了很多问题，但是本文已给出正确解决方法去把问题解决了。例如，使用可编程逻辑控制器命令进行编程时，机械手无法完全理解指令，从而导致出现了很多问题，并且机械手模型自身就有很多问题，所以在测试期间，机械手没有达到控制的相关要求。笔者在阅读了大量的文档和材料后，并且反复调整和优化了程序以适应现有的理论观点，最后终于设计出符合控制需要的机械手。
结论
在这一次的论文设计中，有关计算机程序编码的机械臂是通过可编程逻辑控制器支持的操作，它还提供了系统自动化的方便性，降低了许多额外的资源浪费，还可以使系统更加的流畅以及在使用过程中也十分的稳定。 此外，可编程逻辑控制器生产线在想要变更产品的特定性能时，程序员只需要重新把可编程逻辑控制器编程代码进行编辑一下，完成对应的要求，同时也加强了控制功能。 在这一次的论文中，它的数据是在工件流水线的采集上，为机械手臂的出现提供理论上的支撑，机械臂为系统控制提供了较大的可移植性与可行性。
专注于mcgs组态软件，如果您想对机械手臂进行精准的控制与操作，同时可以减少人力资源的支出，还可以大大提高使用综合比，它还可以通过提供强有力的数据和针对机器人手臂故障的准确解决方案把它的工作效率提高， 在这一次的论文设计中提到的mcgs是现在社会软件使用较多的一款，同时把机械手臂运用其中，它将在工业领域做出更高的创新和更高的突破。
机械臂模型在知识转移方面对于系统控制非常有用。机器手臂控制是一项非常全面的知识技术，它是针对机器人手臂的特定控制的措施，同时它也是十分复杂也容易变化的系统。在这一次的论文中，提出的改革建议和案文的实施之间可能会有很大的不同。由于目前mcgs在工业领域中还不是十分的完善，因此实际的监视领域并不广泛。不仅如此，本文讨论的机器人控制模型只是一个基本操作，构造十分的简单，如果在发现有任何的缺陷，我们将会对它进行进一步的改进使它逐步完善起来。