摘要:机械手是在当今社会工业自动化、机械化迅速发展下催生的产物，它被广泛地应用于现代工业生产过程的各种自动化生产流水线中。随着人们对自动化所带来的生产力的需求越来越大，机械手的研究已经成为一门高新技术，尤其是随着工业4.0和“中国制造2025”战略的部署，机械手成为我国制造业迫切需要的强大的生产力的来源。对于不同的使用场合，凭借外型上的多变和自由度的丰富，机械手能够完美的胜任各种工作，其中五自由度机械手就是的一种。

课题结合物料搬运机械手的工程项目，基于目前工业上的生产需要，采用可编程控制器PLC与组态技术构建一套五自由度工件搬运机械手监控系统，并利用PLC设计控制软件，达到对物料搬运机械手监控的功能。这套监控系统主要分为PLC软件部分和组态监控部分，PLC软件用于控制物料搬运机械手的动作，组态界面用于采集机械手搬运系统的运行信息、实时显示运行状态、有效分析管理监控数据，实现对整个系统的维护、控制和管理。

关键词：机械手，可编程逻辑控制器，组态界面

目录

摘要

Abstract

第一章 前言-1

1.1 课题研究背景及意义-1

1.2 课题研究现状及发展趋势-2

1.2.1 机械手研究现状-2

1.2.2 机械手发展趋势-3

1.3 本章小结-3

第二章 总体方案设计-4

2.1 五自由度机械手工作原理-4

2.2 机械手搬运监控系统方案设计-5

2.2.1 课题要求-5

2.2.2 课题控制方案设计-5

2.2.3 方案比较与选择-7

2.3 本章小结-8

第三章 机械手硬件系统设计-9

3.1 可编程控制器PLC-9

3.1.1 中央处理单元-10

3.1.2 存储器-10

3.1.3 输入/输出模块-11

3.2 机械手关节电机选择及介绍-11

3.2.1 直流减速电机-11

3.2.2 步进电机-11

3.2.3 伺服电机-12

3.3 本章小结-13

第四章 软件系统设计-14

4.1 PLC程序设计-14

4.1.1 编程工具的选择及使用-14

4.1.2 步进顺控指令介绍-17

4.1.3 机械手PLC程序设计-17

4.2 机械手监控组态界面设计-24

4.3 本章小结-26

第五章 调试-27

5.1 通信接口介绍-27

5.2 仿真调试-27

5.3 实物调试-32

5.4 调试效果-35

5.5 遇到的问题及解决方法-37

5.6 本章小结-38

第六章 总结与展望-39

6.1 总结-39

6.2 展望-39

参考文献-40

致    谢-42

附 录-43