2）模拟量控制方面

PLC通过模拟量I/O模块，可实现模拟量和数字量之间转换，并对模拟量控制。

3）机械加工中的数字控制方面

PLC具有数据处理功能，与计算机控制及机械加工中的数字控制结合，实现数字控制。

在设计中PLC有三种选择模块即CPU 222，CPU224 ，CPU 226。根据资料的机型，根据控制要求，PLC控制系统选用SIEMENS公司S7-200系列CPU224，因为此次设计I/O为19/6。因为I/O点数不够，另外选择扩展模块EM221I/O规格D1DC24V 8路数字量DC24V输入。

PLC通常由中央处理器（CPU）、输入/输出接口、电源扩展器接口和外部设备接口等主要部分组成。PLC的硬件系统结构如图1。1所示：

图1。1  PLC的硬件系统结构

2  搬运机械手总体设计方案

2。1  搬运机械手结构

机械手的传动分为液压、气压、电气和机械四种，本设计的手爪和手臂采液压传动。机械手共有四个自由度包括：手臂伸缩、手臂左右移动、手臂上下摆动、手指抓握。

（1）搬运机械手的夹紧机构

机械手手爪用来抓取工件的部件。设计制造夹紧机构手爪时，首先要考虑机械手的运行速度、坐标形式和加速度的情况。夹紧力的大小根据夹紧物体的重量、惯性的大小计算。同时考虑足够的开口尺寸，适应被抓物体的尺寸变化。扩大机械手的应用范围，还需具备有多种抓取机构，根据需要来更换手爪。防止损坏被夹的物体，夹紧力应限制在一定的范围内，并有软质垫片、弹性衬垫结构。防止突然停电被抓物体落下，要有自锁结构。夹紧机构本身结构简单、体积小、重量轻、动作灵活和动作可靠，采用机械式的夹紧机构。

（2）搬运机械手的躯干

躯干由底盘和手臂组成。底盘是支撑机械手全部重量机构。

根据机械手的结构设计，因此能够完成机械手的控制过程。

2。2  搬运机械手的控制过程

机械手移动的动作示意图2。1 所示。机械手需要将工件从工作台A移送至工作台B上，其动作过程为下降，夹紧，上升，右移，下降，放松，上升，左移。A缸、B缸、C缸分别为机械手动力装置，SQ4为左限位开关，SQ3为右限位开关，SQ2为下限位开关，SQ1为上限位开关。

图2。1  机械手移动动作示意图

本系统的工作原理是，通过自动控制，可以完成单步、单周期、自动循环的操作。通过手动工作方式，可以完成上升、下降、放松、加紧、左移、右移和复位。另外通过启动和停止按钮来控制操作的启动与停止。

当机械手处于A缸收缩到最左端、B缸收缩到最上端、C缸松开状态时，机械手位于初始位置。机械手开始工作时， B缸下降，直到SQ2有信号产生时B缸停止下降，此时说明B缸已到达下限位；同时C缸动作，使机械手夹紧部件，B缸上升，直到SQ1有信号产生，此时说明到达上限位；此时C缸仍处于夹紧状态，A缸开始右移，直到SQ3有信号产生，说明气缸已到达右限位，A缸停止右移，部件位于B点上方；然后B缸下降，直到SQ2有信号产生时B缸停止下降，此时说明B缸已到达下限位，同时C缸放开部件，B缸回到上限位，A缸回到右限位。

2。3  搬运机械手的控制要求

为了便于生产维修、加工、调整设置的工作方式选择开关，分为手动和自动操作，自动操作中包括：单周期、单步、连续；手动操作包括手动和回原点操作。

1、手动操作：供维修用，用按钮对机械手的每一步动作控制。当选择手动操作时，按下上升/下降按钮，机械手执行相应的动作，以此类推其它动作。