桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第26页，共44页 (2)能流
如图5.2-1所示触点1、2接通时，有一个假想的“概念电流”或“能流”(Power Flow)从左向右流动，这一方向与执行用户程序时的逻辑运算的顺序是一致的。能流只能从左向右流动。利用能流这一概念，可以帮助我们更好地理解和分析梯形图。图5.2-1a)中可能有两个方向的能流流过触点5（经过触点1、5、4或经过触点3、5、2），这不符合能流只能从左向右流动的原则，因此应改为如图5.2-1b)所示的梯形图。
5.2-1梯形图
(3)母线
梯形图两侧的垂直公共线称为母线(Bus bar)，。在分析梯形图的逻辑关系时，为了借用继电器电路图的分析方法，可以想象左右两侧母线（左母线和右母线）之间有一个左正右负的直流电源电压，母线之间有“能流”从左向右流动。右母线可以不画出。
(4)梯形图的逻辑解算
根据梯形图中各触点的状态和逻辑关系，求出与图中各线圈对应的编程元件的状态，称为梯形图的逻辑解算。梯形图中逻辑解算是按从左至右、从上到下的顺序进行的。解算的结果，马上可以被后面的逻辑解算所利用。逻辑解算是根据输入映像寄存器中的值，而不是根据解算瞬时外部输入触点的状态来进行的。 5.3 仿真软件介绍
GX Developer是一个功能强大的PLC开发软件，具有程序开发、监视、仿真调试以及对可编程控制器CPU的读写等功能。。适用于Q、QnU、QS、QnA、AnS、AnA、FX等全系列可编程控制器。支持梯形图、指令表、SFC、 ST及FB、Label语言程序设计，网络参数设定，可进行程序的线上更改、监控及调试，具有异地读写PLC程序功能。 5.3.1程序仿真步骤
（1）双击GX Developer图标，进入界面。
（2）单击“工程”，选择“创建新工程”，在“PLC系列”下拉选项中选择“FXCPU”，“PLC类型”中选择“FX2N”，“程序类型”选择“梯形图”。在“设置工程名”一项前打
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桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第27页，共44页 勾，可以输入工程要保存到的路径和名称，如图5.3-1所示。
（3）点击“确定”后，进入梯形图编辑界面，编辑输入梯形图。如图5.3-2所示。
图5.3-1 创建工程界面
图5.3-2 梯形图编辑界面
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桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第28页，共44页 （4）编辑完成后，点击“工具”，选择“梯形图逻辑测试启动”，等待待模拟写入PLC完成后，弹出一个标题为“LADDER LOGIC TEST TOOL”的对话框，如图4-3所示，该对话框用来模拟PLC实物的运行界面。此外在GX Developer的右上角还会弹出一个标题为监视状态的消息框，如图4-4所示，它显示的是仿真的时间单位和模拟PLC的运行状态。
图5.3-3 模拟PLC实物的运行界面
图5.3-4仿真的时间单位和模拟PLC的运行状态
（5）对时序进行分析，可以先将模拟PLC界面的状态设为STOP，单击“LADDERLOGIC TEST TOOL”对话框上的“菜单起动”， 选择“继电器内存监视”，在弹出窗口中单击“软元件”，对x和y进行测试。 5.3.2仿真结果
（1）在原点状态下（x4和x1为on）按下启动按钮x26并强制m8002为on时，y5和y6有输出，此时说明传送带1和传送带2通电，开始工作。
（2）打开光电开关x30，x4和x1也为开，此时传送带2（y5）和夹紧开关y1有输出，夹紧开关开始夹紧物件。
（3）打开夹紧开关x31，把上限位开关x2打开，关掉下限位开关x1,此时传送带2（y5）、夹紧开关y1和上升电磁阀y2有输出，机械手开始上升。
（4）关掉光电开关x30和下限位开关x1,打开左限位开关x4和上限位开关x2,此时传送带2（y5）、夹紧开关y1和右行电磁阀y3有输出，机械手开始右行。
（5）关掉左限位开关x4，打开右限位开关x3，此时传送带2（y5）、夹紧开关y1
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桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第29页，共44页 和下降电磁阀y0有输出，机械手开始下降。
（6）关掉下限位开关x2，打开下限位开关x1,此时机械手将物件运至传送带2上，机械手开始松开物件，只有传送带2有输出。
（7）关掉夹紧开关x31,此时机械手传送带2（y5）和上升电磁阀y2有输出，机械手开始上升。
（8）关掉下限位开关x1，打开上限位开关x2,此时传送带2（y5）和左行电磁阀y4有输出，机械手开始左行。
（9）关掉右限位开关x3,打开左限位开关x4,此时传送带2（y5）和下降电磁阀y0有输出，机械手开始下降。
（10）关掉上限位开关x2,打开下限位开关x1,若选择的是单周期模式，则此时只有传送带2（y5）有输出；若选择的是连续模式，即x24为on，则传送带1和传送带2都有输出。
（11）在单周期模式下，打开起动开关x26,等待10s后，传送带1和传送带2由有输出变为无输出，即表示此时传送带上无物件，传送带1、2停止运行；在连续模式下，直接等待10s后，传送带1和传送带2由有输出变为无输出，即表示此时传送带上无物件，传送带1、2停止运行。
6 传送带机械手的优缺点分析
6.1 传送带机械手的优点
机械手是工业自动控制领域中经常遇到的一种控制对象。能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、工件传送物件或操作工具的自动操作装置。它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。
机械手可以完成许多工作，如搬物、装配、切割、喷染等等，应用非常广泛。应用PLC控制机械手实现各种规定的工序动作，可以简化控制线路，节省成本，提高劳动生产率。
（1）从人体工程学来看
传送带机械手特别设计的汽缸能够保证负载平衡，并且沿着轨迹整体上下运动。 （2）可靠
其完全气动系统可以确保产品的长期可靠性和只需非常简单的维护。 （3）安全
配备安全装备，保持负载的夹持，甚至在断电的情况下。 （4）多才多艺
它可配备无数类型夹具：机械或真空，标准或定制。
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桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第30页，共44页 （5）方便
本机械手控制系统结构紧凑，动作可靠，使用方便。 6.2 传送带机械手的缺点
机械手通常用作机床或其他机器的附加装置，如在自动机床或自动生产线上装卸和传递工件，在加工中心中更换刀具等，一般没有独立的控制装置。有些操作装置需要由人直接操纵。
7 结 论
设计结论：这次课程设计主要应用于机械加工生产，货物调运等场合。
搬运机械手采用PLC控制，体积小，重量轻，控制方式灵活，可靠性高，操作简单，维修容易。使用该机械手代替人工搬运工件，既安全，又准确，提高了劳动生产率，保证了工件的质量，降低了工人的劳动强度，具有较好的经济效益和社会效益。
可编程控制器PLC以其丰富的I/O接口模块、高可靠性,可以在机械手的控制系统的设计中起到了十分重要的作用。
本文就设计过程中的几项关键的问题提出了自己的一些看法,可以有效地提高系统的抗干扰能力,对PLC读、写,事件响应等通信时间可进行精确的控制,取得了良好的效果.
随着机械手应用的普及，机械手向着专用化，机械结构向模块化、可重构化的方向发展，机械手的动作更加灵活多样，其控制方式也在向着多元化的方向发展，在PLC控制的过程中,还有许多的问题需要解决，PLC在机械手开发中的开发应用还有很大的空间。
心得体会：这次课程设计,对我来说非常有意义,在实验的过程中我学到很多的关于机械手和PLC方面的知识，我以后会加强对它们的学习和应用。我觉得PLC会有更大的发展。这次毕业设计过程中我感受最深的是吸取前人的经验和教训，再结合自己的实际情况，站在巨人的肩膀上，定必事半而功倍。
在整个毕业设计过程中，遇到了大大小小的不少问题，但经过大家的合作和跟老师请教，都已经把问题解决掉了，这样一方面提高了个人解决问题的能力，积累了不少的经验。另一方面也避免了在日后工作中犯同样错误的可能，加强了自己对以后工作的信心。从技术上看，计算机技术的新成果会更多地应用于可编程控制器的设计和制造上，会有运算速度更快、存储容量更大、智能更强的品种出现；从产品规模上看，会进一步向超小型及超大型方向发展；从产品的配套性上看，产品的品种会更丰富、规格更齐全，完美的人机界面、完备的通信设备会更好地适应各种工业控制场合的需求；从市场上看，各国各自生产多品种产品的情况会随着国际竞争的加剧而打破，会出现少数几个品牌垄
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