【氣動機械臂的設計9000字（論文）】

氣動機械臂的設計摘要隨著現(xiàn)代工業(yè)的迅速發(fā)展，自動化、機械化生產(chǎn)已成為現(xiàn)代工業(yè)的主要支柱，在沒有車間、流水線的情況下，已是家常便飯。氣力驅(qū)動的機械臂由氣缸、氣動閥和壓縮機三部分構成。它具有氣體來源方便，結構簡單，成本低，維護方便等特點。該系統(tǒng)不需要電子控制電路，只需使用旅行閥和氣壓轉(zhuǎn)換閥即可實現(xiàn)。這種產(chǎn)品更安全，有防火、防爆、防潮、對環(huán)境要求高的場所使用。利用壓縮空氣的方式，還可以實現(xiàn)對大氣的遠距離供給，為未來的純氣提供能量奠定了基礎。氣動換向閥具有兩個位置的五通電磁換向閥，具有儲存和手動調(diào)節(jié)的特點，便于調(diào)整和重新設置。目前，空氣動力機械臂在自動化生產(chǎn)線上得到了廣泛的應用，而多個操作機構的設計方法也是五花八門，各有千秋，各有利弊，所以，研制一種更簡單、更穩(wěn)定的多級自由機械臂的全氣動控制系統(tǒng)是十分必要的。此文章的重點內(nèi)容是歸根于PLC的氣動機械臂控制系統(tǒng)開展的，包括系統(tǒng)的整體框圖、系統(tǒng)構成、軟硬件設計和系統(tǒng)運行分析。關鍵詞：氣動機械臂，可編程控制器，傳感器目錄TOC\o"1-3"\h\u1緒論 緒論1.1課題背景最新出現(xiàn)的一種新的機械臂被稱為氣動機械臂。它的特點是通過編程控制機器人的動作，它的性能指標體現(xiàn)了人與機器的不同，也體現(xiàn)了人類所研發(fā)的智能和適應性。該機械手能夠適應多種程序的工作，具有很強的通用性和靈活性，使得二代機器人進入了一個新的發(fā)展階段。說起新一代機械臂，一般人會想到三種，一種是靈活的，一種是可以活動的，一種是多臂的協(xié)同。使用起來更加自由，更加靈活，更像是人的手，能夠更好地完成更復雜的工作。如今，這些機械臂仍然在不斷地更新和發(fā)展，他們的動作越來越協(xié)調(diào)，越來越靈活，越來越細致。隨著人類技術的不斷發(fā)展，越來越多的智能機械將代替人類，給人們的建設工作帶來更多的方便。在現(xiàn)代的制造工藝中，機器人可以靈活的控制和快速的動作，比起人類，機器人的操作更加靈活，更加的安全，更加的高效。所以機械臂在許多行業(yè)都受到了廣泛的關注，得到了廣泛的應用。近來，緊跟大規(guī)模集成電路微電子技術的強勁進步，PLC從單機發(fā)展到16位和32位的微型計算機。隨著PLC技術的不斷發(fā)展，其控制能力也越來越強，功耗和成本也越來越高，編程靈活性也越來越強，同時，PLC的遠程設置、通訊網(wǎng)絡和數(shù)據(jù)處理也越來越成熟。隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，越來越多的企業(yè)將采用PLC、人機界面等自動化設備，使設備的自動化水平得到了進一步的提升。特別是近年來，隨著各個行業(yè)的迅速發(fā)展，新的工藝和設備的應用，給國內(nèi)的工業(yè)生產(chǎn)提供了新的發(fā)展空間。計算機網(wǎng)絡技術、信息技術、自動化技術、計算機網(wǎng)絡技術在各個領域的廣泛應用，使得很多行業(yè)都在不斷地向自動化發(fā)展。許多工業(yè)企業(yè)都在把自動化技術與自動化生產(chǎn)結合起來，這是一個時代的進步，一個工業(yè)的發(fā)展。隨著科技的快速發(fā)展，各種機械的性能、效率、智能程度不斷提高，其使用的領域也日益廣泛。與PLC相結合，編寫相應的控制程序，研制適當?shù)臋C械臂運動范圍和運動軌跡，實現(xiàn)對機器人手臂期望的控制，氣動閥門以系統(tǒng)控制為動力，使其完成預定的工作。機械臂是在機械化和自動化生產(chǎn)進程里出現(xiàn)的全新裝置。在如今制造流程里，機械臂不斷的用于不同的制造作業(yè)中。對于高科技領域機械臂的開發(fā)、探索與制造而言，這已然飛快進步為一項全新科技。如此情況推動了機械臂的進步，讓機械臂更好地達成了機械化與自動化的融合。機械臂盡管不如人手靈巧，可是具有可以一直反復工作且不會疲勞、不懼風險的特性，抓取和舉起重物的能力超越了人手。所以，機械臂在大多數(shù)部門得到了廣泛的使用與關注。工業(yè)機器人，又被叫做機械機械臂等，是合適用在工業(yè)自動化生產(chǎn)的機電一體化裝置。自從首個工業(yè)機器人在美國出現(xiàn)以后，由于其出色的工作能力和先進的集成技術，工業(yè)機器人得到了迅速的發(fā)展。工業(yè)機器人能夠完成對預定的物體的抓取、組裝、檢測等操作，而這一切都是在工廠中進行的。而工業(yè)機器人，則可以模擬人的手臂，從而大大降低了工人的工作壓力。除此之外，礦山、隧道、放射性物質(zhì)等，都可以由工業(yè)機器人來代替，既保證了工人的人身安全，又保證了工作的順利。因而，機械臂在各個行業(yè)中的應用日益廣泛。機械裝置的作用日益增強、效率和智能，其應用領域也日益廣泛。并且，隨著工業(yè)機器人技術的發(fā)展，其智能水平越來越高，其應用領域也越來越廣泛。在工業(yè)上，多臺機械設備常常用于運輸、運輸、車間內(nèi)的簡單機械作業(yè)、提高生產(chǎn)率等。隨著科技的飛速發(fā)展，智能機械的出現(xiàn)，不但為人類的日常生活提供了極大的方便，同時也極大地推動了科技的發(fā)展。近年來，工業(yè)機器人得到了迅猛的發(fā)展，在一定程度上促進了機械臂的應用和發(fā)展，并在工業(yè)自動化方面起到了重要的作用。在機械、電子、航空航天等行業(yè)中，工業(yè)機器人已經(jīng)具備了很強的競爭力。哪怕是在各種高科技產(chǎn)業(yè)中，也是最頂尖的。它是一種具有代表性的數(shù)字化機電一體化裝置，它自身已是評估國制造業(yè)能力與科技能力的關鍵指標ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>戴紅</Author><Year>1998</Year><RecNum>245</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[1]</style></DisplayText><record><rec-number>245</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="tt9f2exapawfsveefx35pfa1rrezd2vrzfvf">245</key></foreign-keys><ref-typename="Book">6</ref-type><contributors><authors><author>戴紅</author></authors></contributors><titles><title>康復醫(yī)學</title></titles><pages>3-10</pages><section>3-10</section><dates><year>1998</year></dates><pub-location>北京</pub-location><publisher>人民衛(wèi)生出版社</publisher><isbn>7117028343</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>。工業(yè)機器人的進步路徑是朝著“高速、高精度、重載、輕便、智能”的趨向進步。由技術發(fā)展的重要工業(yè)機器人的視角而言，2008年JSME日本機械學會分析且預估了重要參數(shù)，如機器人平均功率密度。如果在機器人規(guī)劃里需要絕對精度，那隨著持續(xù)改進，絕對精度可以貼合重復定位精度。跟隨材料技術的發(fā)展，能夠減少控制器的品質(zhì)，加強剛度，加強伺服電機與控制器的平均功率密度。所以，工業(yè)機器人科技具有以下特征ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>戴紅</Author><Year>1998</Year><RecNum>245</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[1]</style></DisplayText><record><rec-number>245</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="tt9f2exapawfsveefx35pfa1rrezd2vrzfvf">245</key></foreign-keys><ref-typename="Book">6</ref-type><contributors><authors><author>戴紅</author></authors></contributors><titles><title>康復醫(yī)學</title></titles><pages>3-10</pages><section>3-10</section><dates><year>1998</year></dates><pub-location>北京</pub-location><publisher>人民衛(wèi)生出版社</publisher><isbn>7117028343</isbn><urls></urls></record></Cite></EndNote>：1）在工業(yè)機器人的基礎上，集成了很多先進的技術，包括智能和軟件的研發(fā)，讓它變得更加的完善，不僅可以提升產(chǎn)品的品質(zhì)，還可以降低生產(chǎn)成本。另外，在工藝實施中，還可以通過檢測、優(yōu)化、調(diào)度、管理等環(huán)節(jié)來減少對環(huán)境的破壞，從而達到最高的工業(yè)自動化水平。2）自從電力機械和電腦產(chǎn)生后，工業(yè)機器人就一直在追隨著人體的體能和智能的發(fā)展。工業(yè)機器人及其組件具有很多新優(yōu)勢，如精密制造與柔性制造。這使得它成為實現(xiàn)數(shù)字化、自動化、智能化的基礎。3）汽車、軌道交通、電力、醫(yī)藥、金融、食品、煙草等行業(yè)，都離不開這些設備。在這些制造過程中，每個環(huán)節(jié)的焦點都集中在了工業(yè)機器人和整個自動化裝置上。4）工業(yè)機器人及自動化技術完整系列結合了多個學科，包含各個科技領域，涵蓋機器人建筑構件分析、建模與加工集成和精細物流等發(fā)達的生產(chǎn)技術，強大的技術集成。該項目結合了當今社會對高靈活性、本質(zhì)安全的機械臂的現(xiàn)實需求，著重于提高機器人的智能和自適應性。1.2研究的目的和意義機械臂是近年來在工業(yè)生產(chǎn)中開發(fā)的一種高科技自動化生產(chǎn)裝置，它是制造業(yè)機械臂的關鍵構成部分。最大的優(yōu)點是運用PLC編程來執(zhí)行預計的控制責任，模仿人類勞動是機械臂的一個關鍵特征。它特別體現(xiàn)了人的智慧與適應性。機械臂操控的準確性與適應不同環(huán)境的能力在國民工業(yè)生產(chǎn)領域有著廣泛的發(fā)展?jié)摿?。在如今工業(yè)制作流程里，由于機器人工作的穩(wěn)定性、不怕苦、不怕危險、對危險的承受能力都很強，因此機械臂的使用越來越受到人們的關注。機械臂在工業(yè)生產(chǎn)中的應用特征：（一）自動化生產(chǎn)的強度能得到有效的提高自動化的工業(yè)生產(chǎn)，可以提升材料的運輸，處理工部件，更換工程工具，組裝零件，這樣不但可以提升生產(chǎn)效率，還可以降低生產(chǎn)成本。（二）勞動的條件以及人身安全得到了保障在環(huán)境惡劣，工作空間有限，人體接觸不到的情況下，機器人的工作環(huán)境非常適合，可以保證安全工作的環(huán)境，也可以防止人員傷亡。（三）機械臂的運用減輕了人力，促進規(guī)律生產(chǎn)用機械臂代替手工，可以節(jié)省大量的人力，讓工人們可以進行更精細的工作，同時也可以讓機器人不停的工作，保證正常的生產(chǎn)。所以，在生產(chǎn)線上減少人手，可以更好地保證工作的高效和合理利用勞動生產(chǎn)率，讓公司或企業(yè)達到事半功倍的效果。1.3研究現(xiàn)狀二十世紀四十年代，美國實驗室發(fā)明了一種可以控制輻射材料的機械臂。數(shù)銑的伺服軸和遙控桿結構是由美國喬治·德沃爾公司聯(lián)合而成，世界上第一臺機械臂。Devol的聯(lián)合公司于1978年推出了PUMA的通用工業(yè)機器，這標志著機械臂在工程制造中已經(jīng)成為一個成熟的技術。這樣的機器人手能夠用“教與活”的方法發(fā)揮作用，是首代機器臂。和首代工業(yè)機械臂不一樣，智能機械臂能夠與人一樣認識世界，對獲得的信息進行辨別與分析，以及判斷與推斷的功能。按照各種外部環(huán)境，按照工作需要做出相應的調(diào)整。第二代機器人，也就是所謂的初級智能手臂，它的特點就是改變?nèi)梭w的編程。這個智能的機械臂技術也在不斷的發(fā)展和應用。很多這樣的機械臂可以用于工程制造的零件裝配。第三代機器人（也被稱為高級智能機械臂）是通過對數(shù)據(jù)進行分析、加工，獲取經(jīng)驗并對其進行改造。這種研發(fā)中高端、理想的機械臂，能夠完全不依賴于人，也不需要事先設定的工作。這就是所謂的自動機械臂。如今的技術還遠遠達不到目標，但是在一部分地方或者一部分方面此智能的含義，實則至如今智能機器臂是未出現(xiàn)的?？墒且欢ǖ氖牵S著科技不斷革新與發(fā)展，人們對智能的認識也會不斷地豐富，相信不久的將來，這款高科技的智能機器人就會誕生。這將成為機械臂研究歷史上的一個新的里程碑。國內(nèi)機械臂探索的如今狀況也歷經(jīng)了一個長久的階段，由上世紀中期至70年代萌芽，80年代進步至90年代后的實用化階段。第一只機器手出現(xiàn)在上世紀60年代，那時我國的機器手技術還在學習時期。對比國外的科研能力時，按照我國的科技能力，初步定下了機械臂的發(fā)展任務。由此階段，主要有機器人手用于組裝物體，移動水下機器人手臂。自1980年代以來，中國的機器人武器科研能力已由萌芽階段上升到發(fā)展階段。1986年中國提議了‘七五’科技攻關規(guī)劃，工業(yè)機器人武器的研制被加入發(fā)展計劃，機械部承擔了工業(yè)機械臂的焊接、運輸、裝配等多項任務的研發(fā)。機械臂探索時期已開始，此階段也是中國機器臂探索的頂峰。上世紀80年代末至90年代，中國提議了“863”規(guī)劃，明確了特種作戰(zhàn)機器人武器與工業(yè)機器人武器發(fā)展的關鍵方針。我們開發(fā)了7種不同的工業(yè)機器人手臂組和超過100種不同的特種機器人手臂，例如噴涂機器人手臂等。將建立9個機器人手工業(yè)中心與7個科學研究中心。截止至今，我國已經(jīng)可以獨立制造焊接機械臂等。直至2009年，我國僅有36.8萬只工業(yè)機器臂在勞動，日本和德國分別為10.8%和25.2%。中國的機械臂大多來自國外，無法量產(chǎn)。在智能機器臂方面，中國的某些大學或研究所已經(jīng)獲得了相應進展，可是整體能力與先進國家相差很多。機器臂科技的探索是無止境的，它給人類導致無盡的可能性，我們需要不斷探索。2系統(tǒng)總體設計與元器件選型2.1系統(tǒng)的總體設計方案圖1中所示的是一個黑色的盒子，它是一個驅(qū)動能量，它可以驅(qū)動一個壓縮機，通過一個氣壓閥門來控制空氣，一個PLC可以通過一個氣壓閥門來調(diào)整一個機器的轉(zhuǎn)速。在該方案上加裝報警設備和顯示系統(tǒng)，能有效地進行保護和監(jiān)控，提高機械臂的使用效率。圖1黑箱設計方案2.2系統(tǒng)的氣動控制氣壓機械臂是利用氣壓作用下的機械臂來推動其運動。它的主要特征是：介質(zhì)是便于收集氣體，在壓力下的輸出很小，大約30公斤。氣體的速度比其它能源要快，結構和費用也較低，但由于空氣的可壓縮性，使其工作速度更穩(wěn)定，沖擊更大，所以它適合在高速、輕負荷、高溫度、高粉塵的工作環(huán)境中使用。根據(jù)機械臂的運動軌跡，可以使用四個執(zhí)行機構來完成操作，通過氣缸完成機器人手臂的上下移動，機械臂的左右運動由擺動氣缸達成，機械臂的前后運動由伸縮氣缸達成。其具有兩位五通電磁換向閥。執(zhí)行缸由兩個孔，兩個排氣孔，一個空氣供給孔組成。三個汽缸分別由一個電磁閥控制，一個汽缸通過一個雙電磁閥控制。在圖2中可以看到。圖2氣動控制回路2.3元器件的選型2.3.1PLC的選擇PLC擁有西門子，施耐德，AB和通用電氣四大公司。大型PLC品牌：西門子，施耐德，歐姆龍，三菱。小型PLC品牌：西門子，歐姆龍，三菱，LS，松下，富士。S7-200系列PLC特點：是西門子生存的小型PLC有下列特征（1）具有密集的構造（2）優(yōu)良的擴展性能（3）超強的功能命令（4）成本價格低廉。S7-200PLCCPU模塊CPU：集成一定數(shù)字I/O點的CPU：CPU221、CPU222、CPU224、CPU226、CPU226XM。擴充模塊：以EM221,EM222,EM223為主要的數(shù)碼擴充模塊。模擬擴充模組：EM231、EM232、EM235。通信模塊：EM277、EM241、EM241等，控制器規(guī)模能夠輕松組裝?？刂颇K的領域很廣。S7-200PLC很容易形成PLCPLC網(wǎng)絡與微機PLC網(wǎng)絡，這也使得大型項目得以實現(xiàn)。S7-200編程軟件:STEP7-Micro/WIN32。編程軟件能夠在WINDOWS環(huán)境下方便地對PLC進行編程、維修和監(jiān)控。讓PLC編程舒適快捷。能夠說S7-200全面達到了不同的小型操控系統(tǒng)的需求，所以我們選了西門子s7-200PLC。圖3PLCS7-200外部結構圖2.3.2傳感器的選擇傳感器的選擇主要分為以下幾點：1、選用適當?shù)撵`敏度：較高的靈敏度可得到較大的輸出信號，這對信號的處理是有益的。若評價值為單一向量，其指向性較高，則應選用靈敏度較低的傳感器；如果評價值為多維，則應選用靈敏度較低的傳感器。2、頻率的響應特征：確立傳感器測試的頻率領域。3、線性范圍：沒有傳感器能完全保證線性，它的線性是相對的。如果所需的測量精度相對較低，在給定范圍內(nèi)具有小非線性誤差的傳感器可以被認為是近似線性的。導致測量更加精確和便捷。4、穩(wěn)定性：傳感器一定要選可以適宜險惡的環(huán)境。5、精度：精度是傳感器的關鍵抉擇憑證，它定奪了一個系統(tǒng)的準確。從以上傳感器的抉擇需求，考慮到機械臂的整體設計需求，本論文選用了紅外感光元件E3F-DS30C4，其位置接近于漫反射型感測器。防水防潮，超強防干擾，體積小，安裝方便，反應靈敏。3氣動機械臂的系統(tǒng)硬件設計3.1系統(tǒng)硬件概述機械臂有動作元素，能完成各種動作，氣缸A能使機械臂進行正反方向運動，氣缸B能使機械臂進行升降運動；氣缸D能使機械臂進行伸縮運動；我們想要實現(xiàn)工作動作，就是要對四個動作進行控制。而在另一端，則需要完成以下動作：左、右、前、后、上、下、夾爪打開、夾爪夾緊。為了達到這一目的，四個汽缸的空氣必須彼此匹配，而且每次只有一個汽缸被替換。四個螺旋式換向閥，四個汽缸的更換由AC繼電器KM，中間繼電器KA和KT繼電器KT組成，串聯(lián)四個電磁換向閥，依次完成八個操作。在圖4中可以看到。圖4系統(tǒng)原理圖3.2PLC的I/O分配在氣動機械臂中，升降缸、伸縮缸、擺動缸、氣爪氣缸由機械臂的電磁閥探測，并在各缸上裝有兩個電磁閥，使機械臂工作。啟動，停止，重置，急停按鈕，每個限位共有12個輸入點，4個操作缸，3個運用雙電磁閥，1個運用單控電磁閥，加上啟動、停止、指示燈復位，電磁閥一共有10個輸出點。輸入與輸出點的詳細分布顯示在表1中。表1輸入/輸出分配表輸入輸出輸入PLC輸入輸出PLC輸出啟動按鈕I0.0啟動指示HL1Q2.0停止按鈕I0.0停止指示HL2Q2.1復位按鈕I2.2復位指示Q2.3急停按鈕I0.3急停指示Q2.4上限位I1.6上行電磁閥Q1.6下限位I1.7下行電磁閥Q1.7左限位I1.2左行電磁閥Q1.2右限位I1.3右行電磁閥Q1.3前限位I1.4前行電磁閥Q1.4后限位I1.5后行電磁閥Q1.5夾爪打開I1.0夾爪關閉I1.1圖5PLC內(nèi)部接線圖3.3傳感器的設計傳感器是空氣機械臂的關鍵部件，它在電子技術中占有舉足輕重的地位。電子技術離不開感應器技術，而感應器等同于感官，它能夠快速精準的取得消息，且可以經(jīng)受很差的環(huán)境，保障電氣系統(tǒng)到達高水準。現(xiàn)代電力機械臂技術的迅猛發(fā)展，也離不開傳感器，否則機器人很難發(fā)展。只有通過傳感器自動捕獲系統(tǒng)的狀態(tài)和目標信息，才能實現(xiàn)并實現(xiàn)系統(tǒng)的緊急停止功能。3.3.1安全傳感器如果說，機器人是模擬人體的四肢，那么感應器就是機器人的感知系統(tǒng)，給機器人提供了一個更加現(xiàn)實的操作系統(tǒng)。在圖6中可以看到。圖6安全傳感器3.3.2光電傳感器該系統(tǒng)使用了安全光柵，也就是光電安全屏障，在現(xiàn)有的工作環(huán)境中，人工與機械設備同時工作，例如大型沖壓機械、切割機械、流水線生產(chǎn)、電力輸送設備、危險區(qū)（有毒、高壓、高溫）等，人員的生命安全很可能會受到威脅。光電傳感器發(fā)出紅外光，形成光電網(wǎng)絡。當光線受阻的時候，急停裝置出現(xiàn)斷電，規(guī)避危險出現(xiàn)。使用光電電子安全保護裝置能夠高效減少意外發(fā)生，顯著降低用戶與第三方的風險，減少事故的總費用，對公司、對經(jīng)營者、對社會都有好處。圖7光電傳感器3.3.3其他外部硬件在設計氣動臂時，發(fā)現(xiàn)其工作時存在擺動，然后，想要糾正這個故障，在氣動設備中安置一個氣動馬達，氣動馬達的運作主體關鍵是壓縮空氣，它是一種發(fā)電裝置，它可以將壓能轉(zhuǎn)化為機械能。該電動機的主要特點是：首先，能夠?qū)崿F(xiàn)無級調(diào)速的控制。馬達的輸出功率及轉(zhuǎn)速，是由控制氣流或排氣閥門開啟而實現(xiàn)的?？梢哉{(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和動力，降低機械臂的擺動。其次，能轉(zhuǎn)身或轉(zhuǎn)身。大部分的空氣馬達都是通過控制閥門來調(diào)節(jié)馬達的前后方向。最后，不會受到嚴酷的環(huán)境影響，適合于禁火，禁爆，振動大，潮濕，粉塵等。4氣動機械臂的控制系統(tǒng)軟件設計西門子氣動機械臂的軟件控制系統(tǒng)包括CPU、系統(tǒng)程序存儲區(qū)、輸入/輸出地址區(qū)、用戶程序存儲區(qū)和子程序單元。程序啟動，壓縮機工作，PLC對壓氣機的功率進行控制，PLC可以對各種方式進行選擇，啟動方式為自動，在某些情況下，采用LCD顯示屏進行人工操作。當機器人在工作的時候，如果有什么突發(fā)事件，通過光電探測器探測到，就會自動停止并發(fā)出警報，然后將報警的位置發(fā)到屏幕上，讓操作員觀察和處理，當急停停止后，系統(tǒng)就會重新啟動，重新啟動。程序的流程圖見圖8。圖8軟件系統(tǒng)程序圖4.1軟件設計概述（1）中央處理單元（CPU）控制器，運算單元和寄存器組成了一個中心單元，集中在每一個晶片上。CPU經(jīng)過數(shù)據(jù)總線、地址總線與控制總線連接到存儲單元、輸入與輸出接口。與平常計算機一致，PLC的中心是CPU，系統(tǒng)的正常運行關鍵是由于PLC中系統(tǒng)程序的分配功能。用戶程序與數(shù)據(jù)預先保存。在PLC運轉(zhuǎn)的時候，CPU循環(huán)檢查正在運行的用戶程序。CPU的關鍵責任是掌控用戶程序與數(shù)據(jù)的接收與儲存，并由掃描I/O組件接收現(xiàn)場狀態(tài)或數(shù)據(jù)。保存在寄存器中，查找內(nèi)部電路與編程語法中的差池，在PLC輸入操作模式下從存儲器中讀取用戶命令，并根據(jù)命令執(zhí)行數(shù)據(jù)傳輸。按照結果，更換新的標志位狀態(tài)與打印圖像寄存器的內(nèi)容，并打印組件以達到打印控制、表格打印或數(shù)據(jù)傳輸作用。按照PLC中CPU芯片類型的多樣分為:經(jīng)常用的CPU芯片和廠家設計的專用CPU芯片。PLC對控制信號的處理和速度判斷CPU芯片的性能。運算速度越快，系統(tǒng)處理的資料和CPU數(shù)目也會增加。隨著CPU芯片技術的不斷改進與發(fā)展，PLC的性能也在不斷地提高和完善。（2）系統(tǒng)程序存儲區(qū)PLC生產(chǎn)廠家利用系統(tǒng)軟件的存儲區(qū)域，以保存用戶編寫的不可更改的系統(tǒng)程序。。它讓PLC擁有基礎作用且可以實現(xiàn)PLC設計者規(guī)劃的任務。（3）I/O地址區(qū)PLCI/O模組的性能主要是對各模塊的電特性進行分析，如電流、電壓、斷開時間、隔離等。（4）用戶程序存儲區(qū)軟件的儲存與功能的儲存構成了使用者的儲存空間。用戶存儲器區(qū)域是供用戶在PLC中編寫程序的存儲器，用來執(zhí)行特定的任務。按照選擇內(nèi)存單元的種類，用戶程序內(nèi)存能夠是RAM、EPROM或EEPROM，用戶可以根據(jù)自己的意愿修改、添加和刪除他們的內(nèi)容。（5）子程序單元組成危險采集程序和液晶顯示程序以及機械臂急停程序組成4.2急?？刂葡到y(tǒng)該系統(tǒng)采用應急停止控制機制，涵蓋電源的收集板塊、傳感器工作板塊以及應急停止操控板塊，其中電源收集板塊與傳感器作用板塊導入電氣連接、傳感器工作模塊與緊急停止控制模塊連接，報警系統(tǒng)和緊急停止控制系統(tǒng)連接。工作人員按下緊急停止鍵后，機器人臂也隨之停止，松下緊急停止鍵，機械臂重新開始工作。具體如圖9所示。圖9急停梯形圖4.3液晶顯示屏系統(tǒng)作為PLC的機械臂的操縱終端，可以在LCD屏幕上對其進行控制。(1)屏幕功能（用戶畫面功能，系統(tǒng)畫面），用戶畫面功能（用戶生成畫面）（2）系統(tǒng)屏幕功能監(jiān)測功能（3）數(shù)據(jù)采集功能（4）報警功能。由于液晶顯示屏需要監(jiān)控和控制，所以工作相當?shù)姆敝?。所以該系統(tǒng)使用MT506TV的觸摸屏。（1）可以監(jiān)控機械臂的工作情況。（2）可以觸摸屏幕控制機械臂，并且將程序響應到PLC。它可以用于其它裝置的故障位置、報警位置和緊急停止等方面的檢測。（3）可以將其錄制或截取為視頻或圖像，具有更強大的功能。如圖10所示。圖10PLC與顯示屏接線圖4.4機械臂抓取系統(tǒng)氣動機械臂的抓取系統(tǒng)：初始形態(tài)的時候，氣動機械臂處于原位。點擊驅(qū)動按鍵I1.0以后，最先伸出機械臂，機械臂向下移動，抓