实验14 基于PLC与计算机通讯的机械手控制实验
实验目的
结合《PLC与电气控制》课程所学相关知识，设计PLC与计算机进行实时通讯的计算机控制实验。计算机作为上位机，可随时改变PLC的控制参数，并把参数传送到PLC中，然后PLC根据这些参数驱动机械手完成相关动作。
实验内容所涉及课程或相关课程的知识面
该实验涉及《PLC与电气控制》及《计算机高级语言编程》等课程的相关内容。其中主要涉及《PLC与电气控制》课程的如何控制执行件及如何与计算机实时通讯等内容；《计算机高级语言编程》涉及如何进行编写PLC实时控制系统的界面等内容，及如何完成与PLC的通讯，将实时控制数据传送到PLC。
实验要求
要求同学们利用学过的知识，结合PLC与计算机编程，完成各功能信号输出及与PLC通讯，实现对机械手的控制，并完成实验报告。
实验步骤
1. 按照通讯要求，选择计算机与PLC的通讯协议； 2. 按照通讯协议，连接电路，特别注意其电平的转换设计； 3. PLC与计算机编程，实现实时通讯； 4. 机械手操作验证； 5. 撰写实验报告。
实验仪器和设备
气泵、PLC、机械手、计算机。
实验报告
1. 阐明选择的计算机与PLC之间的通讯协议； 2. 画出机械手与PLC连接的电路原理图； 3. 给出PLC梯形图和计算机程序框图及原代码； 4. 思考：如何选择通讯协议使传送的数据尽可能少。
实验15 气动机械手的PLC控制实验
实验目的
综合运用所学《PLC与电气控制》、《机电传动控制》及《液压与气压传动》课程的相关知识编写程序，控制气动机械手完成设定的动作循环，此程序应具有手动、自动切换等功能。
实验内容所涉及课程或相关课程的知识面
该实验涉及《PLC与电气控制》及《液压与气压传动》等课程的相关知识，要求同学们利用所学习过的PLC编程语言设计梯形图控制程序，实现对电磁阀与气缸的控制，以及对步进电机的控制。
实验要求
要求编程实现PLC与机械手手柄通讯控制机械手运动，实现机械手各自由度的动作以及手爪的开合，完成实验报告。
实验步骤
1. 设计机械手动作循环； 2. 设计并搭接PLC的外围电路；
3. 利用编程软件进行PLC编程，并下载，离线调试；
4. 离线调试成功后，连接电路调试，完成对机械手的运动控制； 5. 撰写实验报告。
实验仪器和设备
计算机、PLC、机械手、PLC编程软件。
实验报告
1. 给出PLC控制程序梯形图、电气原理图与气动系统原理图； 2. 总结程序编写和调试中的经验和体会；
3. 思考：改变动作顺序和动作节拍修改程序并调试。
实验16 气动搬运机械手协同作业实验
实验目的
通过该实验，使同学们熟悉一台计算机带两台机械手的控制系统，学习如何设定顺序控制，掌握基于单片机的小型集散控制系统设计的方法和调试过程。
实验内容所涉及课程或相关课程的知识面
该实验涉及《单片机原理与应用》及《计算机高级语言编程》课程的相关知识。
实验要求
通过设定的控制顺序，使两台机械手在一台计算机的控制下，完成对一个零件的顺序搬运。两台机械手在运动区域存在干涉区，设计控制方案使在各种情况（包括误操作）下都不会发生干涉。
实验步骤
1. 选择搬运物； 2. 拟定搬运方案；
3. 计算机与单片机编程，实现对两台机械手的顺序控制； 4. 调试； 5. 撰写实验报告。
实验仪器和设备
计算机、机械手、气泵、STC单片机编程器。
实验报告
1. 给出拟定的控制顺序；
2. 给出单片机与计算机的程序清单；
3. 分析、总结实验中出现的异常现象与发生原因； 4. 思考：如何设置合适的传感器以避免运动干涉。
实验17 气动机械手搬运钢球设计实验
实验目的
结合所学过的知识，利用该机械手，设计合适的方法，或设计应用夹具，完成该机械手搬运一个钢球的设计实验。
实验要求
设给定的钢球直径为50mm，要求同学们给出应用该机械手搬运此钢球的方法和步骤；如果利用辅助夹具，请给出辅助夹具的设计图纸，并加工制作该夹具，完成实验报告。
实验18 基于同一任务的液压机械手机构设计实验
实验目的
结合所学过的知识，针对该机械手所能实现的功能，设计一台液压及电机驱动的机械手，并申请专利。
实验要求
应用液压元器件及电机等，设计与该机械手功能相同的机械手，并进行成本核算。分析气动、液压与电动各自的优缺点。请给出设计图纸，完成实验报告。
三自由度气动机械手实验指导书
