在工业生产和其他领域内，由于工作的需要，人们经常受到高温、腐蚀及有毒气体等因素的危害，增加了工人的劳动强度，甚至于危及生命。自从机械手问世以来，相应的各种难题迎刃而解。机械手可在空间抓、放、搬运物体，动作灵活多样，适用于可变换生产品种的中、小批量自动化生产，广泛应用于柔性自动线。
机械手一般由耐高温，抗腐蚀的材料制成，以适应现场恶劣的环境，大大降低了工人的劳动强度，提高了工作效率。机械手是工业机器人的重要组成部分。工业机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的现代制造业重要的自动化装备。广泛采用工业机器人，不仅可以提高产品的质量与产量，而且对保障人身安全，改善劳动环境，减轻劳动强度，提高劳动生产率，节约原材料消耗以及降低生产成本，有着十分重要的意义。而且机械手是一种能模拟人的手臂的部分动作，按预定的程序、轨迹及其它要求，实现抓取、搬运工件或操纵工具的自动化装置；而可编程控制器（ＰＬＣ）由于其具有的高可靠性、编程方便、易于使用和修改，易于扩展和维护，环境要求低、体积小巧，安装调试方便，在工业控制中有着广泛的应用。
随着社会生产不断进步和人们生活节奏不断加快，人们对生产效率也不断提出新要求。由于微电子技术和计算软、硬件技术的迅猛发展和现代控制理论的不断完善，使机械手技术快速发展，其中气动机械手系统由于其介质来源简便以及不污染环境、组件价格低廉、维修方便和系统安全可靠等特点，已渗透到工业领域的各个部门，在工业发展中占有重要地位。
任务分析
我们要设计的机械手能把工件从A工作台搬运到B工作台，某简易物料搬运机械手的机械结构示意如图1所示。机构的上升、下降和左移、右移是由电机推动来实现的，当某一线圈得电，机构便单方向移动，直到线圈断电才停止在当前位置。夹紧和放松是由单线圈磁性开关来实现的，线圈通电则夹紧，失电则为放松。设备上装有上、下限位和左右限位开关，对机构进行行程控制。
机械手的动作顺序和检测元件、执行元件的布置及工艺过程如图2所示。机械手初始位置停在原点，按下起动按钮后，机械手完成8个动作。机械手的下降、上升、右移、左移等动作的转换是由相应的限位开关来控制的，而夹紧、放松动作是由时间来控制的。
硬件系统如上图，机械手左移右移由电动机M1通过正反转控制，机械手的上升下降由电动机M2通过正反转控制，机械手的夹紧与放松由磁性开关得电失电控制。右行到位信号为SB2(X2)，左行到位信号SB3(X3)，上升到位信号SB0(X0)，下降到位信号SB1(X1)。
1）机械手在原始位置时，按下启动按钮SB12(X12)，机械手手臂开始下降。
2）机械手下降到下限位置，SB1(X1)动作，下降动作结束,检测A工作台有无工件。
3）检测到有工件时，机械手工件，延时1秒钟时间，机械手开始上升。
4）机械手上升到上限位置，SB0(X0)动作，上升动作结束，机械手开始右行。
5）机械手右行到右限位时，SB2(X2)动作，右行动作结束，机械手开始下降。
6）机械手下降到下限位置，SB1(X1)动作，下降动作结束,检测B工作台有无工件。
7）检测到无工件时，机械手松开，将A工作台工件放到B工作台，延时1秒钟时间，机械手开始上升。
8）机械手上升到上限位置，SB0(X0)动作，上升动作结束，机械手开始左行。
9）机械手左行到左限位置，SB3(X3)动作，左行动作结束，机械手开始下降。
10）机械手下降到下限位置，SB1(X1)动作，下降动作结束,机械手经过适当延时，一个工作循环过程完毕。
系统要求
为了满足生产需要，机械手应设置单步工作方式、连续工作方式和回原点工作方式。
1)单步工作方式
从原点开始，按照自动工作循环的步序，每按下一次起动按钮，机械手完成一步的工作后，自动停止。
2)循环工作方式
按下起动按钮，机械手从原点开始，按工序自动反复连续工作，直到按下停止按钮，机械手在完成最后一个周期的动作后，返回原点自动停机。
3）回原点工作方式
机械手控制系统在原点时，各检测元件和执行元件的状态为：左限位开关压下，上限位开关压下，工作钳处于放松状态。在原位处应有信号灯指示。当机械手不在原点时，可选择回原点工作方式，然后按回原点起动按钮，使系统自动返回原点状态。
操作面板（OP）的布置如图3所示。为了便于读者阅读方便，图中将在后面才分配的I/O地址也罗列出来了。
输入输出地址表
PLC外部接线设计
图是PLC的外部接线。为了保证在紧急情况下（包括PLC发生故障时）能可靠地切断PLC的负载电源，设置了交流接触器KM。在PLC开始运行时按钮“负载电源”按钮，使KM线圈得电并自锁，KM的主触点接通，给外部负载提供交流电源，出现紧急情况时用“紧急停车”按钮断开负载电源。