【正文】 的快速發(fā)展，工業(yè)現(xiàn)場機械手的要求將越來越高，其技術(shù)也越來越成熟。機械手是工業(yè)自動控制領(lǐng)域中經(jīng)常遇到的一種控制對象。機械手可以完成許多工作，如搬物、裝配、切割、噴染等等，應(yīng)用非常廣泛。應(yīng)用PLC控制機械手實現(xiàn)各種規(guī)定的工序動作，可以簡化控制線路，節(jié)省成本，提高勞動生產(chǎn)率。圖1 是機械手搬運物品示意圖。圖1 機械手搬物示意圖圖中機械手的任務(wù)是將傳送帶A上的物品搬運到傳送帶B。為使機械手動作準(zhǔn)確，在機械手的極限位置安裝了限位開關(guān)SQSQSQSQSQ5，對機械手分別進行抓緊、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、上升、下降動作的限位，并發(fā)出動作到位的輸入信號。傳送帶A上裝有光電開關(guān)SP，用于檢測傳送帶A上物品是否到位。機械手的起、停由圖中的起動按鈕SB停止按鈕SB2控制。傳送帶A、B由電動機拖動。機械手的上、下、左、右、抓緊、放松等動作由液壓驅(qū)動，并分別由六個電磁閥來控制。2 機械手的動作流程傳送帶B處于連續(xù)運行狀態(tài)，故不需要用PLC控制。機械手及傳送帶C 順序動作的要求是：1)按下起動按鈕SB1時，機械手系統(tǒng)工作。首先上升電磁閥通電，手臂上升，至上升限位開關(guān)動作；2)左轉(zhuǎn)電磁閥通電，手臂左轉(zhuǎn)，至左轉(zhuǎn)限位開關(guān)動作； 3)下降電磁閥通電，手臂下降，至下降限位開關(guān)動作；4)啟動傳送帶A運行，由光電開關(guān)SP檢測傳送帶A上有無物品送來，若檢測到物品，則抓緊電磁閥通電，機械手抓緊，至抓緊限位開關(guān)動作； 5)手臂再次上升，至上升限位開關(guān)再次動作；6)右轉(zhuǎn)電磁閥通電，手臂右轉(zhuǎn)，至右轉(zhuǎn)限位開關(guān)動作； 7)手臂再次下降，至下降限位開關(guān)再次動作；8)放松電磁閥通電，機械手松開手爪，經(jīng)延時2秒后，完成一次搬運任務(wù)，然后重復(fù)循環(huán)以上過程。9)按下停止按鈕SB2或斷電時，機械手停止在現(xiàn)行工步上，重新起動時，機械手按停止前的動作繼續(xù)工作。根據(jù)對機械手的順序動作要求，可以畫出時序圖如圖2所示。由時序圖可作出圖3所示的機械手動作流程圖。圖2 機械手佛那故作布序圖圖3 機械手動作流程圖 PLC選型及其I/O點編號分配 PLC的選型由于機械手系統(tǒng)的輸入/輸出接點少，要求電氣控制部分體積小，成本低，并能夠用計算機對PLC進行監(jiān)控和管理，故選用日本OMRON（立石）公司生產(chǎn)的多功能小型C20P主機。該機輸入點為12，輸出點為8。內(nèi)部主要有：136個輔助繼電器、16個特殊功能繼電器、160個保持繼電器、8個暫存繼電器、48個定時/計數(shù)器、64個16位數(shù)據(jù)存貯器。 I/O點編號分配根據(jù)圖3所示的機械手動作流程圖，可以確定電氣控制系統(tǒng)的I/O點分配，如表1所示。表1 機械手控制I/O分配表根據(jù)圖3流程圖和表1的I/O分配表，可以編制出狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖如圖4所示。圖4 機械手狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖 4 編程及程序運行 用步進指令編程根據(jù)圖4狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，編制的步進梯形圖程序如圖5所示。圖5中，“全部輸出禁止”部分的作用是在停止時禁止全部輸出，使機械手停止在現(xiàn)行的工步上；重新起動時又能從停止前的工步繼續(xù)動作。在狀態(tài)由HR010轉(zhuǎn)移至HR000的條件中，增加了保持繼電器的常閉觸點，其作用是：當(dāng)機械手工作在某一中間工步時，若 PLC斷電或停止運行，機械手停止在中間工步上。PLC復(fù)電或重新投入運行后，由于保持繼電器HR具有狀態(tài)斷電保護的功能，因此在重新起動時，中有某一個是斷開的，使得HR000不能置位，機械手只能從停止前被置位的保持繼電器的后續(xù)工步繼續(xù)動作。 程序運行按下起動按鈕SB1，輸入點0000為ON,則作為互鎖條件的輔助繼電器1000為ON，互鎖指令I(lǐng)L接通，IL與ILC之間的線圈正常工作，“全部輸出禁止”解除。若(抓圖1)常閉觸點都為ON，保持繼電器HR000接通，輸出點0503使上升電磁閥得電，手臂上升。當(dāng)手臂上升到位時，上升限位開關(guān)使輸入點0005閉合，保持繼電器HR001 接通，HR000復(fù)位，輸出點0501使左轉(zhuǎn)電磁閥得電，手臂左轉(zhuǎn)。......以后每當(dāng)一步動作到位，限位條件滿足時，狀態(tài)轉(zhuǎn)移，進行下一工步動作。當(dāng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移到HR008為ON時，輸出點0506使放松電磁閥得電，機械手放松，同時定時器TIM00計時。當(dāng)計時2秒到，狀態(tài)又轉(zhuǎn)移到HR000，程序又重新從第一工步開始循環(huán)。停止時，按下停止按鈕SB2，0001斷開，輔助繼電器1000為OFF，互鎖指令斷開，全部輸出被禁止，但各保持繼電器的狀態(tài)是斷電保護的，機械手停在現(xiàn)行的工步上。當(dāng)重新按起動按鈕時，互鎖指令接通，停止前的輸出被恢復(fù)，機械手繼續(xù)在停止前某保持繼電器為ON的工步動作。5 結(jié)束語本文介紹了日本OMRON公司生產(chǎn)的C系列P型小型多功能PLC在機械手步進控制中的設(shè)計應(yīng)用。說明了機械手的動作原理，設(shè)計要求，程序設(shè)計方法。本文介紹的程序已在實際生產(chǎn)中獲得了成功的應(yīng)用。第二篇：機械手PLC控制程序附錄3：：：：：：：：：:第三篇：plc機械手課程設(shè)計課程設(shè)計說明書目錄 引言.................................................................5 2 設(shè)計目的及主要內(nèi)容...................................................6 .......................................................4 .......................................................4 3 氣動機械手的操作要求及功能...........................................4.......................................................4 .......................................................5 4 PLC及機械手的選擇和論證.............................................6 PLC............................................................6 PLC簡介...................................................6 PLC的結(jié)構(gòu)及基本配置.......................................6 PLC的選擇及論證..........................................7 .........................................................7 .................................................7 ...............................................8 5 硬件電路設(shè)計及描述...................................................8 .......................................................8 PLC的I/O分配接線.............................................9 6 軟件電路設(shè)計及描述..................................................10 ..........................................10 ....................................................10 ..............................................11 ..................................................12 ..........................................12 ....................................................13 7 心得體會...........................................................15 參考文獻.............................................................16課程設(shè)計說明書1引 言在現(xiàn)代工業(yè)中，生產(chǎn)過程的機械化，自動化已成為突出的主題?；さ冗B續(xù)性生產(chǎn)過程的自動化已基本得到解決。但在機械工業(yè)中，加工、裝配等生產(chǎn)是不連續(xù)的。專用機床是大批量生產(chǎn)自動化的有效的辦法；控制機床、數(shù)控機床、加工中心等自動化機械是有效地解決多品種小批量生產(chǎn)自動化的重要辦法。但除切削加工本身外，還有大量的裝卸、搬運、裝配等作業(yè)，有待于進一步實現(xiàn)機械化。據(jù)資料介紹，美國生產(chǎn)的全部工業(yè)零件中，有75%是小批量生產(chǎn)，金屬加工生產(chǎn)批量中有四分之三有50件以下，零件真正在機床上加工的時間僅占零件生產(chǎn)時間的5%。從這里看出，裝卸、搬運等工序機械化的迫切性，工業(yè)機械手就是為實現(xiàn)這些工序的自動化而生產(chǎn)的。并且在工業(yè)生產(chǎn)和其他領(lǐng)域內(nèi)，由于工作的需要，人們經(jīng)常受到高溫、腐蝕及有毒氣體等因素的危害，增加了工人的勞動強度，甚至于危及生命。自從機械手問世以來，相應(yīng)的各種難題迎刃而解。機械手可在空間抓、放、搬運物體，動作靈活多樣，適用于可變換生產(chǎn)品種的中、小批量自動化生產(chǎn)，廣泛應(yīng)用于柔性自動線。機械手一般由耐高溫，抗腐蝕的材料制成，以適應(yīng)現(xiàn)場惡劣的環(huán)境，大大降低了工人的勞動強度，提高了工作效率?？删幊炭刂破魇抢^電器控制和計算機控制出上開發(fā)的產(chǎn)品，逐漸發(fā)展成以微器處理為核心把自動化技術(shù)、計算機技術(shù)、通信技術(shù)融為一體的新型工業(yè)自動控制裝置。機械手采用plc控制，具有可靠性高，改變程序靈活等優(yōu)點。無論進行時間控制還是控制或混合控制，都可以通過設(shè)置plc的程序?qū)崿F(xiàn)?？梢愿鶕?jù)機械手的動作順序改變程序，是機械手通用性更好。采用氣壓傳動，動作迅速，反應(yīng)靈敏，能實現(xiàn)過載保護，便于自動控制。工作環(huán)境適應(yīng)性好。阻力損失和泄露減少。不會污染環(huán)境，造價低。在彩電、冰箱等家用電器產(chǎn)品的裝配生產(chǎn)線上，在半導(dǎo)體芯片、印刷電路等各種電子產(chǎn)品的裝配流水線上，不僅可以看到各種大小不一、形狀不同的氣缸、氣爪，還可以看到許多靈巧的真空吸盤將一般氣爪很難抓起的顯像管、紙箱等物品輕輕地吸住，運送到指定目標(biāo)位置氣動機械手被廣泛應(yīng)用于汽車制造業(yè)、半導(dǎo)體及家電行業(yè)、化肥和化工，食品和藥品的包裝、精密儀器和軍事工業(yè)等。課程設(shè)計說明書 設(shè)計目的及主要內(nèi)容培養(yǎng)plc設(shè)計能力；擴展知識結(jié)構(gòu)；培養(yǎng)綜合運用能力；是課堂教學(xué)的有益補充。通過本次課程設(shè)計，進一步加強自己對機械手和PLC的認(rèn)識，以及它們在生活中廣泛應(yīng)用。 氣動機械手的動作示意圖如圖1所示，氣動機械手的功能是將工件從A處移送到B處?？刂埔鬄椋簹鈩訖C械手的升降和左右移行分別由不同的雙線圈電磁閥來實現(xiàn)，電磁閥線圈失電時能保持原來的狀態(tài)，必須驅(qū)動反向的線圈才能反向運動；上升；右行；線圈通電時夾緊工件，線圈斷電時松開工件；機械手的夾鉗的松開、夾緊通過延1S實現(xiàn)；機械手的下降、上升、右行；課程設(shè)計說明書機械手的操作面板如圖2所示。機械手能實現(xiàn)手動、回原位、單步、單周期和連續(xù)等五種工作方式。手動工作方式時，用各按鈕的點動實現(xiàn)相應(yīng)的動作；連續(xù)工作方式時，機械手在原位，只要按下啟動安鈕，機械手就會連續(xù)循環(huán)工作，直到按下停止安鈕；單步工作方式時，每按下一次啟動安鈕，機械手向前執(zhí)行一步；單周期工作方式時，每按下一次啟動安鈕，機械手只運行一個周期；傳送工件時，機械手必須升到最高點才能左右移動，以防止機械手在較低位置運行時碰到其他工件；出現(xiàn)緊急情況，按下緊急停車按鈕時，機械手停止所有的操作。課程設(shè)計說明書 PLC及機械手的選擇和論證 PLC PLC簡介可編程控制器（簡稱PLC）：是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計的。它采用一類可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算,順序控制，定時，計數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。PLC具有通用性強、使用方便、適應(yīng)面廣、可靠性高、抗干擾能力強、編程簡單等特點。可以預(yù)料：在工業(yè)控制領(lǐng)域中，PLC控制技術(shù)的應(yīng)用必將形成世界潮流。 PLC的結(jié)構(gòu)及基本配置一般講，PLC分為箱體式和模塊式兩種。但它們的組成是相同的，對箱體式PLC，有一塊CPU板、I/O板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，當(dāng)然按CPU性能分成若干型號，并按I/O點數(shù)又有若干規(guī)格。對模塊式PLC，有CPU模塊、I/O模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機架。無任哪種結(jié)構(gòu)類型的PLC，都屬于總線式開課程設(shè)計說明書放型結(jié)構(gòu)，其I/O能力可按用戶需要進行擴展與組合。CPU：PLC中的CPU是PLC的核心，起神經(jīng)中樞的作用，每臺PLC至少有一個CPU。與通用計算機一樣，主要由運算器、控制器、存儲器及實現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)總線構(gòu)成，還有外圍芯片、總線接口及有關(guān)電路。它確定了進行控制的規(guī)模、工作速度、內(nèi)存容量等。內(nèi)存主要用于存儲程序及數(shù)據(jù)，是PLC不可缺少的組成單元。存儲器：可編程序控制器的存儲器分為系統(tǒng)程序存儲器和用戶程序存儲器。I/O模塊：PLC的對外功能，主要是通過各種I/O接口模塊與外界聯(lián)系的。電源模塊：有些PLC中的電源，是與CPU模塊合二為一的，有些是分開的，其主要用途是為PLC各模塊的集成電路提供工作電源。同時，有的還為輸入電路提供24V的工作電源。電源以其輸入類型有：交流電源，加的為交流220VAC或110VAC，直流電源，加的為直流電壓，常用的為24V。PLC 的外部設(shè)備：外部設(shè)備是PLC系統(tǒng)不可分割的一部分，它有四大類 機械手