【文章內(nèi)容簡介】 編程來實現(xiàn)控制功能，對同一控制對象，當控制要求改變需改變控制系統(tǒng)的功能時，不必改變 PLC的硬件設(shè)備，只需相應改變軟件程序。 3） . 編程簡單、使用、維護方便 4） . 組合方便、功能強、應用范圍廣 PLC 既可用于開關(guān)量的控制又可用于模擬量的控制；既可用單片機控制，又可用于組成多級控制系統(tǒng)；既可控制簡單系統(tǒng)，又可控制復雜系統(tǒng)。因此， PLC 應用范圍很廣。 5） . 體積小、重量輕、功耗低 PLC 采用了半導體集 成電路，外形尺寸很小，重量輕，同時功耗也很低，空載功耗約 。 在機械手中的應用 14 機械手通常應用于動作復雜的場合來代替人的反復的操作，從而節(jié)省人的勞動，普通繼電器由于其體積和接口等各方面限制，經(jīng)常被應用于動作簡單的電氣及流水線控制，而 PLC 以其可靠性高、抗干擾能力強 ?？刂葡到y(tǒng)構(gòu)成簡單、通用性強 。 編程簡單、使用、維護方便 。組合方便、功能強、應用范圍廣 。 體積小、重量輕、功耗低等有點被廣泛應用于類似機械手的控制動作復雜的場合，本設(shè)計正是以 PLC控制為基礎(chǔ)從而實現(xiàn)機械手的各種動。 第二章 搬運機 械手總體設(shè)計方案 搬運機械手結(jié)構(gòu)及其動作 本機械手用于生產(chǎn)線上工件的自動搬運，根據(jù)對機械手的工藝過程及控制要求分析，機械手的動作過程如圖 3—1 所示： 圖 2—1 機械手的動作周期 機械 手的控制過程 如圖 3—2所示由 A、 B 兩個液壓缸完成工件的夾緊和提升的動作， A缸通過一個單電兩位四通電磁換向閥控制工件的夾緊、放松， B 缸通過一雙電兩位四通電磁閥控制機械手的升降；由小車實現(xiàn)機械手的移動。該小車由兩臺電動機驅(qū)動，一臺 15 是高速，一臺是慢速。當小車前進時以慢 —快 —慢的形式進行，返回時按慢 —快 —慢的形式后退。當工件從傳送帶傳輸?shù)綑C械手下方時，工件碰壓行程開關(guān) SQ1， B缸活塞桿伸出，帶動機械手下降，下降至終點碰壓行程開關(guān) SQ3與機械手夾鉗相連的 A 缸活塞桿收進，機械手將工件夾緊；當工件夾緊到位時，行程開關(guān) SQ5 動作，B 缸的活塞桿收進，把工件提升；當工件提升到最高位置時碰壓行程開關(guān) SQ4，啟動小車慢速右行；當小車碰壓行程開關(guān) SQ7 時轉(zhuǎn)為快速行走；接近終點時小車碰壓行程開關(guān) SQ8，轉(zhuǎn)為慢速行走；行至右端行程開關(guān) SQ9，小車停止前進；停留 5 秒后， B 缸活塞桿再次外伸，機械手下降至終點， A缸活塞桿外伸帶動夾鉗松開，將工件放下；然后機械手上升，小車以慢 —快 —慢的形式沿原路返回，恢復到圖示所示的原點位 | 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 | 置。 機械手的控制要求 為了便于生產(chǎn)加工 、維修、調(diào)整設(shè)置的工作方式選擇開關(guān)。分為手動和自動操作，其中自動操作中包括了：單步、單周期、連續(xù)；手動操作包括手動和回原位的操作。 手動操作：供維修用，即用按鈕對機械手的每一步動作單獨控制。例如，當選擇手動操作時，按下上升 /下降按鈕，機械手在滿足條件情況下即執(zhí)行相應的動作，其它動作以此類推。 回原位：當由于斷電或其它原因?qū)е聶C械手運行中途停止時，再次通電將操作方式選擇置于回原位位置，按下復位按鈕，機械手即可按最短路徑的原則返回到原點位置。 16 單步運行：供試用，即沒按一次啟動按鈕機械手向前執(zhí)行一個動作后停止。 單周期運行：供首次檢驗用，當機械手在原點時按下啟動按鈕，機械手自動執(zhí)行一個周期后停止在原點位置 連續(xù)運行：正常使用，當機械手在原點并按下啟動按鈕時，機械手周而復始的執(zhí)行各工步動作。 該機械手在自動工作狀態(tài)時，應先將其工作方式選擇開關(guān)放在 “返回原位 ”，并按下返回原位按鈕，對狀態(tài)器進行置位，然后再將工作方式選擇開關(guān)放置自動工作方式下。若自動工作狀態(tài)解除，則硬件工作方式選擇開關(guān)放置于 “手從操作 ”位置。 第三章 搬運機械手硬件系統(tǒng)設(shè)計 硬件系統(tǒng)設(shè)計包括機械部分和電氣控制部分的設(shè)計。 機械手的結(jié)構(gòu) 設(shè)計其結(jié)構(gòu)如 圖 3—2 所示 17 圖 3—2：機械手的結(jié)構(gòu)示意圖 圖中設(shè)置 9 個行程開關(guān) SQ1—SQ9用于檢測工件、小車、機械手的位置及機械手夾鉗的夾緊、放松狀態(tài)，并對系統(tǒng)實施控制。其中 SQ1 為工件是否到位的檢測開關(guān) ； SQ2 為小車原位檢測開關(guān)； SQ SQ4 分別為機械手下降上升是否到位檢測開關(guān)； SQ SQ6 分別為機械手夾緊放松檢測開關(guān)； SQ SQ8 分別為小車速度轉(zhuǎn)換開關(guān)； SQ9 為小車運動停止開關(guān)。 電氣控制的設(shè)計 包括主電路和控制電路的設(shè)計。主電路由兩臺電動機，即慢速電機和快速電機，分別拖動小車慢行和快行，其控制如下：慢速電動機 M1 由接觸器 KM KM2分別控制其正傳和反轉(zhuǎn)；快速電動機 M2由接觸器 KM3 和 KM4 分別控制其正傳和反轉(zhuǎn)。機械手的夾緊放松動作是由一單電兩位四通電磁閥控制的一個液壓缸完成的，在通電情況 下，機械手松開，得電時松開，可以防止在設(shè)備運行過程中突然斷電導致的機械手松開，工件脫落的情況發(fā)生。 18 操作面板及動作說明 根據(jù)控制和生產(chǎn)工藝的要求，控制操作包括手動和自動，手動又包括手動步進、回原位操作，自動控制包括單步、單周期、連續(xù)的操作。故操作方式選擇開關(guān)設(shè)置有五個檔位。手動工作方式下，手動動作包括上升、下降、放松、快進、慢進、快退、慢退和復位，故設(shè)置六個動作看官按鈕。各個動作進行的同時均設(shè)有動作指示燈。另外設(shè)有啟動停止按鈕。 其操作面板如圖 3—3 所示： 圖 3—3 機械手操作面板示意圖 19 I/O 分配 I/O 設(shè)備即所需的 I/O點數(shù)如下表所示： 信 號 I/O 設(shè)備 I/O 點數(shù) 信號 I/O 設(shè)備 I/O 點數(shù) 輸 入 操作方式選擇旋鈕開關(guān) 手動時運動選擇按鈕 啟動停止按鈕 行程開關(guān) 5 8 2 9 輸 出 交流接觸器控制線圈 電磁閥 動作指示 原點指示 4 3 8 1 根據(jù) I/O 點的分配要求及考慮 10%到 15%的 I/O 裕量，本設(shè)計 PLC 采用F1—60MR 36/24 型，樣圖見圖 34 所示： 20 圖 3—4 F140MR 樣圖 控制電路設(shè)計主要是 PLC 輸入、輸出接線的設(shè)計，其 I/O 分配如圖 3—5 所示。 21 電氣接線圖見附圖 圖 3—5 PLC I/O 接線控制圖 第四 章 搬運機械手的軟件系統(tǒng)設(shè)計 機械手動控制屬順序控制，故其手動程序采用普通的 PLC 控制指令控制，自動程序采用步進梯形指令控制 22 梯形圖的總體設(shè)計 按照機械手控制和工藝流程的要求，在選擇 “手動方式 ”時應執(zhí)行手動程序；在選擇 “回原位 ”時應執(zhí)行回原 | 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 | 位程序；在選擇自動程序時應執(zhí)行自動程序。其中自動程序要在啟動按鈕按下時才執(zhí)行。故梯形圖的總體構(gòu)成如圖 3—6 所示。 圖 3—6 搬運機械手 PLC 控制梯形圖總體構(gòu)成 各部分梯形圖的設(shè)計 23 通用部分梯形圖分為三部分： 1） . 狀態(tài)器的初始化。初始化狀態(tài)器 S600 在手動方式下被置位、復位。當方式選擇開關(guān)置于 “返回原位 ”（ X514 接通）時，按下復位按鈕（ X507） 時被置位，在“手動操作 ”（ X510）接通時， S600 復位。處于中間工步的狀態(tài)器用手動做復位操作，即在方式選擇開關(guān)位于 “手動操作 ”或 “返回原位 ”時，中間狀態(tài)器同步復位。