【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 編程來(lái)實(shí)現(xiàn)控制功能，對(duì)同一控制對(duì)象，當(dāng)控制要求改變需改變控制系統(tǒng)的功能時(shí)，不必改變 PLC的硬件設(shè)備，只需相應(yīng)改變軟件程序。 3） . 編程簡(jiǎn)單、使用、維護(hù)方便 4） . 組合方便、功能強(qiáng)、應(yīng)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(jī)控制，又可用于組成多級(jí)控制系統(tǒng)；既可控制簡(jiǎn)單系統(tǒng)，又可控制復(fù)雜系統(tǒng)。因此， PLC 應(yīng)用范圍很廣。 5） . 體積小、重量輕、功耗低 PLC 采用了半導(dǎo)體集 成電路，外形尺寸很小，重量輕，同時(shí)功耗也很低，空載功耗約 。 在機(jī)械手中的應(yīng)用 14 機(jī)械手通常應(yīng)用于動(dòng)作復(fù)雜的場(chǎng)合來(lái)代替人的反復(fù)的操作，從而節(jié)省人的勞動(dòng)，普通繼電器由于其體積和接口等各方面限制，經(jīng)常被應(yīng)用于動(dòng)作簡(jiǎn)單的電氣及流水線控制，而 PLC 以其可靠性高、抗干擾能力強(qiáng) ?？刂葡到y(tǒng)構(gòu)成簡(jiǎn)單、通用性強(qiáng) 。 編程簡(jiǎn)單、使用、維護(hù)方便 。組合方便、功能強(qiáng)、應(yīng)用范圍廣 。 體積小、重量輕、功耗低等有點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于類似機(jī)械手的控制動(dòng)作復(fù)雜的場(chǎng)合，本設(shè)計(jì)正是以 PLC控制為基礎(chǔ)從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的各種動(dòng)。 第二章 搬運(yùn)機(jī) 械手總體設(shè)計(jì)方案 搬運(yùn)機(jī)械手結(jié)構(gòu)及其動(dòng)作 本機(jī)械手用于生產(chǎn)線上工件的自動(dòng)搬運(yùn)，根據(jù)對(duì)機(jī)械手的工藝過(guò)程及控制要求分析，機(jī)械手的動(dòng)作過(guò)程如圖 3—1 所示： 圖 2—1 機(jī)械手的動(dòng)作周期 機(jī)械 手的控制過(guò)程 如圖 3—2所示由 A、 B 兩個(gè)液壓缸完成工件的夾緊和提升的動(dòng)作， A缸通過(guò)一個(gè)單電兩位四通電磁換向閥控制工件的夾緊、放松， B 缸通過(guò)一雙電兩位四通電磁閥控制機(jī)械手的升降；由小車實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的移動(dòng)。該小車由兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，一臺(tái) 15 是高速，一臺(tái)是慢速。當(dāng)小車前進(jìn)時(shí)以慢 —快 —慢的形式進(jìn)行，返回時(shí)按慢 —快 —慢的形式后退。當(dāng)工件從傳送帶傳輸?shù)綑C(jī)械手下方時(shí)，工件碰壓行程開關(guān) SQ1， B缸活塞桿伸出，帶動(dòng)機(jī)械手下降，下降至終點(diǎn)碰壓行程開關(guān) SQ3與機(jī)械手夾鉗相連的 A 缸活塞桿收進(jìn)，機(jī)械手將工件夾緊；當(dāng)工件夾緊到位時(shí)，行程開關(guān) SQ5 動(dòng)作，B 缸的活塞桿收進(jìn)，把工件提升；當(dāng)工件提升到最高位置時(shí)碰壓行程開關(guān) SQ4，啟動(dòng)小車慢速右行；當(dāng)小車碰壓行程開關(guān) SQ7 時(shí)轉(zhuǎn)為快速行走；接近終點(diǎn)時(shí)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(jìn)；停留 5 秒后， B 缸活塞桿再次外伸，機(jī)械手下降至終點(diǎn)， A缸活塞桿外伸帶動(dòng)夾鉗松開，將工件放下；然后機(jī)械手上升，小車以慢 —快 —慢的形式沿原路返回，恢復(fù)到圖示所示的原點(diǎn)位 | 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 | 置。 機(jī)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(dòng)和自動(dòng)操作，其中自動(dòng)操作中包括了：?jiǎn)尾?、單周期、連續(xù)；手動(dòng)操作包括手動(dòng)和回原位的操作。 手動(dòng)操作：供維修用，即用按鈕對(duì)機(jī)械手的每一步動(dòng)作單獨(dú)控制。例如，當(dāng)選擇手動(dòng)操作時(shí)，按下上升 /下降按鈕，機(jī)械手在滿足條件情況下即執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作，其它動(dòng)作以此類推。 回原位：當(dāng)由于斷電或其它原因?qū)е聶C(jī)械手運(yùn)行中途停止時(shí)，再次通電將操作方式選擇置于回原位位置，按下復(fù)位按鈕，機(jī)械手即可按最短路徑的原則返回到原點(diǎn)位置。 16 單步運(yùn)行：供試用，即沒(méi)按一次啟動(dòng)按鈕機(jī)械手向前執(zhí)行一個(gè)動(dòng)作后停止。 單周期運(yùn)行：供首次檢驗(yàn)用，當(dāng)機(jī)械手在原點(diǎn)時(shí)按下啟動(dòng)按鈕，機(jī)械手自動(dòng)執(zhí)行一個(gè)周期后停止在原點(diǎn)位置 連續(xù)運(yùn)行：正常使用，當(dāng)機(jī)械手在原點(diǎn)并按下啟動(dòng)按鈕時(shí)，機(jī)械手周而復(fù)始的執(zhí)行各工步動(dòng)作。 該機(jī)械手在自動(dòng)工作狀態(tài)時(shí)，應(yīng)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(duì)狀態(tài)器進(jìn)行置位，然后再將工作方式選擇開關(guān)放置自動(dòng)工作方式下。若自動(dòng)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(yùn)機(jī)械手硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括機(jī)械部分和電氣控制部分的設(shè)計(jì)。 機(jī)械手的結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)其結(jié)構(gòu)如 圖 3—2 所示 17 圖 3—2：機(jī)械手的結(jié)構(gòu)示意圖 圖中設(shè)置 9 個(gè)行程開關(guān) SQ1—SQ9用于檢測(cè)工件、小車、機(jī)械手的位置及機(jī)械手夾鉗的夾緊、放松狀態(tài)，并對(duì)系統(tǒng)實(shí)施控制。其中 SQ1 為工件是否到位的檢測(cè)開關(guān) ； SQ2 為小車原位檢測(cè)開關(guān)； SQ SQ4 分別為機(jī)械手下降上升是否到位檢測(cè)開關(guān)； SQ SQ6 分別為機(jī)械手夾緊放松檢測(cè)開關(guān)； SQ SQ8 分別為小車速度轉(zhuǎn)換開關(guān)； SQ9 為小車運(yùn)動(dòng)停止開關(guān)。 電氣控制的設(shè)計(jì) 包括主電路和控制電路的設(shè)計(jì)。主電路由兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)，即慢速電機(jī)和快速電機(jī)，分別拖動(dòng)小車慢行和快行，其控制如下：慢速電動(dòng)機(jī) M1 由接觸器 KM KM2分別控制其正傳和反轉(zhuǎn)；快速電動(dòng)機(jī) M2由接觸器 KM3 和 KM4 分別控制其正傳和反轉(zhuǎn)。機(jī)械手的夾緊放松動(dòng)作是由一單電兩位四通電磁閥控制的一個(gè)液壓缸完成的，在通電情況 下，機(jī)械手松開，得電時(shí)松開，可以防止在設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中突然斷電導(dǎo)致的機(jī)械手松開，工件脫落的情況發(fā)生。 18 操作面板及動(dòng)作說(shuō)明 根據(jù)控制和生產(chǎn)工藝的要求，控制操作包括手動(dòng)和自動(dòng)，手動(dòng)又包括手動(dòng)步進(jìn)、回原位操作，自動(dòng)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(gè)檔位。手動(dòng)工作方式下，手動(dòng)動(dòng)作包括上升、下降、放松、快進(jìn)、慢進(jìn)、快退、慢退和復(fù)位，故設(shè)置六個(gè)動(dòng)作看官按鈕。各個(gè)動(dòng)作進(jìn)行的同時(shí)均設(shè)有動(dòng)作指示燈。另外設(shè)有啟動(dòng)停止按鈕。 其操作面板如圖 3—3 所示： 圖 3—3 機(jī)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(diǎn)數(shù)如下表所示： 信 號(hào) I/O 設(shè)備 I/O 點(diǎn)數(shù) 信號(hào) I/O 設(shè)備 I/O 點(diǎn)數(shù) 輸 入 操作方式選擇旋鈕開關(guān) 手動(dòng)時(shí)運(yùn)動(dòng)選擇按鈕 啟動(dòng)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(dòng)作指示 原點(diǎn)指示 4 3 8 1 根據(jù) I/O 點(diǎn)的分配要求及考慮 10%到 15%的 I/O 裕量，本設(shè)計(jì) 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(jì)主要是 PLC 輸入、輸出接線的設(shè)計(jì)，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(yùn)機(jī)械手的軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 機(jī)械手動(dòng)控制屬順序控制，故其手動(dòng)程序采用普通的 PLC 控制指令控制，自動(dòng)程序采用步進(jìn)梯形指令控制 22 梯形圖的總體設(shè)計(jì) 按照機(jī)械手控制和工藝流程的要求，在選擇 “手動(dòng)方式 ”時(shí)應(yīng)執(zhí)行手動(dòng)程序；在選擇 “回原位 ”時(shí)應(yīng)執(zhí)行回原 | 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 | 位程序；在選擇自動(dòng)程序時(shí)應(yīng)執(zhí)行自動(dòng)程序。其中自動(dòng)程序要在啟動(dòng)按鈕按下時(shí)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(yùn)機(jī)械手 PLC 控制梯形圖總體構(gòu)成 各部分梯形圖的設(shè)計(jì) 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(dòng)方式下被置位、復(fù)位。當(dāng)方式選擇開關(guān)置于 “返回原位 ”（ X514 接通）時(shí)，按下復(fù)位按鈕（ X507） 時(shí)被置位，在“手動(dòng)操作 ”（ X510）接通時(shí)， S600 復(fù)位。處于中間工步的狀態(tài)器用手動(dòng)做復(fù)位操作，即在方式選擇開關(guān)位于 “手動(dòng)操作 ”或 “返回原位 ”時(shí)，中間狀態(tài)器同步復(fù)位。