【正文】 液換向閥14（右）→15的單向調(diào)速閥→手臂伸縮缸左腔 泵2→單向閥6→單向閥7→電液換向閥14（右）→15的單向調(diào)速閥→手臂伸縮缸左腔回油路：手臂伸縮缸右腔→電液換向閥14（右）→油箱1手臂下降（12）手臂縮回碰到行程開關(guān)，6Y斷電，4Y通電。此時，電液換向閥10右端動作，壓力油經(jīng)閥10和單向調(diào)速閥13進(jìn)入升降缸上腔。進(jìn)油路：泵1→單向閥5→閥10（右）→閥13→手臂升降缸上腔 泵2→閥6→閥7→↑回油路：手臂升降缸下腔→閥12→閥11→閥10（右）→油箱1手腕反轉(zhuǎn)（112）當(dāng)升降導(dǎo)套上的碰鐵碰到行程開關(guān)時，4Y斷電，1Y、11Y通電。泵2供油至閥22右端，壓力油通過單向調(diào)速閥23進(jìn)入手腕回轉(zhuǎn)缸的另一腔，并使手腕反轉(zhuǎn)。進(jìn)油路：泵2→閥6→閥22（右）→單向調(diào)速閥23→手腕回轉(zhuǎn)缸回油路：手腕回轉(zhuǎn)缸→單向調(diào)速閥24→閥22（右）→油箱1拔定位銷（1）手腕反轉(zhuǎn)碰到行程開關(guān)后，11Y、12Y斷電。動作順序同8。1手臂反轉(zhuǎn)（8）拔定位銷，壓力繼電器發(fā)信號，8Y接通。換向閥16右端動作，壓力油進(jìn)入手臂回轉(zhuǎn)缸的另一腔，手臂反轉(zhuǎn)，機(jī)械手復(fù)位。進(jìn)油路：泵2→閥6→換向閥16（右）→單向調(diào)速閥17→手臂回轉(zhuǎn)缸回油路：手臂回轉(zhuǎn)缸→單向調(diào)速閥18→換向閥16（右）→行程節(jié)流閥19→油箱待料卸載（2）手臂反轉(zhuǎn)到位后，啟動行程開關(guān)，8Y斷電，2Y接通。此時，兩油泵同時卸荷。機(jī)械手動作循環(huán)結(jié)束，等待下一個循環(huán)。第四章 機(jī)械手電氣系統(tǒng)設(shè)計 繼電器接觸器控制線路的設(shè)計 對于線路的設(shè)計我們采用的是邏輯設(shè)計法，根據(jù)機(jī)械手液壓系統(tǒng)圖和機(jī)械手的動作要求，我作出了其繼電器電氣原理圖，見圖41。這里對其繼電器電氣原理圖進(jìn)行說明。圖中SB2實現(xiàn)開機(jī)功能，按下SB2使KM線圈得電，啟動電動機(jī)，為下面的順序動作做準(zhǔn)備。圖41 繼電器電氣原理圖當(dāng)要進(jìn)行順序動作時，繼電器工作順序如下 ：1．插定位銷按下SB3，中間繼電器K1線圈得電并自鎖；1Y，12Y，K26（BPS）得電，機(jī)械手的定位缸右移，到達(dá)極限位置時，插上定位銷。2．手臂前伸當(dāng)定位缸到達(dá)極限位置時，同時會觸動行程開關(guān)ST1，中間繼電器K2得電并自鎖，中間繼電器K2的輔助動斷點斷開，1Y失電，同時5Y得電，手臂伸縮缸開始向右前伸，實現(xiàn)手臂前伸。3．手指張開當(dāng)手臂伸縮缸伸到一定位置時觸動行程開關(guān)ST2，中間繼電器K3得電并自鎖，中間繼電器K3的輔助動觸點斷開，5Y失電；同時9Y得電，手指夾緊缸向右滑動，實現(xiàn)手指張開功能。4．手指抓料當(dāng)手指夾緊缸向右滑動到一定位置時觸動行程開關(guān)ST3，中間繼電器K4得電并自鎖，中間繼電器K4的輔助動斷點斷開，9Y失電；手指夾緊缸向左滑動，從而實現(xiàn)手指抓料功能。5．手臂上升當(dāng)手指夾緊缸向左滑動到一定位置時觸動行程開關(guān)ST4，中間繼電器K5得電并自鎖，中間繼電器K5的輔助動斷點斷開，1Y失電；同時3Y得電，手臂升降缸開始上升，從而實現(xiàn)手臂上升功能。6. 手臂縮回當(dāng)手臂升降缸上升到一定位置時觸動行程開關(guān)ST5，中間繼電器K6得電并自鎖，中間繼電器K6的輔助動斷點斷開，3Y失電；同時6Y得電，手臂伸縮缸開始向左滑動，從而實現(xiàn)手臂縮回功能7．手腕回轉(zhuǎn)當(dāng)手臂伸縮缸向左縮到一定位置時觸動行程開關(guān)ST6，中間繼電器K7得電并自鎖，中間繼電器K7的輔助動斷點斷開，6Y失電；同時10Y得電，手腕回轉(zhuǎn)缸開始轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)手腕回轉(zhuǎn)功能8．拔定位銷當(dāng)手腕回轉(zhuǎn)缸轉(zhuǎn)動到一定位置時觸動行程開關(guān)ST7，中間繼電器K8得電并自鎖，中間繼電器K8的輔助動斷點斷開，12Y失電，K26失電，10Y失電；拔出定位銷。9．手臂回轉(zhuǎn)當(dāng)定位缸向左滑動到一定位置時會觸動行程開關(guān)ST8，電磁閥7Y得電并自鎖，手臂回轉(zhuǎn)缸開始轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)手臂回轉(zhuǎn)功能。10．插定位銷當(dāng)手臂回轉(zhuǎn)缸轉(zhuǎn)動到一定位置時會觸動行程開關(guān)ST9，中間繼電器K10得電并自鎖，其輔助動斷點斷開，7Y失電；中間繼電器K9得電，其輔助動合點關(guān)閉，12Y得電，K26（BPS）得電，機(jī)械手的定位缸右移，觸動行程開關(guān)ST10時，插上定位銷。11．手臂前伸當(dāng)定位缸觸動行程開關(guān)ST10，中間繼電器K13得電并自鎖，中間繼電器K11得電，其動合觸點關(guān)閉，5Y得電；中間繼電器K12得電，其動斷觸點斷開，1Y失電；手臂伸縮缸開始前伸，實現(xiàn)手臂前伸功能。12．手臂中停當(dāng)手臂伸縮缸觸動行程開關(guān)ST11，中間繼電器K14得電并自鎖，同時其動斷中間繼電器K11失電，其動合觸點斷開，5Y失電；同時時間繼電器KT0得電，開始延時。13. 手指張開延時1S，延時開關(guān)KT0閉合，中間繼電器K15得電，其動短觸點斷開，此時，中間繼電器K12失電，其動斷觸點閉合，1Y得電；中間繼電器K16得電，其動合觸點閉合，9Y得電；手指夾緊缸向右滑動，實現(xiàn)手指張開功能。14． 手指閉合 當(dāng)手指夾緊缸向右滑動到一定位置時，觸動行程開關(guān)ST12中間繼電器K17得電并自鎖，其動斷觸點斷開，9Y失電；手指夾緊缸向左滑動，實現(xiàn)手指閉合。15．手臂縮回當(dāng)手指夾緊缸向左滑動到一定位置時，觸動行程開關(guān)ST13中間繼電器K20得電并自鎖，中間繼電器K18得電，其動斷觸點斷開，1Y失電；中間繼電器K19得電，其動合觸點閉合，6Y得電，手臂伸縮缸向右滑動實現(xiàn)縮回功能。16. 手臂下降當(dāng)手臂伸縮缸向右滑動到一定位置時，觸動行程開關(guān)ST14中間繼電器K21得電并自鎖，其動斷觸點斷開，6Y失電；同時4Y得電，手臂升降缸開始下降實現(xiàn)手臂下降功能。17. 手腕反轉(zhuǎn)當(dāng)手臂升降缸下降到一定位置時，觸動行程開關(guān)ST15，中間繼電器K22得電并自鎖，其動斷觸點斷開，4Y失電；同時11Y得電。手腕回轉(zhuǎn)缸開始轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)反轉(zhuǎn)功能。18. 拔定位銷當(dāng)手腕回轉(zhuǎn)缸轉(zhuǎn)到一定位置時，觸動行程開關(guān)ST16，中間繼電器K23得電并自鎖，其動斷觸點斷開，11Y失電，12Y失電，壓力繼電器K26失電。定位缸開始向左滑動，拔下定位銷。19. 手臂反轉(zhuǎn)：當(dāng)定位缸向左滑動到一定位置時，觸動行程開關(guān)ST17，中間繼電器K24得電并自鎖；同時8Y得電。手臂回轉(zhuǎn)缸開始轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)手臂反轉(zhuǎn)動。20. 待料卸載 當(dāng)手臂回轉(zhuǎn)缸轉(zhuǎn)到一定位置時，觸動行程開關(guān)ST18，2Y得電，實現(xiàn)待料卸載。KT1得電開始計時，延時3S后，中間繼電器K25得電,所有動作結(jié)束。 一些低壓電器的選擇在設(shè)備電氣控制線路中，為了滿足生產(chǎn)工藝及電力拖動的需要，電動機(jī)要經(jīng)常地起動、制動、改變運動方向、調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速；當(dāng)電路發(fā)生過載、短路、欠壓或失壓等情況時，控制電路的保護(hù)環(huán)節(jié)還應(yīng)當(dāng)自動切斷電路，保護(hù)線路和設(shè)備。所有這些要求都需要借助于電器來完成。根據(jù)設(shè)計要求及參考資料的查找，制定了本課程設(shè)計中繼電器元件表。（見表41）表41 電氣元件表符號名稱型號規(guī)格數(shù)量FR1熱繼電器JR16B－20 1FU1熔斷器RL1－15熔體15A1K中間接觸器JZ7－44線圈電壓127V 5A25KM交流接觸器CJ10－5線圈電壓380V 40A1SB控制按鈕LA10黑色16KT0 KT1時間繼電器JZ71A5A 380V/1272ST行程開關(guān)JLXK1311動作力大于20N18PG報警燈ST56MLBZDC12V 紅/黃2 機(jī)械手控制操作面板該系統(tǒng)的控制方式由操作面板的轉(zhuǎn)換開關(guān)箭頭指向的位置決定(參見圖42).急停 自動手動回原點 X4X5報警燈油泵起/停SB2停止啟動SB1SB3手指張開手腕左轉(zhuǎn)手臂左轉(zhuǎn)伸出上升SB14SB12SB10SB8SB6 手指閉合手腕右轉(zhuǎn) 手臂右轉(zhuǎn)縮回下降SB15SB13SB11SB9SB7 圖42 操作方式面板布置圖：單按鈕操作，壓下油泵啟/停按鈕，油泵啟動，再壓一次，油泵停車手動：選擇手動方式，按手動按鈕，結(jié)合限位開關(guān)，對各個動作進(jìn)行單獨控制；回原點：選擇回原點方式，按原點按鈕，機(jī)械手回原點自動：選擇自動方式，按啟動按鈕，機(jī)械手周而復(fù)始動作，在動作過程中，按停止按鈕，機(jī)械手不立即停止，而是等到當(dāng)前工作周期結(jié)束后再停止，還能實現(xiàn)它們之間的互相轉(zhuǎn)換，自動轉(zhuǎn)換到手動時夾緊要保持，其它的都要復(fù)位；手動轉(zhuǎn)換到自動時，按下自動的任意啟動按扭，機(jī)械手能接著手動的動作繼續(xù)運行。第五章 機(jī)械手PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計 可編程控制器簡介及應(yīng)用可編程控制器（PROGRAMMABLE CONTROLLER，簡稱PC）。與個人計算機(jī)的PC相區(qū)別，用PLC表示。 可編程控制器是由微機(jī)控制的電子裝置，不僅能完成各種程序控制，而且還有數(shù)字運算、數(shù)據(jù)處理、模擬量調(diào)節(jié)、操作顯示、聯(lián)網(wǎng)通信等功能，在工業(yè)控制當(dāng)中發(fā)揮著越來越大的作用。暫時可把它看作是繼電器、定時器和計數(shù)器的集合。PLC是在傳統(tǒng)的順序控制器的基礎(chǔ)上引入了微電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、自動控制技術(shù)和通訊技術(shù)而形成的一代新型工業(yè)控制裝置，目的是用來取代繼電器、執(zhí)行邏輯、記時、計數(shù)等順序控制功能，建立柔性的程控系統(tǒng)。國際電工委員會（IEC）頒布了對PLC的規(guī)定：可編程控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計。它采用可編程序的存貯器，用來在其內(nèi)部存貯執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并通過數(shù)字的、模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計。 在氣壓傳動系統(tǒng)中的控制部分經(jīng)常采用氣控和電控兩種控制方法。前者由氣動邏輯元件、氣壓控制換向閥等組成；后者由電氣開關(guān)元件、各種繼電器、電磁控制換向閥等組成。 可編程控制器控制系統(tǒng)設(shè)計的基本原則在設(shè)計可編程控制器系統(tǒng)時，應(yīng)遵循以下基本原則。1）最大限速地滿足控制要求充分發(fā)揮可編程控制器功能，最大限度地滿足被控對象的控制要求，是設(shè)計中最重要的一條原則。設(shè)計人員要深入現(xiàn)場進(jìn)行調(diào)查研究，收集資料。同時要注意和現(xiàn)場工程管理和技術(shù)人員及操作人員緊密配合，共同解決重點問題和疑難問題。2）保證系統(tǒng)安全可靠保證可編程控制器控制系統(tǒng)能夠長期安全，可靠，穩(wěn)定運行，是設(shè)計控制系統(tǒng)的重要原則。3）力求簡單，經(jīng)濟(jì)，使用與維修方便在滿足控制要求的前提下，一方面要注意不斷擴(kuò)大工程的效益，另一方面也要注意不斷降低工程的成本，不宜盲目追求自動化和高指標(biāo)。4）適應(yīng)發(fā)展的需要適當(dāng)考慮到今后控制系統(tǒng)發(fā)展和完善的需要。 可編程控制器系統(tǒng)設(shè)計的步驟1）分析被控對象并提出控制要求在設(shè)計繼電器接觸器的時候我們已經(jīng)對壓力機(jī)液壓系統(tǒng)的動作要求和功能進(jìn)行了詳細(xì)的分析，確定了其控制方案并擬訂了任務(wù)書。2）確定輸入/輸出設(shè)備根據(jù)壓力機(jī)液壓系統(tǒng)的控制要求，確定系統(tǒng)所需的全部輸入設(shè)備和輸出設(shè)備。輸入設(shè)備：開關(guān)SB1—SB16，18個行程開關(guān)輸出設(shè)備：手臂伸縮缸的伸縮、手臂回轉(zhuǎn)缸的回轉(zhuǎn)、手指夾緊缸的夾緊與張開、手腕回轉(zhuǎn)缸的轉(zhuǎn)動、定位缸的滑動、手臂升降缸升降，報警指示燈。3）選擇可編程控制器本系統(tǒng)有輸入信號34個，輸出信號33個，均為開關(guān)量。根據(jù)輸入/輸出點數(shù)，類型及控制要求，同時考慮到維護(hù)，改造和經(jīng)濟(jì)性等諸多因素，上網(wǎng)查得選擇可編程控制器型號為FX2N80MR001，共有40個輸入點，40個輸出點，可滿足控制要求。4） PLC的I/O分配及PLC外圍接線圖。見表51和圖51。表51 I/O分配表x1啟動y1報警燈紅x2停止y2報警燈綠x3插銷定位右1y3K1x4自動y4K2x5手動y5K3x6點動上升y6K4x7點動下降y7K5X8點動手臂左轉(zhuǎn)y8K6X9點動手臂右轉(zhuǎn)y9K7x10點動手臂伸出y10K8x11點動手臂縮回y11K9x12 點動手腕左轉(zhuǎn)y12K10x13點動手腕右轉(zhuǎn)y13K11x14點動手指張開y14K12x15點動手指閉合y15K13x16定位右1限位y16K14x17伸縮右1限位y17K15x18手指張開1限位y18K16x19手指閉合1限位y19K17x20升降上限位y20K18x21伸縮左1限位y21K19x22手腕左旋限位y22K20x23定位左1限位y23K21x24手臂左旋限位y24K22x25定位右2限位y25K23x26伸縮右2限位y26K24x27手指張開2限位y27K25x28手指閉合2限位y28K26x29伸縮左2限位y292Yx30升降下限位y307Yx31手腕右旋限位y31KT0x32定位左2限位y32KT1x33手臂右旋限位y33KMPLC外圍接線圖圖51 PLC的外圍接線圖 梯形圖控制程序 設(shè)備有手動/自動兩種工作方式，其控制程序可分為自動控制程序和手動控制程序兩個模塊，各模塊程