【正文】 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y8K6X9點動手臂右轉y9K7x10點動手臂伸出y10K8x11點動手臂縮回y11K9x12 點動手腕左轉y12K10x13點動手腕右轉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。4） PLC的I/O分配及PLC外圍接線圖。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，均為開關量。2）確定輸入/輸出設備根據(jù)壓力機液壓系統(tǒng)的控制要求，確定系統(tǒng)所需的全部輸入設備和輸出設備。4）適應發(fā)展的需要適當考慮到今后控制系統(tǒng)發(fā)展和完善的需要。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，是設計控制系統(tǒng)的重要原則。設計人員要深入現(xiàn)場進行調查研究，收集資料。 可編程控制器控制系統(tǒng)設計的基本原則在設計可編程控制器系統(tǒng)時，應遵循以下基本原則。 在氣壓傳動系統(tǒng)中的控制部分經常采用氣控和電控兩種控制方法。它采用可編程序的存貯器，用來在其內部存貯執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術運算等操作的指令，并通過數(shù)字的、模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程。PLC是在傳統(tǒng)的順序控制器的基礎上引入了微電子技術、計算機技術、自動控制技術和通訊技術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)。 可編程控制器是由微機控制的電子裝置，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、模擬量調節(jié)、操作顯示、聯(lián)網(wǎng)通信等功能，在工業(yè)控制當中發(fā)揮著越來越大的作用。第五章 機械手PLC控制系統(tǒng)的設計 可編程控制器簡介及應用可編程控制器（PROGRAMMABLE CONTROLLER，簡稱PC）。根據(jù)設計要求及參考資料的查找，制定了本課程設計中繼電器元件表。 一些低壓電器的選擇在設備電氣控制線路中，為了滿足生產工藝及電力拖動的需要，電動機要經常地起動、制動、改變運動方向、調節(jié)轉速；當電路發(fā)生過載、短路、欠壓或失壓等情況時，控制電路的保護環(huán)節(jié)還應當自動切斷電路，保護線路和設備。20. 待料卸載 當手臂回轉缸轉到一定位置時，觸動行程開關ST18，2Y得電，實現(xiàn)待料卸載。19. 手臂反轉：當定位缸向左滑動到一定位置時，觸動行程開關ST17，中間繼電器K24得電并自鎖；同時8Y得電。18. 拔定位銷當手腕回轉缸轉到一定位置時，觸動行程開關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。17. 手腕反轉當手臂升降缸下降到一定位置時，觸動行程開關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。15．手臂縮回當手指夾緊缸向左滑動到一定位置時，觸動行程開關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。13. 手指張開延時1S，延時開關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。11．手臂前伸當定位缸觸動行程開關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。9．手臂回轉當定位缸向左滑動到一定位置時會觸動行程開關ST8，電磁閥7Y得電并自鎖，手臂回轉缸開始轉動，實現(xiàn)手臂回轉功能。5．手臂上升當手指夾緊缸向左滑動到一定位置時觸動行程開關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。3．手指張開當手臂伸縮缸伸到一定位置時觸動行程開關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。圖41 繼電器電氣原理圖當要進行順序動作時，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，機械手的定位缸右移，到達極限位置時，插上定位銷。這里對其繼電器電氣原理圖進行說明。機械手動作循環(huán)結束，等待下一個循環(huán)。進油路：泵2→閥6→換向閥16（右）→單向調速閥17→手臂回轉缸回油路：手臂回轉缸→單向調速閥18→換向閥16（右）→行程節(jié)流閥19→油箱待料卸載（2）手臂反轉到位后，啟動行程開關，8Y斷電，2Y接通。1手臂反轉（8）拔定位銷，壓力繼電器發(fā)信號，8Y接通。進油路：泵2→閥6→閥22（右）→單向調速閥23→手腕回轉缸回油路：手腕回轉缸→單向調速閥24→閥22（右）→油箱1拔定位銷（1）手腕反轉碰到行程開關后，11Y、12Y斷電。進油路：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（112）當升降導套上的碰鐵碰到行程開關時，4Y斷電，1Y、11Y通電。進油路：泵1→單向閥5→電液換向閥14（右）→15的單向調速閥→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，6Y斷電，4Y通電。1手指閉合（12）接繼電器信號，9Y斷電，手指閉合，泵2的壓力油通過電磁閥20（右位）進入缸的左腔，使手指夾緊棒料。1手指張開（12）接到繼電器信號后，1Y、9Y通電，手指張開同3。1手臂前伸（12）插定位銷后，此支路系統(tǒng)油壓升高，使繼電器K26發(fā)訊，接通電磁鐵5Y，泵1和泵2經相應的單向閥匯流到電液換向閥14左位，進入手臂伸縮缸油腔。此時，插定位銷以保證初始位置準確。進油路：泵2→單向閥6→換向閥16（左）→單向調速閥18→手臂回轉缸回油路：手臂回轉缸→單向調速閥17→換向閥16（左）→行程節(jié)流閥19→油箱插定位銷（12）當手臂回轉碰到行程開關時，7Y斷電，12Y重又通電，液壓油流入定位缸左腔，定位銷定位。進油路：定位缸沒有進油路，它是在彈簧作用下前進的回油路：定位缸左腔→閥25（左）→油箱手臂回轉（7）定位缸支路無油壓后，壓力繼電器K26發(fā)訊，接通7Y。此時，泵2單獨供油至電液換向閥22左端，通過24的單向閥進入手腕回轉油缸，使手腕回轉。泵1和泵2一起供油至電液換向閥14右端，壓力油通過15的單向調速閥進入伸縮缸左腔，而右腔油液經閥14右端回油箱。此時，泵1和泵2同時供油通過電液換向閥10（左）進入手臂升降缸。待棒料由送料機構送到手指區(qū)域時，繼電起器發(fā)訊使9Y斷電，泵2的壓力油通過電磁閥20（右位）進入缸的左腔，使手指夾緊棒料。當系統(tǒng)的液壓壓力到了打開液控單向閥21后，油從左腔通過液控單向閥21及電磁閥20左位進入油箱。手臂前伸（12）插定位銷后，此支路系統(tǒng)油壓升高，使繼電器K26發(fā)訊，接通電磁鐵5Y，泵1和泵2經相應的單向閥匯流到電液換向閥14左位，進入手臂伸縮缸油腔?；赜吐罚捍藭r，插定位銷以保證初始位置準確。電磁鐵1Y帶電，2Y不帶電，使泵1繼續(xù)卸荷，而泵2停止卸荷，同時12Y通電，液壓油流入定位缸左腔，定位銷定位。表32 機械手液壓系統(tǒng)電磁鐵、壓力繼電器動作順序表動作順序1Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y8Y9Y10Y11Y12YK26插銷定位+++手臂前伸+++手指張開++++手指抓料+++手臂上升+++手臂縮回+++手腕回轉++++拔定位銷+手臂回轉++插定位銷+++手臂前伸+++手臂中停++手指張開++++手指閉合+++手臂縮回+++手臂下降+++手腕反轉++++拔定位銷+手臂反轉++待料卸載++ 液壓系統(tǒng)工作原理插定位銷（12）按下油泵起動按鈕后，雙齒輪泵2同時供油，電磁鐵1Y、2Y帶電，油液經溢流閥3和4至油箱，機械手處于待料卸荷狀態(tài)。5）手臂升降缸為立式液壓缸，為支承平衡手臂運動部件的自重，采用了單向順序閥12的平衡回路。由于手臂的回轉部分質量大，轉速較高，運動慣性矩大，系統(tǒng)的手臂回轉缸除采用單向調速閥回油節(jié)流調速外，還在回油路上安裝有行程和節(jié)流閥19進行減速緩沖，最后由定位缸插銷定位，滿足定位精度要求。該機械手手臂伸出、手腕回轉由死擋鐵定位保證精度，端點到達前發(fā)信號切斷油路，滑行緩沖；手臂縮回和手臂上升由行程開關適時發(fā)信號，提前切斷油路滑行緩沖并定位。從提高生產率來說，希望機械手正常工作速度越快越好，但工作速度越高，啟動和停止時的慣性力就越大，振動和沖擊就越大，這不僅會影響到機械手的定位精度，嚴重時還會損傷機件。2）手臂的伸縮和升降采用單桿雙作用液壓缸驅動，手臂的伸出和升降速度分別由單向調速閥113和11實現(xiàn)回油節(jié)流調速；手臂及手腕的回轉由擺動液壓缸驅動，其正反向運動亦采用單向調速閥17和123和24回油節(jié)流調速。圖37 機械手液壓系統(tǒng) 此液壓系統(tǒng)的特點該液壓系統(tǒng)的特點歸納如下：1）系統(tǒng)采用了雙聯(lián)泵供油，額定壓力為10MPa，手臂升降及伸縮時由兩個泵同時供油，流量為（45+25）L/min，手臂及手腕回轉，手指松緊及定位缸工作時，只由小流 量泵2供油，大流量泵1自動卸載。各執(zhí)行機構的動作均由電控系統(tǒng)發(fā)信號控制相應的電磁換向閥，按程序依次步進動作。→插定位銷→手臂前伸→手臂中停(此時主機的夾頭下降夾料) →手指松開(此時主機夾頭夾著料上升) →手指閉合→手臂縮回→手臂下降→手腕回轉復位→撥定位銷→手臂回轉夏位→待料，泵卸載。它完成的動作循環(huán)為：插定位銷→手臂前伸→手指張開→手指夾緊抓料→手臂上升→手臂縮回→手腕回轉180176。(2) 確定油箱容量V=300L(3) 液壓元件的選擇(表31)表31 液壓元件一覽表序號元件名稱型號規(guī)格數(shù)量1線隙式過濾器WT3750，100L/min12電動機Y160M411kw，1460r/min13雙聯(lián)齒輪泵2CBNE330/324RLHR10MPa，1450r/min14溢流閥QI63B，1225電液換向閥30DY63B，1226單向閥I25，1247液控單向閥1Y25B，818壓力表DPG200(0~8)MPa19單向節(jié)流閥QI63B，8