【正文】 并可以運用軟件在線監(jiān)測 PLC 的運行情況，同時可以用手持編程器根據(jù)現(xiàn)場要求修改程序中的各參數(shù)，達到任意位置停止的目的。 基于三菱 FX系列 PLC的機械手控制系統(tǒng)設(shè)計 第 38 頁 共 60 頁 華北科技學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 39 頁 共 60 頁 圖 47 手動程序梯形圖 回原位程序 回原位程序； 在系統(tǒng)處于回原位工作狀態(tài)時，按下回原位按鈕（ X3）， M3 變 為 ON，機械手松開和上升，當升到上限位（ X17 變?yōu)?ON），機械手后退，直到后限位（ X21 為 ON）才停止，并且 M3 復(fù)位。在前后移動的程序中串聯(lián)上線位置開關(guān)的動合觸點是為了避免機械手在較低位置移動時碰撞其他工件。 手動程序說明 ： 用對應(yīng)機械手的上下前后移動和夾緊松開按鈕。 基于三菱 FX系列 PLC的機械手控制系統(tǒng)設(shè)計 第 32 頁 共 60 頁 華北科技學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 33 頁 共 60 頁 基于三菱 FX系列 PLC的機械手控制系統(tǒng)設(shè)計 第 34 頁 共 60 頁 華北科技學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 35 頁 共 60 頁 基于三菱 FX系列 PLC的機械手控制系統(tǒng)設(shè)計 第 36 頁 共 60 頁 圖 46 自動程序段梯形圖 華北科技學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 37 頁 共 60 頁 手動單步操作程序 如下圖所示。按下停止按鈕 X7 后， M1 變?yōu)?OFF，系統(tǒng)不會立即停止，而是完成當前的工作周期后，機械手最終停止在原位。因此步進順控的編程，比起用基本指令編程較為容易，可讀性較強。后退到后限位，使 X21 接通，狀態(tài)轉(zhuǎn)移到 S14，底盤順轉(zhuǎn)是 X21接通，返回初始狀態(tài)，再開始第二次循環(huán)動作。延時時間到， T1 接通，狀態(tài)轉(zhuǎn)移到 S11 上升。下降到最低位， X16 接通，電磁鐵放松。 S6 驅(qū)動 Y4 后退。驅(qū)動手順轉(zhuǎn) Y7， X24 接通，狀態(tài)轉(zhuǎn)移到 S3，驅(qū)動下降 Y2， X16 接通，狀態(tài)轉(zhuǎn)移到 S4， S4 驅(qū)動 Y6 置位，延時 1 秒，以使電磁力達到最大夾緊力。 基于三菱 FX系列 PLC的機械手控制系統(tǒng)設(shè)計 第 28 頁 共 60 頁 圖 43 程序總的結(jié)構(gòu)圖 華北科技學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 29 頁 共 60 頁 圖 45 自動的功能流程圖 /底順轉(zhuǎn)后退手逆轉(zhuǎn)上升松開下降/前伸底逆轉(zhuǎn)后退上升夾緊下降手順轉(zhuǎn)前伸初始回原點基于三菱 FX系列 PLC的機械手控制系統(tǒng)設(shè)計 第 30 頁 共 60 頁 圖 44公用程序梯形圖 自動操作程序 自動操作順序功能流程圖見圖 45 所示。如果 M0 為 OFF， M10 被復(fù)位，系統(tǒng)不能進入連續(xù)工作方式。 公用程序 公用程序 如圖 44，簡要 說明 如下： 當 Y6 復(fù)位（電磁閥松開）、后限位 X21 和上限位 X17 接通時，輔助繼電器 M0 變?yōu)?ON，表示機械手在原位。由于 P1 處的 X1 的動斷觸點閉合，所以又跳過回原位程序到 P2 處。該指令由于某種條件下跳過 CJ 指令和指針標號之間的程序，從指針標號處繼續(xù)執(zhí)行，以減少程序執(zhí)行時間。其中自動程序包括單步、連續(xù)運動程序，因它們的華北科技學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 25 頁 共 60 頁 工作順序相同所以可將它們和編在一起。 PLC 的 I/O 分配 根據(jù)機械手動作的要求，輸入、輸出分配如表 41 所示。 圖 41 控制面板示意圖 PLC 梯形圖中的編程元件 設(shè)計選用 FX1N－ 60MR，其輸入繼電器（ X） 36 點，輸出繼電器 (Y)24 點，輔助繼電器 (M)384 點，狀態(tài)繼電器 (S)1000 點，定時器 (T)256 點，計數(shù)器 (C)，數(shù)據(jù)寄存器 (D)等。當旋鈕打向連續(xù)時，系統(tǒng)自動完成各工步操作，且循環(huán)動作。工作方式的選擇可以很方便地在操作面板上表示出來，在手動方式時可以通過手動按鈕來實現(xiàn)，其控制面板如下圖 41。如圖 32 圖 32 華北科技學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 19 頁 共 60 頁 傳動整 體 外部電機為傳送帶用電機， 通過電動機帶動傳送帶工作，貨物至擋板，再通過機械手抓取至下一傳送帶 。 220V 為直接接入電源， 24V 為工作控制電源。其中直流電源分屬電磁閥供電電源與 PLC的 DC24V電源。 表 31所選器材列表 名稱 型號或規(guī)格 數(shù)量 名稱 型號或規(guī)格 數(shù)量 PLC FX1N60MR 1 限位開關(guān) LX19111 8 電磁閥 VF3130 1 轉(zhuǎn)換開關(guān) LW65 1 按鈕 LA101H 13 熔斷器 RC1A30/15 2 連接導(dǎo)線 若干 基于三菱 FX系列 PLC的機械手控制系統(tǒng)設(shè)計 第 18 頁 共 60 頁 電源與 傳動整體 本設(shè)計總體需求電機 2個，電源 2種，分別是步進電機與鼠籠式三項異步電機。 圖 31 旋轉(zhuǎn)編碼盤 可以通過改變程序中計數(shù)器 C0 的初值來確定所要轉(zhuǎn)過的角度，這里可以通過用計算機 讀出指令表，然后修改得到不同的控制角度。 旋轉(zhuǎn)編碼盤 機械手底盤和軀干每旋轉(zhuǎn) 3 度發(fā)出一個脈沖，并把信號送回可編程控制器來得到轉(zhuǎn) 過的準確的角度。由可編程控制器發(fā)出信號控制步進電機運轉(zhuǎn)，同時在兩軸的兩端分別加限位開關(guān)限位。本設(shè)計手臂由橫軸和豎軸組成、可完成伸縮、升降的運動。同時，在 底盤上裝有限位開關(guān)，最大旋轉(zhuǎn)角度可達 180 度。 底盤是支撐機械手的全部重量并能帶動手臂旋轉(zhuǎn)的機構(gòu)。手爪的回轉(zhuǎn)則用一個直流電動機完成，同時通過兩個限位開關(guān)完成回轉(zhuǎn)角度的限位，一般可設(shè)置在 180 度。本設(shè)計采用二指式手爪。 機械式夾緊是最基本的一種，應(yīng)用廣泛，種類繁多。有的夾緊機構(gòu)還帶有傳感裝置和攜帶工具進行操作的裝置。夾緊機構(gòu)本身則結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、動作靈活、和工作可靠。為防止損壞被夾的物體，夾緊力要限制在一定的范圍內(nèi)并鑲有軟質(zhì)墊片、彈性襯墊或自動定心結(jié)構(gòu)。其夾緊力的大小則根據(jù)夾持物體的重量、慣性和沖擊力來計算。手爪抓取工件時要滿足迅速、靈活、準確可靠的要求。即：手臂前后伸縮、手臂上下伸縮、手臂左右旋轉(zhuǎn)、手腕回轉(zhuǎn)、手指的抓握。我們不要那么多自由度，因為根據(jù)實際情況而言，控制的自由度越多，其各個部分也就越復(fù)雜，相應(yīng)的制造成本也就增加。 圖 22 輸入輸出口的保護 基于三菱 FX系列 PLC的機械手控制系統(tǒng)設(shè)計 第 14 頁 共 60 頁 第 3 章 各功能實現(xiàn)形式與控制方式 本機械手模型的機能和特性 物體在三維空間內(nèi)的禁止位置是由三個坐標和圍繞三軸旋轉(zhuǎn)的角度來決定的，因此，抓握物體的位置和方向能從理論上求得。續(xù)流二極管可選 1A 的管子，其額定電壓應(yīng)大于電源電壓的 3 倍。對于直流電源，應(yīng)并接續(xù)流二極管，對于交華北科技學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 13 頁 共 60 頁 流電路應(yīng)并接阻容電路。 PLC 的各個部分協(xié)調(diào)一致地實現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備的控制。 PLC 內(nèi)部采用總線結(jié)構(gòu)，進行數(shù)據(jù)和指令的傳輸。 本設(shè)計采用 FX 系列 PLC 作為控制核心，所以現(xiàn)在就以它來講述 PLC 的應(yīng)用知識、操作技能。系統(tǒng)程序和接口器件又與微機不同，這使它的操作使用方法、編程語言、工作方式等與 微型機有所不同。 三菱 FX系列的結(jié)構(gòu)功能 可編程控制器是一種工業(yè)控制微型計算機，它的結(jié)構(gòu)原理與微型計算機相似。其中 FX2 是近年推出的產(chǎn)品， FX0 是在 FX2 之后推出的超小型 PLC，近幾年來又連續(xù)推出了將眾多功能凝集在超小型機殼內(nèi)的 FX0S、 FX1S、 FX0N、 FX1N、 FX2N、FX2NC 等系列 PLC，具有較高的性能價格比，應(yīng)用廣泛。在此，我選用三菱 FX1N 來做控制核心。同時還應(yīng)當考慮將來工藝的變化和擴展，在滿足確定的要求外，留有一定的余量；確保整個控制系統(tǒng)可靠。其 FX2N PLC 還可以采用作為擴展設(shè)備的硬件計數(shù)器，可獲取最高 50kHz 的高速脈沖。在 FX 中，除基本的