【正文】 主要應(yīng)用于機加工生產(chǎn)，貨物調(diào)運等場合。附圖：搬運機械手結(jié)構(gòu)圖搬運機械手控制梯形圖搬運機械手動作流程圖搬運機械手控制接線圖結(jié)圖3—11搬運機械手自動工作流程圖用狀態(tài)器代替自動工作流程圖的各工步，可得到3—12所示的功能表圖： 圖3—12 搬運機械手自動工作功能表圖根據(jù)圖3—12所示的自動工作功能表圖，可設(shè)計出自動操作時的梯形圖如圖3—13所示。自下限位置時，X404接通，轉(zhuǎn)換為“夾持”過程；夾持電磁閥Y434復(fù)位，至加緊限位X406接通，轉(zhuǎn)換為上升動作；當(dāng)上限為開關(guān)SQ4閉合，X405接通，小車開始慢進動作。圖3—11表示了機械手自動工作時執(zhí)行各工步的情況，表示了各工步的實現(xiàn)和轉(zhuǎn)換的條件。在“返回原位”狀態(tài)下，“夾緊”與“下降”動作應(yīng)被停止，上限位未動作時，應(yīng)進行“上升”；上限位動作時，“右行”動作應(yīng)停止，并左行至左限| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 | 位位置。圖3—9手動操作梯形圖設(shè)置有互鎖，只有在小車處于左限位（即X403閉合）或右限位（即X412閉合）時機械手的上升下降動作才能進行，只有當(dāng)機械手處于下限位（即X404接通）機械手的加緊放松動作才可以手動控制；為了安全，同一個電動機的正反轉(zhuǎn)線圈不能同時接通，設(shè)計中設(shè)計了自鎖開關(guān)，防止線圈同時接通造成的短路。 手動操作方式由于不需要任何復(fù)雜的順序控制，可以用常規(guī)繼電器順序方式來設(shè)計梯形圖。故狀態(tài)器轉(zhuǎn)換禁止梯形圖如圖3—8所示。在手動方式解除之后，按下啟動按鈕，則狀態(tài)轉(zhuǎn)換禁止解除，M574復(fù)位。但沒按下一次啟動按鈕時，M574斷開一次，允許狀態(tài)器轉(zhuǎn)換一次。當(dāng)按下停止按鈕時，從現(xiàn)行工步重新開始工作，M574應(yīng)復(fù)位，即重新允許新轉(zhuǎn)換。激活特殊輔助繼電器M574并用步進梯形指令控制狀態(tài)器轉(zhuǎn)換時，狀態(tài)器的轉(zhuǎn)換就被自動禁止。當(dāng)M575和M100都接通時，從初始狀態(tài)器開始進行轉(zhuǎn)換，故其梯形圖如圖3—8所示。在執(zhí)行“連續(xù)程序” 時，轉(zhuǎn)換啟動繼電器M575一直保持到停機按鈕按下為止。圖3—7 狀態(tài)器初始化梯形圖2）. 狀態(tài)器轉(zhuǎn)換啟動。處于中間工步的狀態(tài)器用手動做復(fù)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(fù)位。初始化狀態(tài)器S600在手動方式下被置位、復(fù)位。故梯形圖的總體構(gòu)成如圖3—6所示。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按照機械手控制和工藝流程的要求，在選擇“手動方式”時應(yīng)執(zhí)行手動程序；在選擇“回原位”時應(yīng)執(zhí)行回原| 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 | 位程序；在選擇自動程序時應(yīng)執(zhí)行自動程序。 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。另外設(shè)有啟動停止按鈕。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(fù)位，故設(shè)置六個動作看官按鈕。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。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KMKM2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)。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)；SQSQ4分別為機械手下降上升是否到位檢測開關(guān)；SQSQ6分別為機械手夾緊放松檢測開關(guān)；SQSQ8分別為小車速度轉(zhuǎn)換開關(guān)；SQ9為小車運動停止開關(guān)。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。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。單周期運行：供首次檢驗用，當(dāng)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(dāng)機械手在原點并按下啟動按鈕時，機械手周而復(fù)始的執(zhí)行各工步動作?；卦唬寒?dāng)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(fù)位按鈕，機械手即可按最短路徑的原則返回到原點位置。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。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)。當(dāng)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。第二章 搬運機械手總體設(shè)計方案本機械手用于生產(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。組合方便、功能強、應(yīng)用范圍廣。控制系統(tǒng)構(gòu)成簡單、通用性強。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，同時功耗也很低。3）. 編程簡單、使用、維護方便4）. 組合方便、功能強、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(fù)雜系統(tǒng)。3. PLC的特點1）. 可靠性高、抗干擾能力強PLC能在惡劣的環(huán)境如電磁干擾、電源電壓波動、機械振動、溫度變化等中可靠地工作，PLC的平均無故障間隔時間高，日本三菱公司的F1系列PLC平均無故障時間間隔長達(dá)30萬h，這是一般微機所不能比擬的。4）. 用于工業(yè)機器人控制5）. 用于多層分布式控制系統(tǒng)高功能的PLC具有較強的通信聯(lián)通能力，可實現(xiàn)PLC與PLC之間、PLC與遠(yuǎn)程I/O之間、PLC與上位機之間的通信。2）. 用于模擬量控制PLC通過模擬量I/O模塊，可實現(xiàn)模擬量和數(shù)字量之間轉(zhuǎn)換，并對模擬量控制。用PLC取代繼電器控制和順序控制器控制。按PLC的控制類型，其應(yīng)用大致可分為以下幾個方面。但是控制裝置體積大、動作速度較慢、耗電較多、功能少，特別是由于它靠硬件連線構(gòu)成系統(tǒng)，接線繁雜，當(dāng)生產(chǎn)工藝或控制對象改變時，原有的接線刻控制盤（柜）就必須隨之改變或更換，通用性和靈活性較差。在可編程序控制器問世以前，工業(yè)控制領(lǐng)域中是繼電器控制占主導(dǎo)地位。 PLC概況及在機械手中的應(yīng)用1. 可編程序控制器的應(yīng)用和發(fā)展概況可編程序控制器（programmable controller），現(xiàn)在一般簡稱為PLC（programmable logic controller），它是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了計算機技術(shù)、半導(dǎo)體集成技術(shù)、自動控制技術(shù)、數(shù)字技術(shù)、通 信網(wǎng)絡(luò)技發(fā)展起來的一種通用的工業(yè)自動控制裝置。到1995年，全世界約有50%的汽車由機械手裝配。手的抓力大小可通過裝在手指內(nèi)側(cè)的壓力敏感元件來控制，達(dá)到自動調(diào)整握力的大小。觸覺功能即在機械手上安裝有觸覺反饋控制裝置。視覺功能即在機械手上安裝有電視照相機和光學(xué)測距儀（即距離傳感器）以及衛(wèi)星計算機。為此，國外機械手的發(fā)展趨勢是大力研制具有某些智能