【正文】 SIMATIC公司生產的 S7200系列 小型機。 S7200 的 CPU 單元又是一個獨立單元，能處理廣泛的機械控制應用問題，所以它是在設備內用作內裝控制單元的理想產品。這些通信能力使四 軸聯動簡易機械手能方便的融合到工業(yè)控制系統中 。 (3)位置檢測裝置 位置檢測用傳感器，由于機械手運用傳感器較多這里 就不一一 列舉。 控制機械手執(zhí)行機構的運動位置，并隨時將執(zhí)行機構的實際位反饋給控制系統，并與設定的位置進行比較，然后通過控制系統進行調整，從而使執(zhí)行機構以一定的精度達到設定位置。 圖 23 位置傳感器 機械手 抓取物體，要控制這個抓取力，一般采用觸力傳感器，是因為接觸而產生的力，不是通常意義的壓力傳感器。 負荷傳感器 =接觸壓力傳感器），以及 Honeywell 公司的力 電壓型觸力傳感器 FSS 系列。 圖 24 為壓力 傳感器 在自動生產線上使用著各種各樣的機械手，它們不停地從事著搬運工件的工作。圖 25 是機械手左右運動限位的控制示意圖。 圖 25 機械手左右運動限位的控制示意圖 機械手移動物體的工作流程與工作原理 機械手是工業(yè)自動控制領域中經常遇到的一種控制對象。應用 PLC控制機械手實現各種規(guī)定的工序動作，可以簡化控制線路，節(jié)省成本，提高勞動生產率。 圖 26 機械手搬運物品示意圖 圖中機械 手的任務是將 左工作臺 的物品搬運到 右工作臺 ，左工作臺上的物品由傳送帶 A傳送，右工作臺由傳送帶 B傳送 。 工作臺 上裝有光電開關，用于檢測工作臺 上物品是否到位。 工作臺 傳送由電動機拖動 。 機械手移動物體的工作流程 傳送帶 B 處于連續(xù)運行狀態(tài)，故不需 要用 PLC 控制。首先 下降 繼電器 通電，手臂 下降 ，下降 至 下降 限位開關動作； (2)啟動傳送帶 A運行，由光電開關 SP 檢測傳 工作臺 上有無物品送來，若檢測到物品，則抓緊 繼電器 通電，機械手抓緊，至抓緊限位開關動作； (3)延時 5秒 上升 繼電器 通電，手臂上升，至上升限位開關動作； (4)右轉 繼電器 通電，手臂右轉，至右轉限位開關動作； (5)手臂再次下降，至下降限位開關再次動作； (6)放松 繼電器 通電，機械手松開手爪，經延時 10 秒后 ； (7)手臂再次上 升，至上升限位開關再次動作； (8)左轉 繼電器 通電，手臂左轉，至左轉限位開關動作； (9)原位 繼電器 通電， 完成一次搬運任務，然后重復循環(huán)以上過程 。機械手的下降上升左移右移的動作轉換靠限位開關的控制 而夾緊放松動作的轉換靠時間繼電器控制 。 其動作流程圖見附錄 A所示。 (1)機械手將一個工件有 A處傳送到 B處 .其中上升 ,下降和左移 ,右移的執(zhí)行分別用雙線圈二位 繼電器 推動汽缸的完成 .當摸個 繼電器 通電 ,就一直保持現有的機械動作 .例如 ,一旦下降的 繼電器 線圈通電 ,機械手下降 ,即使線圈在斷電 ,仍保持現有的下降動作狀態(tài) ,直到相反方向的線圈通電為止 .另外加緊 ,放松由單線圈二位 繼電器 推動汽缸完成 ,線圈通電執(zhí)行加緊動作 ,線圈斷電執(zhí)行放松動作 。 (2)工作過程其動作過程如下：原位 下降 , 加緊 ,上升 右移 , 下降 ,放松 ,上升 ,移動 ， 原位 。交流接觸器 KM1是控制機械手原點指示燈，交流接觸器 KM2 是控制機械手下降狀態(tài)，交流接觸器KM3 是控制機械手夾狀態(tài)，交流接觸器 KM4 控制機械手上升狀態(tài)，交流接觸器 KM5控制機械手 右 移，交流接觸器 KM6 控制機械手 左 移狀態(tài)，當閉合斷路器交流接觸分別實現如下表： 圖 27 主回路原理圖 表 22 機械手工作狀態(tài)表 接觸器 觸點 工作狀態(tài) KM1 線圈得電 原點指示燈亮 表明機械手工作在原點位置最左邊和最右邊 KM2 線圈得電 主觸點閉合 模擬指示燈接通 ， 機械手工作下降的位置 KM3 線圈得電 主觸點閉合 模擬指示燈接通，機械手工作在夾緊位置 KM4 線圈得電 主觸點閉合 模擬指示燈接通，機械手工作在上升位置 KM5 線圈得電 主觸點閉合 模擬指示燈接通，機械手工作在 右 移位置 KM6 線圈得電 主觸點閉合 模擬指示燈接通，機械手工作在 左 移位置 (4)按下啟動按鈕，開始下降，碰到下限位開關 ，機械手夾緊物體，夾持物體上升，離開下限位，碰到上限位，夾持物體右移，離開左限位，碰到右限位，夾持物體開始下降，離開上限位碰到下限位開關，開始放松物體，機械手放下物體后離開下限位開關，碰到上限位開關，開始左移，離開右限位，回到左限位，機械手完成一次工 作過程。如果沒有按下停止，則繼續(xù)下一個工作周期。 機械手的 PLC 控制設計 可編程控制 器 PLC 的概述 可編程控制器是一種數字運算操作的電子系 統，專為在工業(yè)環(huán)境應用而設計的。可編程控制器及其有關外部設備，都按易于與工業(yè)控制系統聯成一個整體，易于擴充其功能的原則設計。它具有豐富的輸入 /輸出接口，并且具有較強的驅動能力。 可編程控制器 PLC 的產生 在 60 年代，汽車生產流水線的自動控制系統基本上都是由繼電器控制裝置構成的。隨著生產的發(fā)展，汽車型號更新的周期愈來愈短，這樣，繼電器控制裝置就需要經常地重新設計和安裝，十分費時，費工，費料，甚至阻礙了更新周期的縮短。 1969 年，美國數字設備公司（ DEC）研制出第一臺 PLC，在美國通用汽車自動裝配線上試用，獲得了成功。到 1971 年，已經成功地應用于食品，飲料，冶金，造紙等工業(yè)。 1971日本從美國引進了這項新技術，很快研制出了日本第一臺 PLC。我國從 1974 年開始研制。 PLC 的 工作 原理 PLC 的工作原理 ， 一般來說， PLC 的掃描周期包括自診斷、通訊等，如下圖32 所示，即一個掃描周期等于自診斷、通訊、輸入采樣、用戶程序執(zhí)行、輸出刷新等所有時間的 總和。 圖 32 PLC 工作原理圖 (1)輸入采樣階段 在輸入采樣階段， PLC 以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數據，并將它們存入 I/O 映象區(qū)中的相應得單元內。在這兩個階段中，即使輸入狀態(tài)和數據發(fā)生變化， I/O映象區(qū)中的相應單元的狀態(tài)和數據也不會改變。 (2)用戶程序執(zhí)行階段 在用戶程序執(zhí)行階段， PLC 總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序 (梯形圖 )。即，在用戶程序執(zhí)行過程中，只有輸入點在 I/O 映象區(qū)內的狀態(tài)和數據不會發(fā)生變化，而其他輸出點和軟設備在 I/O 映象區(qū)或系 統RAM 存儲區(qū)內的狀態(tài)和數據都有可能發(fā)生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執(zhí)行結果會對排在下面的凡是用到這些線圈或數據的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數據只能到下一個掃描周期才能對排在其上面的程序起作用。在此期間， CPU 按照 I/O映象區(qū)內對應的狀態(tài)和數據刷新所有的輸出鎖存電路，再經輸出電路驅動相應的外設。 PLC 工作過程如圖 33所示。 PLC 由于采用現代大規(guī)模集成電路技術，采用嚴格的生產工藝制造，內部電路采取了先進的抗干擾技術，具有很高的可靠性。一些使用冗余 CPU 的 PLC 的平均無故障工作時間則更長。此外， PLC帶有硬件故障自我檢測功能，出現故障時可及時發(fā)出警報信息。這樣，整個系統具有極高的可靠性也就不奇怪了?？梢杂糜诟鞣N規(guī)模的工業(yè)控制場合。近年來 PLC 的功能單元大量涌現，使PLC 滲透到了位置控制、溫度控制、 CNC 等各種工業(yè)控制中。 (3)易學易用，深受工程技術人員歡迎 PLC 作為通用工業(yè)控制計算機，是面向工礦企業(yè)的工控設備。梯形圖語言的圖形符號與表達方式和繼電器電路圖相當接近，只用 PLC的少量開關量邏輯控制指令就可以方便地實現繼電器電路的功能。 (4)系統的設計、建造工作量小，維護方便，容易改造 PLC 用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設備外部的接線，使控制系統設計及建造的周期大為縮短，同時維護也變得容易起來。這很適合多品種、小批量的生產場合。由于體積小很容易裝入機械內部，是實現機電一體化的理想控制設備 。 (1)對于工藝過程比較固定、環(huán)境條件較好（維修量較?。┑膱龊?，選用整體式結構 PLC；其他情況則選用模塊式 PLC。 PLC存儲器用于存儲用戶程序和數據，一般有內置式和外插式兩類，存儲器容量選擇可對照相關應用表來確定。一 種是廠家提供的普通手持式編程器編程，一般只能用于廠家規(guī)定的語句表中的語句進行編程；另一種