机械手自动操作控制的PLC程序设计

机械手自动操作控制的PLC程序设计目录

1机械手的工作原理

1.1 机械手的概述……………………………………………………………………1 1.2 机械手的工作方式………………………………………………………………2 2机械手控制程序设计

2.1 输入和输出点分配表及原理接线图……………………………………………3 2.2 控制程序…………………………………………………………………………4 3梯形图及指令表

3.1 梯形图 (9)

3.2 指令表....................................................................................11 总结..........................................................................................13 参考文献.................................................................................... 14 附录 (15)

机械手自动操作控制的PLC程序设计

1机械手的工作原理

1.1 机械手的概述

能模仿人手和臂的某些动作功能～用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化～能在有害环境下操作以保护人身安全～因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。

机械手主要由手部和运动机构组成。手部是用来抓持工件,或工具,的部件～根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种结构形式～如夹持型、托持型和吸附型等。运动机构～使手部完成各种转动,摆动,、移动或复合运动来实现规定的动作～改变被抓持物件的位置和姿势。运动机构的升降、伸缩、旋转等独立运动方式～称为机械手的自由度。为了抓取空间中任意位置和方位的物体～需有6个自由度。自由度是机械手设计的关键参数。自由度越多～机械手的灵活性越大～通用性越广～其结构也越复杂。一般专用机械手有2，3个自由度。机械手的种类～按驱动方式可分为液压式、气动式、电动式、机械式机械手,按适用范围可分为专用机械手和通用机械手两种,按运动轨迹控制方式可分为点位控制和连续轨迹控制机械手等。

机械手通常用作机床或其他机器的附加装置～如在自动机床或自动生产线上装卸和传递工件～在加工中心中更换刀具等～一般没有独立的控制装置。有些操作装置需要由人直接操纵～如用于原子能部门操持危险物品的主从式操作手也常称为机械手。机械手虽然目前还不如人手那样灵活～但它具有能不断重复工作和劳动、不知疲劳、不怕危险、抓举重物的力量比人手大等特点～因此～机械手已受到许多部门的重视～并越来越广泛地得到了应用～例如:

1、机床加工工件的装卸～特别是在自动化车床、组合机床上使用较为普遍。

2、在装配作业中应用广泛～在电子行业中它可以用来装配印制电路板～在机械行业中它可以用来组装零部件。

3、可在劳动条件差～单调重复易子疲劳的工作环境工作～以代替人的劳动。

4、可在危险场合下工作～如军工品的装卸、危险品及有害物的搬运等。

5、宇宙及海洋的开发～军事工程及生物医学方面的研究和试验。

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1.2 机械手的工作方式

机械手电气控制系统～除了有多工步特点之外～还要求有连续控制和手动控制等操作方式。工作方式的选择可以很方便地在操作面板上表示出来。当旋钮打向回原点时～系统自动地回到左上角位置待命。当旋钮打向自动时～系统自动完成各工步操作～且循环动作。当旋钮打向手动时～每一工步都需要按下该工步按钮才能实现。以下是设计该机械手控制程序的步骤和方法。

1、机械手传送工件系统示意图～如图1所示。

图1 机械手传送示意及操作面板图

2、机械手顺序动作的要求是:

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1) 按下起动按钮SB1时～机械手系统工作。首先上升电磁阀通电～手臂上升～至上升限位开关动作。

2) 左转电磁阀通电～手臂左转～至左转限位开关动作。

3) 下降电磁阀通电～手臂下降～至下降限位开关动作。

4) 启动传送带A运行～由光电开关SP检测传送带A上有无物品送来～若检测到物品～则抓紧电磁阀通电～机械手抓紧～至抓紧限位开关动作。 5) 手臂再次上升～至上升限位开关再次动作。

6) 右转电磁阀通电～手臂右转～至右转限位开关动作。

7) 手臂再次下降～至下降限位开关再次动作。

8) 放松电磁阀通电～机械手松开手爪～经延时2秒后～完成一次搬运任务～然后重复循环以上过程。

9) 按下停止按钮SB2或断电时～机械手停止在现行工步上～重新起动时～机械手按停止前的动作继续工作。

2机械手控制程序设计

2.1 输入和输出点分配表及原理接线图

2.1.1 PLC I/O分配

表1 机械手传送系统输入和输出点分配表

名称代号输入名称代号输入名称代号输出启动 SB1 X0 夹紧 SB5 X10 电磁阀下降 YV1 Y0 下限行程 SQ1 X1 放松 SB6 X11 电磁阀夹紧 YV2 Y1 上限行程 SQ2 X2 单步上升 SB7 X12 电磁阀上升 YV3 Y2 右限行程 SQ3 X3 单步下降 SB8 X13 电磁阀右行 YV4 Y3 左限行程 SQ6 X4 单步左移 SB9 X14 电磁阀左行YV5 Y4 停止 SB2 X5 单步右移 SB10 X15 原点指示 EL Y5 手动操作 SB3 X6 回原点 SB11 X16 连续操作 SB4 X7 工件检测 SQ7 X17

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图2、原理接线图

2.1.2选择PLC

该机械手为开关量控制～且所需的I/O点数不多～因此选择一般的小型低档PLC即可。由于所需的I/O点数分别为17和8点～考虑到机械手操作的工艺固定～选用的PLC来实现机械手控制系统。 FX2N,48MR

2.2 控制程序

2.2.1操作系统

操作系统包括回原点程序～手动单步操作程序和自动连续操作程序～如图3所示。

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