机械手PLC控制

目录一机械手简介 (1)1.1 机械手分类 (2)1.2 机械手控制系统设计步骤 (2)1.3 机械手工作过程： (3)二 PLC简介 (5)三 I/O配置表 (5)3.1 机械手传送系统输入和输出点分配表 (6)3.2 选型 (7)3.3 PLC的输入输出端子分配接线图 (8)四机械手的PLC控制 (9)4.1 控制特点 (9)4.2 系统控制示意图 (9)4.3 原理接线图 (10)4.4 操作系统 (11)4.5 回原位程序 (12)4.6 手动单步操作程序 (12)4.7 自动操作程序 (13)4.8 机械手传送系统梯形图 (14)五运行程序 (16)5.1 编辑运行程序 (16)六操作面板 (19)6.1 操作面板的演示 (19)七软件调试过程 (20)7.1 PLC程序的模拟调试 (20)五总结 (22)参考文献 (23)附录 (24)一机械手简介在现今的生活上,科技日新月益的进展之下,机械人手臂与有人类的手臂最大区别就在于灵活度与耐力度。

也就是机械手的最大优势可以重复的做同一动作在机械正常情况下永远也不会觉得累！机械手臂的应用也将会越来越广泛,机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动生产设备，作业的准确性和环境中完成作业的能力。

工业机械手机器人的一个重要分支。

特点是可以通过编程来完成各种预期的作业，构造和性能上兼有人和机械手机器各自的优点.1.1 机械手分类机械手的种类，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。

1.2 机械手控制系统设计步骤(1)根据工艺要求确定被控系统必须完成的动作,确定这些动作之间的关系及完成这些动作的顺序。

(2)分配输入、输出设备,即确定哪些外围设备是送信号给PLC的,哪些外围设备是接收来自PLC的信号的,同时还要将PLC的输入、输出点与之一一对应,对I/O进行分配。

在此基础上确定PLC的选型。

(3)根据控制系统的控制要求和所选PLC的I/O点的情况及高功能模块的情况,设计PLC用户程序,此时可采用梯形田、助记符或流程图语言形式的用户程序。

（4）PLC的用户程序体现了按照正确的顺序所要求的全部功能及其相互关系,编程时可用编程器或计算机直接编程、修改,同时也可对PLC的工作状态、特殊功能进行设定。

(5)对所设计的PLC程序进行调试和修改,直至PLC完全实现系统所要求的控制功能。

(6)保存已完成的程序。

1.3 机械手工作过程：机械手在生产线上的任务是将工件从A处传送到B处。

根据外界情况，机械手在空间上主要进行以下动作：机械手下降，机械手抓紧工件，机械手与工件上升，机械手与工件有右移，机械手与工件下降，机械手放松工件，机械手上升，机械手左移。

控制器检测上，下，左，右限位开关的通断，决定当前的动作，通过驱动系统输出，控制机械手的动作。

同时，用两位数码管显示搬运工件的数量。

启动控制有2种，1个由启动开关安装在现场，1个由通过组态王软件控制。

在控制面板上，安装一个档位开关，分手动和自动两大档位，手动挡包括调试和回原位两档，自动挡分单步、半自动和全自动三档，要求自动挡的操作必须在回原位的基础上才能进行。

原位下降夹紧上升右移左移上移放松下降图１-３-１图１-３-２二 PLC简介PLC控制系统，Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器，一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。

它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。

是工业控制的核心部分。

自二十世纪六十年代美国推出可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）取代传统继电器控制装置以来，PLC得到了快速发展，在世界各地得到了广泛应用。

同时，PLC的功能也不断完善。

随着计算机技术、信号处理技术、控制技术网络技术的不断发展和用户需求的不断提高，PLC在开关量处理的基础上增加了模拟量处理和运动控制等功能。

今天的PLC不再局限于逻辑控制，在运动控制、过程控制等领域也发挥着十分重要的作用。

三 I/O配置表3.1 机械手传送系统输入和输出点分配表表 3-1-13.2 选型S7-200丰富的种类：（1）CPU221：内置10个数字量I/O点，不可扩充；（2）CPU222：内置14个数字量I/O点，可扩充到78路数字量I/O或10路模拟量I/O；(3）CPU224：内置24个数字量I/O点，可扩充到168路数字量I/O或35路模拟量I/O；(4) CPU226：内置40个数字量I/O点，可扩充到248路数字量I/O或35路模拟量I/O；主机为S7-200中的CPU226，因为他能扩展七个模块。

模块1-模块4为EM232，它是模拟量输出模块，每个模块有两个输出通道。

电源为220V交流电。

主机为西门子S7-200中的CPU226，因为他能扩展七个模块。

模块1-模块4为EM232，它是模拟量输出模块，每个模块有两个输出通道，能够满足需要。

电源为220V交流电。

选择PLC时，应考虑性能价格比。

考虑经济性时，应同时考虑应用的可扩展性、可操作性、投入产出比等因素，进行比较和兼顾，最终选出较满意的产品。

输入输出点数对价格有直接影响。

每增加一块输入输出卡件就需增加一定的费用。

当点数增加到某一数值后，相应的存储器容量、机架、母板等也要相应增加，估因此，点数的增加对CPU选用、存储器容量、控制功能范围等选择都有影响，在算和选用时应充分考虑，使整个控制系统有较合理的性能价格比。

3.3 PLC的输入输出端子分配接线图图 3-3-1四机械手的PLC控制4.1 控制特点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。

4.2 系统控制示意图机械手传送工件系统示意图，如图4-2-1所示：图4-2-1 4.3 原理接线图图4-3-14.4 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4-4-1所示：图4-4-1其原理是：把旋钮置于回原点，X16接通，系统自动回原点，Y5驱动指示灯亮。

再把旋钮置于手动，则X6接通，其常闭触头打开，程序不跳转（CJ为一跳转指令，如果CJ驱动，则跳到指针P所指P0处），执行手动程序。

之后，由于X7常闭触点，当执行CJ指令时，跳转到P1所指的结束位置。

如果旋钮置于自动位置，（既X6常闭闭合、X7常闭打开）则程序执行时跳过手动程序，直接执行自动程序。

4.5 回原位程序回原位程序如图4所示。

用S10~S12作回零操作元件。

当用S10~S19作回零操作时，在最后状态中在自我复位前应使特殊继电器M8043置1。

回原位转移图如下：图 4-5-14.6 手动单步操作程序如图4-6-1所示。

图中上升/下降，左移/右移都有联锁和限位保护。

4.7 自动操作程序自动操作状态转移见图6所示。

当机械手处于原位时，按启动X0接通，状态转移到S20，驱动下降Y0，当到达下限位使行程开关X1接通，状态转移到S21，而S20自动复位。

S21驱动Y1置位，延时1秒，以使电磁力达到最大夹紧力。

当T0接通，状态转移到S22，驱动Y2上升，当上升到达最高位，X2接通，状态转移到S23。

S23驱动Y3右移。

移到最右位，X3接通，状态转移到S24下降。

下降到最低位，X1接通，电磁铁放松。

为了使电磁力完全失掉，延时1秒。

延时时间到，T1接通，状态转移到S26上升。

上升到最高位，X2接通，状态转移到S27左移。

左移到最左位，使X4接通，返回初始状态，再开始第二次循环动作。

在编写状态转移图时注意各状态元件只能使用一次，但它驱动的线圈，却可以使用多次，但两者不能出现在连续位置上。

因此步进顺控的编程，比起用基本指令编程较为容易，可读性较强。

图 4-7-14.8 机械手传送系统梯形图如图4-8-1所示。

图中从第0行到第27行为回原位状态程序。

从第28行到第66行，为手动单步操作程序。

从第67行到第129行为自动操作程序。

这三部分程序（又称为模块）是图3的操作系统运行的。

回原位程序和自动操作程序。

是用步进顺控方式编程。

在各步进顺控末行，都以RET结束本步进顺控程序块。

但两者又有不同。

回原位程序不能自动返回初始态S1。

而自动操作程序能自动返回初态S2。

图 4-8-1五运行程序5.1 编辑运行程序if (运行标志==1){if (次数>=0&&次数<50){下移信号=1;机械手y=机械手y+2;次数=次数+1;}if (次数>=50&&次数<70){下移信号=0;加紧信号=1;左爪=左爪+1/21*5;右爪=右爪-1/21*5;次数=次数+1;}if (次数>=70&&次数<120){加紧信号=0;上移信号=1;机械手y=机械手y-2;工件y=工件y-2;次数=次数+1;}if (次数>=120&&次数<220){上移信号=0;右移信号=1;机械手x=机械手x+1;工件x=工件x+1;左爪=左爪+20/21;右爪=右爪+20/21;次数=次数+1;}if (次数>=220&&次数<270){右移信号=0;下移信号=1;机械手y=机械手y+2;工件y=工件y+2;次数=次数+1;}if (次数>=270&&次数<290){下移信号=0;放松信号=1;左爪=左爪-1/21*5;右爪=右爪+1/21*5;次数=次数+1;}if (次数>=290&&次数<340){放松信号=0;上移信号=1;机械手y=机械手y-2;次数=次数+1;}if (次数>=340&&次数<440){上移信号=0;左移信号=1;机械手x=机械手x-1;左爪=左爪-20/21;右爪=右爪-20/21;次数=次数+1;}if (次数==440){左移信号=0;次数=0;工件x=0;工件y=100;\\本站点\左爪=0;\\本站点\右爪=10/210*100;if (停止标志==1){停止标志=0;运行标志=0;}}}七软件调试过程7.1 PLC程序的模拟调试将设计好的程序写入PLC后，首先逐条仔细检查，并改正写入时出现的错误。