基于三菱FX系列PLC控制机械手设计

一、控制要求

控制要求：将物体从位置A搬至位置B

（1）动作顺序：机械手从原点位置起下移到A处下限位从A处夹紧物体后上升至上限位右移至右限位机械手下降至B处下限位上升至上限位左移至左限位（原点）为一个循环。

（2）上限﹑A下限﹑B下限﹑左限﹑右限分别由限位开关控制；机械手设立启动和停止开。（3）机械手夹紧或松开的工作状态以及到达每一个工位时，均应有状态显示。

（4）机械手的夹紧和放松动作均应有1s延时，然后上升；机械手每到达一个位置均有0.5s 的停顿延时，然后进行下一个动作。

（5）若机械手停止时不在原点位置，可通过手动开关分别控制机械手的上升和左移，使之回到原点。

(6)要求循环120次后自动停止工作并警铃报警。

I/O编址并画出工作框图

PLC程序设计﹑I/O端子接线图

二、程序设计

操作时，机械手的操作分为手动操作方式和自动循环操作方式。

1.工件传送机械手PLC控制输入点分配表见表1

表1 工件传送机械手PLC控制输入点分配表

名称代号输入点编号上限位行程开关ST1 X0

下限位行程开关ST2 X1

左限位行程开关ST3 X2

右限位行程开关ST4 X3

上升手动按钮SB1 X4

左移手动按钮SB2 X6 手动操作方式选择开关SA1-1 X5

自动循环方式选择开关SA2-2 X10

机械手启动按钮SB5 X11

机械手停止按钮SB6 X12 2.工件传送机械手PLC控制输出点分配表见表2

表2 工件传送机械手PLC控制输出点分配表

名称代号输出点编号上升电磁阀YV1 Y0

下降电磁阀YV2 Y1

右移电磁阀YV3 Y2

左移电磁阀YV4 Y3

夹紧电磁阀YV5 Y4

上限指示灯HL1 Y5

下限指示灯HL2 Y6

左限指示灯HL3 Y7

右限指示灯HL4 Y10 报警灯HL5 Y11 原点指示灯HL6 Y12 3．工件传送机械手PLC控制面板如图1所示。

4．工件传送机械手PLC控制接线图如图2所示。

图1 机械手PLC控制面板

图2 机械手PLC控制接线图

5.手动单步操作程序如图3所示。图中上升和左移都有联锁和限位保护。

图3 手动单步操作程序

6.自动操作程序如图4所示。

图4 自动操作程序

当机械手处于原位时，按启动X11接通，状态转移到S21，驱动下降Y1，当到达下限位使行程开关X1接通，状态转移到S22，而S21自动复位。S22驱动下限指示灯打开，延时0.5秒后到达状态S23。于是下限指示灯熄灭，S23驱动Y4置位，延时1秒，以使电磁力达到最大夹紧力。当T1接通，状态转移到S24，驱动Y0上升，当上升到达最高位，X0接通，状态转移到S25。S25驱动上限指示灯打开，延时0.5秒后到达状态S26。

到达状态S26后，上限指示灯熄灭，机械手移到最右位，X3接通，状态转移到S27。此时，右限指示灯打开，延时0.5秒后到达状态S27。右限指示灯熄灭，机械手下降。下降到最低位，X1接通，到达状态S29。下限指示灯打开，延时0.5秒后到达状态S30，下限指示灯熄灭。电磁铁放松。为了使电磁力完全失掉，延时1秒。延时时间到，T5接通，状态转移到S31上升。上升到最高位，X0接通，状态转移到S32。上限指示灯打开，延时0.5秒后到达状态S33。上限指示灯熄灭，左移。左移到最左位，使X2接通，到达状态S34。此时，左限指示灯打开，延时0.5秒后到达状态S35。到达S35后，左限指示灯熄灭，计数器计数一次，返回初始状态，再开始第二次循环动作。

当计数器计满120次后，系统报警停止，计数器重新置零。

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。

7．系统梯形图如图7。

图7 系统梯形图

8.控制指令语句如图8。

图8 控制指令语句

三、小结

通过这次课程设计，在往日课堂的基础上，我对三菱系列PLC的结构和编程语句有了更深入的了解。尤其是步进指令，在我这次设计过程中起很大的作用。

对于这道设计题目，我们还可以有更深入的拓展，比如设计一个自动回原点装置以及下移、右移、夹紧、放松的点动按钮，会使机械手更加完善。

综合这两个机电液综合设计，我查阅了不少资料，学到很多知识。同时，熟悉了AutoCAD 的各种功能。并在王佳老师的指点下，使用了清华天河的PCCAD插件，直接调用插件中液压库、电气库的模型，节省了绘图时间，增长了见识。同时王佳老师还提供了PLC编程的软件和不少电子参考资料。在此向王佳老师表示衷心的感谢！

四、参考书目

1.龚仲华等编著.三菱FX/Q系列PLC应用技术.人民邮电出版社.2006

2.贺哲荣等编著.流行PLC实用程序及设计(三菱FX2系列).西安电子科技大学出版社.2006