課程設(shè)計(jì)（論文）PLC控制機(jī)械手設(shè)計(jì)

1、頁(yè)眉前 言11 plc簡(jiǎn)介21.1 plc發(fā)展歷史21.2 基本結(jié)構(gòu)plc21.2.1 中央處理單元(cpu)31.2.2 存儲(chǔ)器31.2.3 輸入接口電路51.2.4 輸出接口電路51.2.5 電源61.3 plc的工作原理71.3.1 機(jī)械手的概述71.3.2 機(jī)械手的工作方式81.3.3 輸入刷新階段81.3.4 程序執(zhí)行階段81.3.5 輸出刷新階段82 三菱fx系列產(chǎn)品簡(jiǎn)介93 機(jī)械臂的plc控制103.1 操作要求103.2 操作功能113.3 控制特點(diǎn)113.4 系統(tǒng)控制示意圖123.5 輸入和輸出點(diǎn)分配表及原理接線圖123.6 操作系統(tǒng)133.7 回原位程序143.8 手動(dòng)單步

2、操作程序153.9 自動(dòng)操作程序163.10 機(jī)械臂傳送系統(tǒng)梯形圖163.11 指令語(yǔ)句表18心得體會(huì)19參考文獻(xiàn)20前 言可編程序控制器（programmable logic controller），簡(jiǎn)稱plc，是在繼電順序控制基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的以微處理器為核心的通用的工業(yè)自動(dòng)化控制裝置。隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，plc的功能也越來(lái)越強(qiáng)大，更多地具有計(jì)算機(jī)的功能，所以又簡(jiǎn)稱pc（programmable controller），但是為了不和personal computer混淆，仍習(xí)慣稱為plc。目前plc已經(jīng)在智能化、網(wǎng)絡(luò)化方面取得了很好的發(fā)展，并且現(xiàn)今已出現(xiàn)softplc，更是p

3、lc領(lǐng)域無(wú)限的發(fā)展前景。本文主要通過(guò)氣動(dòng)機(jī)械臂的plc控制來(lái)介紹plc的具體應(yīng)用，讓我們更熟悉plc，為今后學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。 1 plc簡(jiǎn)介 可編程控制器（簡(jiǎn)稱plc）：是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。它采用一類可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算,順序控制，定時(shí)，計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過(guò)數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。1.1 plc發(fā)展歷史20世紀(jì)60年代末期，美國(guó)汽車制造工業(yè)競(jìng)爭(zhēng)激烈，為了適應(yīng)生產(chǎn)工藝不斷更新的需要，在1968年美國(guó)通用汽車公司（gm）首先公開招標(biāo)，對(duì)控制系統(tǒng)提出的具體要求基本為：a。 它的繼電控制系統(tǒng)設(shè)

4、計(jì)周期短，更改容易，接線簡(jiǎn)單成本低。b。它能把計(jì)算機(jī)的功能和繼電器控制系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)。但編程要比計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)單易學(xué)、操作方便。c。系統(tǒng)通用性強(qiáng)。1969年美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司（dec）根據(jù)上述要求，研制出世界上第一臺(tái)plc，并在gm公司汽車生產(chǎn)線上首次試用成功，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)的自動(dòng)化。其后日本、德國(guó)等相繼引入，可編程序控制器迅速發(fā)展起來(lái)，但是主要應(yīng)用于順序控制，只能進(jìn)行邏輯運(yùn)算，故稱為可編程邏輯控制器，簡(jiǎn)稱plc。其定義：可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。它采用一類可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算,順序控制，定時(shí)，計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過(guò)數(shù)字

5、或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)外部設(shè)備，都按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。1.2 基本結(jié)構(gòu)plc可編程序控制器實(shí)施控制，其實(shí)質(zhì)就是按一定算法進(jìn)行輸入輸出變換，并將這個(gè)變換與以物理實(shí)現(xiàn)。輸入輸出變換、物理實(shí)現(xiàn)可以說(shuō)是plc實(shí)施控制的兩個(gè)基本點(diǎn)，同時(shí)物理實(shí)現(xiàn)也是plc與普通微機(jī)相區(qū)別之處，其需要考慮實(shí)際控制的需要，應(yīng)能排除干擾信號(hào)適應(yīng)于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，輸出應(yīng)放大到工業(yè)控制的水平，能為實(shí)際控制系統(tǒng)方便使用，所以plc采用了典型的計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)，主要是由微處理器（cpu）、存儲(chǔ)器（ram/rom）、輸入輸出接口（i/o）電路、通信接口及電源組成。

6、plc的基本結(jié)構(gòu)如下圖所示：1.2.1 中央處理單元(cpu)中央處理單元 (cpu)是plc的控制核心。它按照plc系統(tǒng)程序賦予的功能：a. 接收并存儲(chǔ)從用戶程序和數(shù)據(jù)；b.檢查電源、存儲(chǔ)器、i/o以及警戒定時(shí)器的狀態(tài)，并能診斷用戶程序中的語(yǔ)法錯(cuò)誤。當(dāng)plc投入運(yùn)行時(shí)，首先它以掃描的方式采集現(xiàn)場(chǎng)各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入i/o映象寄存區(qū)，然后從用戶程序存儲(chǔ)器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過(guò)命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運(yùn)算并將結(jié)果送入i/o映象寄存區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后，最后將i/o映象寄存區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)的輸出裝置，如此循環(huán)直到停止

7、運(yùn)行。 為了進(jìn)一步提高plc的可靠性，近年來(lái)對(duì)大型plc還采用雙cpu構(gòu)成冗余系統(tǒng)，或采用三cpu的表決式系統(tǒng)。這樣，即使某個(gè)cpu出現(xiàn)故障，整個(gè)系統(tǒng)仍能正常運(yùn)行。 1.2.2 存儲(chǔ)器 可編程序控制器的存儲(chǔ)器分為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器和用戶程序存儲(chǔ)器。存放系統(tǒng)軟件（包括監(jiān)控程序、模塊化應(yīng)用功能子程序、命令解釋程序、故障診斷程序及其各種管理程序）的存儲(chǔ)器稱為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器；存放用戶程序（用戶程序存和數(shù)據(jù)）的存儲(chǔ)器稱為用戶程序存儲(chǔ)器，所以又分為用戶存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器兩部分。 plc常用的存儲(chǔ)器類型 ：（1）ram （random assess memory） 這是一種讀/寫存儲(chǔ)器(隨機(jī)存儲(chǔ)器)，其存取速度

8、最快，由鋰電池支持。（2）eprom（erasable programmable read only memory）這是一種可擦除的只讀存儲(chǔ)器。在斷電情況下，存儲(chǔ)器內(nèi)的所有內(nèi)容保持不變。(在紫外線連續(xù)照射下可擦除存儲(chǔ)器內(nèi)容)。（3）eeprom(electrical erasable programmable read only memory)這是一種電可擦除的只讀存儲(chǔ)器。使用編程器就能很容易地對(duì)其所存儲(chǔ)的內(nèi)容進(jìn)行修改。 plc存儲(chǔ)空間的分配 ：雖然各種 plc的cpu的最大尋址空間各不相同，但是根據(jù)plc的工作原理，其存儲(chǔ)空間一般包括以下三個(gè)區(qū)域： （1）系統(tǒng)程序存儲(chǔ)區(qū)（2）系統(tǒng)ram存儲(chǔ)區(qū)

9、（包括i/o映象寄存區(qū)和系統(tǒng)軟設(shè)備等）。（3）用戶程序存儲(chǔ)區(qū) 系統(tǒng)程序存儲(chǔ)區(qū)：在系統(tǒng)程序存儲(chǔ)區(qū)中存放著相當(dāng)于計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的系統(tǒng)程序。包括監(jiān)控程序、管理程序、命令解釋程序、功能子程序、系統(tǒng)診斷子程序等。由制造廠商將其固化在 eprom中，用戶不能直接存取。它和硬件一起決定了該plc的性能。 系統(tǒng)ram存儲(chǔ)區(qū)：系統(tǒng)ram存儲(chǔ)區(qū)包括i/o映象寄存區(qū)以及各類軟元件，如：邏輯線圈、數(shù)據(jù)寄存器、計(jì)時(shí)器、計(jì)數(shù)器、變址寄存器、累加器等存儲(chǔ)器。 （1）i/o映象寄存區(qū)：由于plc投入運(yùn)行后，只是在輸入采樣階段才依次讀入各輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，在輸出刷新階段才將輸出的狀態(tài)和數(shù)據(jù)送至相應(yīng)的外設(shè)。因此，它需要一定數(shù)量的存

10、儲(chǔ)單元(ram)以存放i/o的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，這些單元稱作i/o映象寄存區(qū)。一個(gè)開關(guān)量i/o占用存儲(chǔ)單元中的一個(gè)位，一個(gè)模擬量i/o占用存儲(chǔ)單元中的一個(gè)字。因此整個(gè)i/o映象寄存區(qū)可看作兩個(gè)部分組成：開關(guān)量i/o映象寄存區(qū)；模擬量i/o映象寄存區(qū)。 （2）系統(tǒng)軟元件存儲(chǔ)區(qū) ：除了i/o映象寄存區(qū)區(qū)以外，系統(tǒng)ram存儲(chǔ)區(qū)還包括plc內(nèi)部各類軟元件（邏輯線圈、計(jì)時(shí)器、計(jì)數(shù)器、數(shù)據(jù)寄存器和累加器等）的存儲(chǔ)區(qū)。該存儲(chǔ)區(qū)又分為具有失電保持的存儲(chǔ)區(qū)域和失電不保持的存儲(chǔ)區(qū)域，前者在plc斷電時(shí)，由內(nèi)部的鋰電池供電，數(shù)據(jù)不會(huì)丟失；后者當(dāng)plc斷電時(shí)，數(shù)據(jù)被清零。 （3）用戶程序存儲(chǔ)區(qū) ： 用戶程序存儲(chǔ)區(qū)存放用戶編

11、制的用戶程序。不同類型的 plc，其存儲(chǔ)容量各不相同。 1.2.3 輸入接口電路 輸入輸出信號(hào)有開關(guān)量、模擬量、數(shù)字量三種，在我們實(shí)習(xí)室涉及到的信號(hào)當(dāng)中，開關(guān)量最普遍，也是實(shí)驗(yàn)條件所限，在次我們主要介紹開關(guān)量接口電路?？删幊绦蚩刂破鲀?yōu)點(diǎn)之一是抗干擾能力強(qiáng)。這也是其i/o設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)之處，經(jīng)過(guò)了電氣隔離后，信號(hào)才送入cpu執(zhí)行的,防止現(xiàn)場(chǎng)的強(qiáng)電干擾進(jìn)入。如下圖就是采用光電耦合器(一般采用反光二極管和光電三極管組成)的開關(guān)量輸入接口電路：1.2.4 輸出接口電路可編程序控制器的輸出有：繼電器輸出(m)、晶體管輸出(t)、晶閘管輸出(ssr)三種輸出形式。(1) 輸出接口電路的隔離方式 (2) 輸出接

12、口電路的主要技術(shù)參數(shù)a.響應(yīng)時(shí)間 響應(yīng)時(shí)間是指plc從on狀態(tài)轉(zhuǎn)變成off狀態(tài)或從off狀態(tài)轉(zhuǎn)變成on狀態(tài)所需要的時(shí)間。繼電器輸出型響應(yīng)時(shí)間平均約為10ms；晶閘管輸出型響應(yīng)時(shí)間為1ms以下；晶體管輸出型在0.2ms以下為最快。b.輸出電流 繼電器輸出型具有較大的輸出電流，ac250v以下的電路電壓可驅(qū)動(dòng)純電阻負(fù)載2a/1點(diǎn)、感性負(fù)載80va以下（ac100v或ac200v）及燈負(fù)載100w以下（ac100v 或200v）的負(fù)載；y0、y1以外每輸出1點(diǎn)的輸出電流是0.5a，但是由于溫度上升的原因，每輸出4合計(jì)為0.8a的電流，輸出晶體管的on電壓約為1.5v，因此驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體元件時(shí)，請(qǐng)注意元件

13、的輸入電壓特性。y0、y1每輸出1點(diǎn)的輸出電流是0.3a，但是對(duì)y0、y1使用定位指令時(shí)需要高速響應(yīng)，因此使用10100ma的輸出電流；晶閘管輸出電流也比較小，fx1s無(wú)晶閘管輸出型。c.開路漏電流 開路漏電流是指輸出處于off狀態(tài)時(shí)，輸出回路中的電流。繼電器輸出型輸出接點(diǎn)off是無(wú)漏電流；晶體管輸出型漏電流在0.1ma以下；晶閘管較大漏電流，主要由內(nèi)部rc電路引起，需在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)注意。輸出公共端（com） 公共端與輸出各組之間形成回路，從而驅(qū)動(dòng)負(fù)載。fx1s有1點(diǎn)或4點(diǎn)一個(gè)公共端輸出型，因此各公共端單元可以驅(qū)動(dòng)不同電源電壓系統(tǒng)的負(fù)載。1.2.5 電源 plc的電源在整個(gè)系統(tǒng)中起著十分重要得作

14、用。如果沒有一個(gè)良好的、可靠得電源系統(tǒng)是無(wú)法正常工作的，因此plc的制造商對(duì)電源的設(shè)計(jì)和制造也十分重視。一般交流電壓波動(dòng)在+10%(+15%)范圍內(nèi)，可以不采取其它措施而將plc直接連接到交流電網(wǎng)上去。如fx1s額定電壓ac100v240v，而電壓允許范圍在ac85v264v之間。允許瞬時(shí)停電在10ms以下，能繼續(xù)工作。一般小型plc的電源輸出分為兩部分：一部分供plc內(nèi)部電路工作；一部分向外提供給現(xiàn)場(chǎng)傳感器等的工作電源。因此plc對(duì)電源的基本要求：能有效地控制、消除電網(wǎng)電源帶來(lái)的各種干擾；電源發(fā)生故障不會(huì)導(dǎo)致其它部分產(chǎn)生故障；允許較寬的電壓范圍；電源本身的功耗低，發(fā)熱量??；內(nèi)部電源與外部電源

15、完全隔離；有較強(qiáng)的自保護(hù)功能。 1.3 plc的工作原理1.3.1 機(jī)械手的概述機(jī)械手是在機(jī)械化、自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)展起來(lái)的一種新型裝置。近年來(lái)，隨著電子技術(shù)特別是電子計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，機(jī)器人的研制和生產(chǎn)已成為高技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)迅速發(fā)展起來(lái)的一門新興技術(shù)，它更加促進(jìn)了機(jī)械手的發(fā)展，使得機(jī)械手能更好地實(shí)現(xiàn)與機(jī)械化和自動(dòng)化的有機(jī)結(jié)合。 機(jī)械手雖然目前還不如人手那樣靈活，但它具有能不斷重復(fù)工作和勞動(dòng)、不知疲勞、不怕危險(xiǎn)、抓舉重物的力量比人手大等特點(diǎn)，因此，機(jī)械手已受到許多部門的重視，并越來(lái)越廣泛地得到了應(yīng)用。例如：(1)機(jī)床加工工件的裝卸，特別是在自動(dòng)化車床、組合機(jī)床上使用較為普遍。(2)在裝配作業(yè)中應(yīng)用

16、廣泛，在電子行業(yè)中它可以用來(lái)裝配印制電路板，在機(jī)械行業(yè)中它可以用來(lái)組裝零部件。(3)可在勞動(dòng)條件差，單調(diào)重復(fù)易子疲勞的工作環(huán)境工作，以代替人的勞動(dòng)。(4)可在危險(xiǎn)場(chǎng)合下工作，如軍工品的裝卸、危險(xiǎn)品及有害物的搬運(yùn)等。(5)宇宙及海洋的開發(fā)。(6)軍事工程及生物醫(yī)學(xué)方面的研究和試驗(yàn)。 1.3.2 機(jī)械手的工作方式機(jī)械手電氣控制系統(tǒng)，除了有多工步特點(diǎn)之外，還要求有連續(xù)控制和手動(dòng)控制等操作方式。工作方式的選擇可以很方便地在操作面板上表示出來(lái)。當(dāng)旋鈕打向回原點(diǎn)時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)地回到左上角位置待命。當(dāng)旋鈕打向自動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)完成各工步操作，且循環(huán)動(dòng)作。當(dāng)旋鈕打向手動(dòng)時(shí)，每一工步都要按下該工步按鈕才能實(shí)現(xiàn)。以下

17、是設(shè)計(jì)該機(jī)械手控制程序的步驟和方法。1.3.3 輸入刷新階段在輸入刷新階段，cpu掃描全部輸入端口，讀取其狀態(tài)并寫入輸入狀態(tài)寄存器。完成輸入端刷新工作后，將關(guān)閉輸入端口，轉(zhuǎn)入程序執(zhí)行階段。在程序執(zhí)行期間即使輸入端狀態(tài)發(fā)生變化，輸入狀態(tài)寄存器的內(nèi)容也不會(huì)改變，而這些變化必須等到下一工作周期的輸入刷新階段才能被讀入。1.3.4 程序執(zhí)行階段在程序執(zhí)行階段，根據(jù)用戶輸入的控制程序，從第一條開始逐步執(zhí)行，并將相應(yīng)的邏輯運(yùn)算結(jié)果存入對(duì)應(yīng)的內(nèi)部輔助寄存器和輸出狀態(tài)寄存器。當(dāng)最后一條控制程序執(zhí)行完畢后，即轉(zhuǎn)入輸入刷新階段。1.3.5 輸出刷新階段當(dāng)所有指令執(zhí)行完畢后，將輸出狀態(tài)寄存器中的內(nèi)容，依次送到輸出鎖

18、存電路（輸出映像寄存器），并通過(guò)一定輸出方式輸出，驅(qū)動(dòng)外部相應(yīng)執(zhí)行元件工作，這才形成plc的實(shí)際輸出。由此可見，輸入刷新、程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段構(gòu)成plc一個(gè)工作周期，由此循環(huán)往復(fù)，因此稱為循環(huán)掃描工作方式。由于輸入刷新階段是緊接輸出刷新階段后馬上進(jìn)行的，所以亦將這兩個(gè)階段統(tǒng)稱為i/o刷新階段。實(shí)際上，除了執(zhí)行程序和i/o刷新外，plc還要進(jìn)行各種錯(cuò)誤檢測(cè)（自診斷功能）并與編程工具通訊，這些操作統(tǒng)稱為“監(jiān)視服務(wù)”，一般在程序執(zhí)行之后進(jìn)行。綜上述，plc的掃描工作過(guò)程如圖14所示。顯然掃描周期的長(zhǎng)短主要取決于程序的長(zhǎng)短。掃描周期越長(zhǎng)，響應(yīng)速度越慢。由于每個(gè)掃描周期只進(jìn)行一次i/o刷新，即每一

19、個(gè)掃描周期plc只對(duì)輸入、輸出狀態(tài)寄存器更新一次，所以系統(tǒng)存在輸入輸出滯后現(xiàn)象，這在一定程度上降低了系統(tǒng)的響應(yīng)速度。但是由于其對(duì)i/o的變化每個(gè)周期只輸出刷新一次，并且只對(duì)有變化的進(jìn)行刷新，這對(duì)一般的開關(guān)量控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是完全允許的，不但不會(huì)造成影響，還會(huì)提高抗干擾能力。這是因?yàn)檩斎氩蓸与A段僅在輸入刷新階段進(jìn)行，plc在一個(gè)工作周期的大部分時(shí)間是與外設(shè)隔離的，而工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的干擾常常是脈沖、短時(shí)間的，誤動(dòng)作將大大減小。但是在快速響應(yīng)系統(tǒng)中就會(huì)造成響應(yīng)滯后現(xiàn)象，這個(gè)一般plc都會(huì)采取高速模塊?？傊?，plc采用掃描的工作方式，是區(qū)別于其他設(shè)備的最大特點(diǎn)之一，我們?cè)趯W(xué)習(xí)和使用plc當(dāng)中都應(yīng)加強(qiáng)注意。本次設(shè)

20、計(jì)，我們選用的plc時(shí)三菱公司的fx2n-40mr。2 三菱fx系列產(chǎn)品簡(jiǎn)介fx系列產(chǎn)品，它內(nèi)部的編程元件，也就是支持該機(jī)型編程語(yǔ)言的軟元件，按通俗叫法分別稱為繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等，但它們與真實(shí)元件有很大的差別，一般稱它們?yōu)椤败浝^電器”。這些編程用的繼電器，它的工作線圈沒有工作電壓等級(jí)、功耗大小和電磁慣性等問(wèn)題；觸點(diǎn)沒有數(shù)量限制、沒有機(jī)械磨損和電蝕等問(wèn)題。它在不同的指令操作下，其工作狀態(tài)可以無(wú)記憶，也可以有記憶，還可以作脈沖數(shù)字元件使用。一般情況下，x：代表輸入繼電器 y：代表輸出繼電器 m：代表輔助繼電器spm：代表專用輔助繼電器t：代表定時(shí)器 c：代表計(jì)數(shù)器s：代表狀態(tài)繼電器d：代表數(shù)

21、據(jù)寄存器 mov：代表傳輸?shù)然具壿嬛噶钍莗lc中最基本的編程語(yǔ)言，掌握了它也就初步掌握了plc的使用方法，各種型號(hào)的plc的基本邏輯指令都大同小異。在這里不做過(guò)多介紹。3 機(jī)械臂的plc控制3.1 操作要求氣動(dòng)機(jī)械手的動(dòng)作示意圖如圖1所示，氣動(dòng)機(jī)械手的功能是將工件從a處移送到b處。控制要求為：1、氣動(dòng)機(jī)械手的升降和左右移行分別由不同的雙線圈電磁閥來(lái)實(shí)現(xiàn)，電磁閥線圈失電時(shí)能保持原來(lái)的狀態(tài)，必須驅(qū)動(dòng)反向的線圈才能反向運(yùn)動(dòng)；2、上升、下降的電磁閥線圈分別為yv2、yv1；右行、左行的電磁閥線圈為yv3、yv4；3、機(jī)械手的夾鉗由單線圈電磁閥yv5來(lái)實(shí)現(xiàn)，線圈通電時(shí)夾緊工件，線圈斷電時(shí)松開工件；4、

22、機(jī)械手的夾鉗的松開、夾緊通過(guò)延時(shí)1.7s實(shí)現(xiàn)；5、機(jī)械手的下降、上升、右行、左行的限位由行程開關(guān)sq1、sq2、sq3、sq4來(lái)實(shí)現(xiàn)；3.2 操作功能機(jī)械手的操作面板如圖2所示。機(jī)械手能實(shí)現(xiàn)手動(dòng)、回原位、單步、單周期和連續(xù)等五種工作方式。1、手動(dòng)工作方式時(shí)，用各按鈕的點(diǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的動(dòng)作；2、回原位工作方式時(shí)，按下“回原位”按鈕，則機(jī)械手自動(dòng)返回原位；3、單步工作方式時(shí)，每按下一次啟動(dòng)安鈕，機(jī)械手向前執(zhí)行一步；4、單周期工作方式時(shí)，每按下一次啟動(dòng)安鈕，機(jī)械手只運(yùn)行一個(gè)周期；5、連續(xù)工作方式時(shí)，機(jī)械手在原位，只要按下啟動(dòng)安鈕，機(jī)械手就會(huì)連續(xù)循環(huán)工作，直到按下停止安鈕；6、傳送工件時(shí)，機(jī)械手必須升到

23、最高點(diǎn)才能左右移動(dòng)，以防止機(jī)械手在較低位置運(yùn)行時(shí)碰到其他工件；7、出現(xiàn)緊急情況，按下緊急停車按鈕時(shí)，機(jī)械手停止所有的操作。3.3 控制特點(diǎn)機(jī)械臂電氣控制系統(tǒng)，除了有多工步特點(diǎn)之外，還要求有連續(xù)控制和手動(dòng)控制等操作方式。工作方式的選擇可以很方便地在操作面板上表示出來(lái)。當(dāng)旋鈕打向回原點(diǎn)時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)地回到左上角位置待命。當(dāng)旋鈕打向自動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)完成各工步操作，且循環(huán)動(dòng)作。當(dāng)旋鈕打向手動(dòng)時(shí)，每一工步都要按下該工步按鈕才能實(shí)現(xiàn)。以下是設(shè)計(jì)該機(jī)械臂控制程序的步驟和方法。3.4 系統(tǒng)控制示意圖機(jī)械臂傳送工件系統(tǒng)示意圖，如圖1所示。 圖1 機(jī)械臂傳送示意及操作面板圖3.5 輸入和輸出點(diǎn)分配表及原理接線圖表1

24、 機(jī)械臂傳送系統(tǒng)輸入和輸出點(diǎn)分配表名 稱代號(hào)輸入名 稱代號(hào)輸入名 稱代號(hào)輸出啟動(dòng)sb1x0夾緊sb5x10電磁閥下降yv1y0下限行程sq1x1放松sb6x11電磁閥夾緊yv2y1上限行程sq2x2單步上升sb7x12電磁閥上升yv3y2右限行程sq3x3單步下降sb8x13電磁閥右行yv4y3左限行程sq4x4單步左移sb9x14電磁閥左行yv5y4停止sb2x5單步右移sb10x15原點(diǎn)指示ely5手動(dòng)操作sb3x6回原點(diǎn)sb11x16連續(xù)操作sb4x7工件檢測(cè)sq5x173.6 操作系統(tǒng) 操作系統(tǒng)包括回原點(diǎn)程序，手動(dòng)單步操作程序和自動(dòng)連續(xù)操作程序，如圖3所示。其原理是：把旋鈕置于回原點(diǎn)，

25、x16接通，系統(tǒng)自動(dòng)回原點(diǎn)，y5驅(qū)動(dòng)指示燈亮。再把旋鈕置于手動(dòng)，則x6接通，其常閉觸頭打開，程序不跳轉(zhuǎn)（cj為一跳轉(zhuǎn)指令，如果cj驅(qū)動(dòng)，則跳到指針p所指p0處），執(zhí)行手動(dòng)程序。之后，由于x7常閉觸點(diǎn)，當(dāng)執(zhí)行cj指令時(shí)，跳轉(zhuǎn)到p1所指的結(jié)束位置。如果旋鈕置于自動(dòng)位置，（既x6常閉閉合、x7常閉打開）則程序執(zhí)行時(shí)跳過(guò)手動(dòng)程序，直接執(zhí)行自動(dòng)程序。3.7 回原位程序回原位程序如圖4所示。用s10s12作回零操作元件。應(yīng)注意，當(dāng)用s10s19作回零操作時(shí)，在最后狀態(tài)中在自我復(fù)位前應(yīng)使特殊繼電器m8043置1。3.8 手動(dòng)單步操作程序如圖5所示。圖中上升/下降，左移/右移都有聯(lián)鎖和限位保護(hù)。3.9 自動(dòng)操作程序自動(dòng)操作狀態(tài)轉(zhuǎn)移見圖6所示。當(dāng)機(jī)械臂處于原位時(shí)，按啟動(dòng)x0接通，狀態(tài)轉(zhuǎn)移到s20，驅(qū)動(dòng)下降y0，當(dāng)?shù)竭_(dá)下限位使行程開關(guān)x1接通，狀態(tài)轉(zhuǎn)移到s21，而s20自動(dòng)復(fù)位。s21驅(qū)動(dòng)y1置位，延時(shí)1秒，以使電磁力達(dá)到最大夾緊力。當(dāng)t0接通，狀態(tài)轉(zhuǎn)移到s22，驅(qū)動(dòng)y2上升，當(dāng)上升到達(dá)最高位，x2接通，狀態(tài)轉(zhuǎn)移到s23。s23驅(qū)動(dòng)y3右移。移到最右位，x3接通，狀態(tài)轉(zhuǎn)移到s24下降。下降到最低位，x1接通，電磁鐵放松。為了使電磁力完全失掉，延時(shí)1秒。延時(shí)時(shí)間到，t1接通，狀態(tài)轉(zhuǎn)移