基于PLC的機(jī)械手控制設(shè)計(jì)更新版

1、摘要 工業(yè)機(jī)械手是近幾十年發(fā)展起來(lái)的一種高科技自動(dòng)生產(chǎn)設(shè)備。工業(yè)機(jī)械手也是工業(yè)機(jī)器人的一個(gè)重要分支。他的特點(diǎn)是可以通過(guò)編程來(lái)完成各種預(yù)期的作業(yè)，在構(gòu)造和性能上兼有人和機(jī)器各自的優(yōu)點(diǎn)，尤其體現(xiàn)在人的智能和適應(yīng)性。機(jī)械手作業(yè)的準(zhǔn)確性和環(huán)境中完成作業(yè)的能力，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域有著廣泛的發(fā)展空間。 機(jī)械手的發(fā)展是由于它的積極作用正日益為人們所認(rèn)識(shí)：其一、它能部分的代替人工操作；其二、它能按照生產(chǎn)工藝的要求，遵循一定的程序、時(shí)間和位置來(lái)完成工件的傳送和裝卸；其三、它能操作必要的機(jī)具進(jìn)行焊接和裝配，從而大大的改善了工人的勞動(dòng)條件，顯著的提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，加快實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化和自動(dòng)化的步伐。因而，受到很多國(guó)家

2、的重視，投入大量的人力物力來(lái)研究和應(yīng)用。尤其是在高溫、高壓、粉塵、噪音以及帶有放射性和污染的場(chǎng)合，應(yīng)用的更為廣泛。在我國(guó)近幾年也有較快的發(fā)展，并且取得一定的效果，受到機(jī)械工業(yè)的。 機(jī)械手是一種能自動(dòng)控制并可從新編程以變動(dòng)的多功能機(jī)器，他有多個(gè)自由度，可以搬運(yùn)物體以完成在不同環(huán)境中的工作。 機(jī)械手的結(jié)構(gòu)形式開始比較簡(jiǎn)單，專用性較強(qiáng)。 隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，制成了能夠獨(dú)立的按程序控制實(shí)現(xiàn)重復(fù)操作，適用范圍比較廣的“程序控制通用機(jī)械手”，簡(jiǎn)稱通用機(jī)械手。由于通用機(jī)械手能很快的改變工作程序，適應(yīng)性較強(qiáng)，所以它在不斷變換生產(chǎn)品種的中小批量生產(chǎn)中獲得廣泛的引用。 目 錄第1章 前言.3 1.1選題背景.31

3、.2設(shè)計(jì)目的及主要內(nèi)容.3 1.2.1設(shè)計(jì)目的.3 1.2.2主要內(nèi)容.3第2章 plc及機(jī)械手的介紹及選擇.4 2.1可編程序控器plc.4 2.1,.1可編程序控器的簡(jiǎn)介.4 2.1.2 plc的結(jié)構(gòu)，種類和分類.4 2.1.3 fx2n系列三菱plc特點(diǎn).7 2.1.4 plc的工作過(guò)程.7 2.1.5 i/o接口簡(jiǎn)介.8 2.2 機(jī)械手.9 2.2.1 機(jī)械手簡(jiǎn)介.9 2.2.2 機(jī)械手分類.9第3章 設(shè)計(jì)主題部分.9 3.1機(jī)械手控制要求.9 3.2機(jī)械手控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟 .103.3機(jī)械手工作過(guò)程.11 3.4用戶i/o設(shè)備及所需plc的i/o點(diǎn)數(shù).123.5設(shè)置plc控制程序.1

4、4 附機(jī)械手動(dòng)態(tài)演示圖.18第4章 論文小結(jié).19參考文獻(xiàn).20第1章 前言1.1選題背景 大學(xué)三年的專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)生涯即將結(jié)束，課程設(shè)計(jì)是其中最后一個(gè)環(huán)節(jié)，是對(duì)以前所學(xué)的知識(shí)及所掌握的技能的綜合運(yùn)用和檢驗(yàn)。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，采用plc的工作原理來(lái)控制材料搬運(yùn)裝置的技術(shù)基本已經(jīng)成熟，其中得到愈來(lái)愈廣泛的就是采用plc控制搬運(yùn)機(jī)械手來(lái)實(shí)現(xiàn)搬運(yùn)材料的裝置。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，將有一定的困難，但有指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)和自己的努力，相信會(huì)完滿的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)。由于學(xué)生水平有限，而且缺乏經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)中不妥之處在所難免，肯請(qǐng)各位老師指正。1.2設(shè)計(jì)目的及主要內(nèi)容1.2.1設(shè)計(jì)目的1、培養(yǎng)機(jī)械設(shè)計(jì)能力；2、擴(kuò)

5、展知識(shí)結(jié)構(gòu)；3、培養(yǎng)綜合運(yùn)用能力；4、是課堂教學(xué)的有益補(bǔ)充。通過(guò)本次論文，進(jìn)一步加強(qiáng)自己對(duì)機(jī)械手和plc的認(rèn)識(shí)，以及它們?cè)谏钪袕V泛應(yīng)用。1.2.2主要內(nèi)容a正確選用機(jī)械手和plc類 b繪制i/o分配 c調(diào)試機(jī)械手動(dòng)態(tài)圖 第2章 plc及機(jī)械手的介紹及選擇2.1可編程序控器plc2.1.1可編程序控器的簡(jiǎn)介 在60年代，汽車生產(chǎn)流水線的自動(dòng)控制系統(tǒng)基本上都是由繼電器控制裝置構(gòu)成的。當(dāng)時(shí)汽車的每一次改型都直接導(dǎo)致繼電器控制裝置的重新設(shè)計(jì)和安裝。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，汽車型號(hào)更新的周期愈來(lái)愈短，這樣，繼電器控制裝置就需要經(jīng)常地重新設(shè)計(jì)和安裝，十分費(fèi)時(shí)，費(fèi)工，費(fèi)料，甚至阻礙了更新周期的縮短。為了改變這一現(xiàn)

6、狀，美國(guó)通用汽車公司在1969年公開招標(biāo)，要求用新的控制裝置取代繼電器控制裝置，并提出了十項(xiàng)招標(biāo)指標(biāo)，即1. 編程方便，現(xiàn)場(chǎng)可修改程序；2. 維修方便，采用模塊化結(jié)構(gòu)；3. 可靠性高于繼電器控制裝置；4. 體積小于繼電器控制裝置；5. 數(shù)據(jù)可直接送入管理計(jì)算機(jī)；6. 成本可與繼電器控制裝置競(jìng)爭(zhēng)；7. 輸入可以是交流115v； 8. 輸出為交流115v，2a以上，能直接驅(qū)動(dòng)電磁閥，接觸器等；9. 在擴(kuò)展時(shí)，原系統(tǒng)只要很小變更；10. 用戶程序存儲(chǔ)器容量至少能擴(kuò)展到4k。2.1.2 plc的結(jié)構(gòu)，種類和分類plc的結(jié)構(gòu) plc實(shí)質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計(jì)算機(jī)相同，如圖

7、所示：圖11.中央處理單元(cpu)中央處理單元(cpu)是plc的控制中樞。它按照plc系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲(chǔ)從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)；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。 2.存儲(chǔ)器存放系統(tǒng)軟件的存儲(chǔ)器稱為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器。存放應(yīng)用軟件的存儲(chǔ)器稱為用戶程序存儲(chǔ)器。 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

8、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。3. 電源 plc的電源在整個(gè)系統(tǒng)中起著十分重要得作用。如果沒(méi)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。常見(jiàn)的plc的類型挺多的，有三菱的fx系列、西門子的s7系列、臺(tái)灣

9、的豐煒等等。plc的分類(一) 小型plc小型plc的i/o點(diǎn)數(shù)一般在128點(diǎn)以下，其特點(diǎn)是體積小、結(jié)構(gòu)緊湊，整個(gè)硬件融為一體，除了開關(guān)量i/o以外，還可以連接模擬量i/o以及其他各種特殊功能模塊。它能執(zhí)行包括邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理和傳送、通訊聯(lián)網(wǎng)以及各種應(yīng)用指令。(二) 中型plc中型plc采用模塊化結(jié)構(gòu)，其i/o點(diǎn)數(shù)一般在2561024點(diǎn)之間。i/o的處理方式除了采用一般plc通用的掃描處理方式外，還能采用直接處理方式，即在掃描用戶程序的過(guò)程中，直接讀輸入，刷新輸出。它能聯(lián)接各種特殊功能模塊，通訊聯(lián)網(wǎng)功能更強(qiáng)，指令系統(tǒng)更豐富，內(nèi)存容量更大，掃描速度更快。(三) 大型plc

10、一般i/o點(diǎn)數(shù)在1024點(diǎn)以上的稱為大型plc。大型plc的軟、硬件功能極強(qiáng)。具有極強(qiáng)的自診斷功能。通訊聯(lián)網(wǎng)功能強(qiáng)，有各種通訊聯(lián)網(wǎng)的模塊，可以構(gòu)成三級(jí)通訊網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)工廠生產(chǎn)管理自動(dòng)化。大型plc還可以采用三cpu構(gòu)成表決式系統(tǒng)，使機(jī)器的可靠性更高。plc的選型考慮到機(jī)械手工作的穩(wěn)定性、可靠性以及各種控制元器件連接的靈活性和方便性，采用plc作為核心控制器，各控制對(duì)象都必須在plc的統(tǒng)一控制下協(xié)同工作，所以plc采用日本三菱公司的fx2n-32mr型plc(16點(diǎn)輸入、16點(diǎn)輸出)。三菱fx2n系列可編程控制器是小型化，高速度，高性能的產(chǎn)品，是fx系列中最高檔次的超小型程序裝置。性能規(guī)格：fx2n

11、性能規(guī)格運(yùn)轉(zhuǎn)控制方法 通過(guò)儲(chǔ)存的程序周期運(yùn)轉(zhuǎn)i/o控制方法 批次處理方法（當(dāng)執(zhí)行end指令時(shí)） i/o指令可以刷新運(yùn)轉(zhuǎn)處理時(shí)間 基本指令：0.08s應(yīng)用指令：1.52至幾百微秒 ，指令編程語(yǔ)言 邏輯梯形圖和指令清單 使用步進(jìn)梯形圖能生成sfc類型程序程式容量 8000步內(nèi)置 。2.1.3 fx2n系列三菱plc特點(diǎn)1、集成型高性能。cpu、電源、輸入輸出三為一體。 對(duì)6種基本單元，可以以最小8點(diǎn)為單元連接輸入輸出擴(kuò)展設(shè)備，最大可以擴(kuò)展輸入輸出256點(diǎn)。2、高速運(yùn)算 基本指令：0.08s/指令 應(yīng)用指令:1.52數(shù)100s/指令3、安心、寬裕的存儲(chǔ)器規(guī)格 內(nèi)置8000步ram存貯器 安裝存儲(chǔ)盒后

12、，最大可以擴(kuò)展到16000步。 4、豐富的軟元件范圍 輔助繼電器：3072點(diǎn)，定時(shí)器：256點(diǎn)，計(jì)數(shù)：235點(diǎn) 數(shù)據(jù)寄存器；8000點(diǎn) 5、除了具有輸入輸出16256點(diǎn)的一般速途，還有模擬量控制、定位控制等特殊控制。 6、面向海外的產(chǎn)品適合各種安全規(guī)格 為大量實(shí)際應(yīng)用而開發(fā)的特殊功能： 開發(fā)了各個(gè)范圍的特殊功能模塊以滿足不同的需要-模擬i/o，高速計(jì)數(shù)器。 定位控制達(dá)到16軸，脈沖串輸出或?yàn)閖和k型熱電偶或pt傳感器開發(fā)了溫度模塊。對(duì)每一個(gè)fx2n主單元可配置總計(jì)達(dá)8個(gè)特殊功能模塊。2.1.4 plc的工作過(guò)程1.初始操作（上電處理）plc未進(jìn)入正式運(yùn)行前，首先應(yīng)確定自身的完好性。這就是接通電

13、源后的初始操作（見(jiàn)圖）。通電后，消除各元件的隨機(jī)狀態(tài)，進(jìn)行清零或復(fù)位處理，檢查i/o單元的連接是否正確（i/o總線）。再做一道題，使它涉及各種指令和內(nèi)存單元，若解題時(shí)間在to以內(nèi)，則自身完好（否則，系統(tǒng)關(guān)閉），解題結(jié)束，將監(jiān)控定時(shí)器to復(fù)位，才開始正式運(yùn)行。2.運(yùn)行plc的工作方式（順序）周期循環(huán)掃描 掃描按分時(shí)操作的原理，每一時(shí)刻執(zhí)行一個(gè)操作，順序進(jìn)行，這種分時(shí)操作的過(guò)程稱“cpu對(duì)程序的掃描”工作特點(diǎn)集中輸入，集中輸出（小型plc） 1.四大類操作（1）公共操作故障診斷及處理（自檢），一般故障，只報(bào)警，不停機(jī) （2）i/o操作聯(lián)系現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)輸入及控制信號(hào)的輸出 （3）執(zhí)行用戶程序順序循環(huán)掃

14、描 （4）服務(wù)外設(shè)2.四大類處理過(guò)程 輸入采樣 三個(gè)階段 執(zhí)行用戶程序 輸出刷新2.1.5 i/o接口簡(jiǎn)介（1）i/o接口的概念 cpu與外部設(shè)備、存儲(chǔ)器的連接和數(shù)據(jù)交換都需要通過(guò)接口設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)，前者被稱為i/o接口，而后者則被稱為存儲(chǔ)器接口。存儲(chǔ)器通常在cpu的同步控制下工作，接口電路比較簡(jiǎn)單；而i/o設(shè)備品種繁多，其相應(yīng)的接口電路也各不相同，因此，習(xí)慣上說(shuō)到接口只是指i/o接口。(2）接口的分類 i/o接口的功能是負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)cpu通過(guò)系統(tǒng)總線把i/o電路和 外圍設(shè)備聯(lián)系在一起，按照電路和設(shè)備的復(fù)雜程度，i/o接口的硬件主要分為兩大類： 1）i/o接口芯片 這些芯片大都是集成電路，通過(guò)cpu輸

15、入不同的命令和參數(shù)，并控制相關(guān)的i/o電路和簡(jiǎn)單的外設(shè)作相應(yīng)的操作，常見(jiàn)的接口芯片如定時(shí)計(jì)數(shù)器、中斷控制器、dma控制器、并行接口等。 2）i/o接口控制卡 有若干個(gè)集成電路按一定的邏輯組成為一個(gè)部件，或者直接與cpu同在主板上，或是一個(gè)插件插在系統(tǒng)總線插槽上。 按照接口的連接對(duì)象來(lái)分，又可以將他們分為串行接口、并行接口、鍵盤接口和磁盤接口等。 2.2 機(jī)械手2.2.1 機(jī)械手簡(jiǎn)介 工業(yè)機(jī)械手是近幾十年發(fā)展起來(lái)的一種高科技自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備。工業(yè)機(jī)械手是工業(yè)機(jī)器人的一個(gè)重要分支。它的特點(diǎn)是可通過(guò)編程來(lái)完成各種預(yù)期的作業(yè)任務(wù)，在構(gòu)造和性能上兼有人和機(jī)器各自的優(yōu)點(diǎn)，尤其體現(xiàn)了人的智能和適應(yīng)性。機(jī)械手作

16、業(yè)的準(zhǔn)確性和各種環(huán)境中完成作業(yè)的能力，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域有著廣闊的發(fā)展前景。機(jī)械手技術(shù)涉及到力學(xué)、機(jī)械學(xué)、電氣液壓技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、傳感器技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)等科學(xué)領(lǐng)域，是一門跨學(xué)科綜合技術(shù)。2.2.2 機(jī)械手分類機(jī)械手一般分為三類。第一類是不需要人工操作的通用機(jī)械手，它是一種獨(dú)立的不附屬于某一主機(jī)的裝置。它可以根據(jù)任務(wù)的需要編制程序，以完成各項(xiàng)規(guī)定工作。它的特點(diǎn)是除具備普通機(jī)械的物理性能外，還具備通用機(jī)械、記憶智能的三元機(jī)械。第二類是需要人工操作的，稱為操作機(jī)。它起源于原子、軍事工業(yè)，先是通過(guò)操作機(jī)來(lái)完成特定的作業(yè)，后來(lái)發(fā)展到用無(wú)線電信號(hào)操作機(jī)械手來(lái)進(jìn)行探測(cè)月球、火星等。第三類是專用機(jī)械手，主要

17、附屬于自動(dòng)機(jī)床或自動(dòng)線上，用于解決機(jī)床上下料和工件傳送。這種機(jī)械手在國(guó)外稱為“mechanical hand”，它是為主機(jī)服務(wù)的，由主機(jī)驅(qū)動(dòng)，除少數(shù)外，工作程序一般是固定的，因此是專用的。本項(xiàng)目要求設(shè)計(jì)的機(jī)械手模型可歸為第一類，即通用機(jī)械手。在現(xiàn)代生產(chǎn)企業(yè)中，自動(dòng)化程度較高，大量應(yīng)用機(jī)械手。通過(guò)本次設(shè)計(jì)，可以增強(qiáng)對(duì)工業(yè)機(jī)械手的認(rèn)識(shí)，同時(shí)并熟悉掌握plc技術(shù)、位置控制技術(shù)、氣動(dòng)技術(shù)等工業(yè)控制常用的技術(shù)。 第3章 設(shè)計(jì)主題部分3.1機(jī)械手控制要求 機(jī)械手運(yùn)動(dòng)各檢測(cè)元件、執(zhí)行元件及分布動(dòng)作如圖2所示，全部動(dòng)作由氣缸驅(qū)動(dòng)，而氣缸又由相應(yīng)的電磁閥控制。其中，上升/下降和左移/右移分別由雙線圈二位電磁閥控

18、制。例如，當(dāng)下降電磁閥通電時(shí)，機(jī)械手下降；當(dāng)下降電磁閥斷電時(shí)，機(jī)械手停止下降，但保持現(xiàn)有的動(dòng)作狀態(tài)。只有在上升電磁閥通電時(shí)，機(jī)械手才上升。當(dāng)上升電磁閥斷電時(shí)，機(jī)械手停止上升。同樣，左移/右移分別由左移電磁閥和右移電磁閥控制。機(jī)械手的放松/夾緊由一個(gè)單線圈二位電磁閥控制，該線圈通電時(shí)，機(jī)械手夾緊；該線圈斷電時(shí)，機(jī)械手放松。 機(jī)械手右移到位并準(zhǔn)備下降時(shí)，必須對(duì)右工作臺(tái)進(jìn)行檢查。確認(rèn)上面無(wú)工件才允許機(jī)械手下降通常采用光電開關(guān)進(jìn)行無(wú)工件檢測(cè)。 圖2 機(jī)械手動(dòng)示意圖3.2機(jī)械手控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟 根據(jù)工藝要求確定被控系統(tǒng)必須完成的動(dòng)作,確定這些動(dòng)作之間的關(guān)系及完成這些動(dòng)作的順序。(2)分配輸入、輸出設(shè)備,

19、即確定哪些外圍設(shè)備是送信號(hào)給plc的,哪些外圍設(shè)備是接收來(lái)自plc的信號(hào)的,同時(shí)還要將plc的輸入、輸出點(diǎn)與之一一對(duì)應(yīng),對(duì)i/o進(jìn)行分配。在此基礎(chǔ)上確定plc的選型。(3)根據(jù)控制系統(tǒng)的控制要求和所選plc的i/o點(diǎn)的情況及高功能模塊的情況,設(shè)計(jì)plc用戶程序,此時(shí)可采用梯形田、助記符或流程圖語(yǔ)言形式的用戶程序。plc的用戶程序體現(xiàn)了按照正確的順序所要求的全部功能及其相互關(guān)系,編程時(shí)可用編程器或計(jì)算機(jī)直接編程、修改,同時(shí)也可對(duì)plc的工作狀態(tài)、特殊功能進(jìn)行設(shè)定。(4)對(duì)所設(shè)計(jì)的plc程序進(jìn)行調(diào)試和修改,直至plc完全實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)所要求的控制功能。(5)保存已完成的程序。3.3機(jī)械手工作過(guò)程機(jī)械手在

20、生產(chǎn)線上的任務(wù)是將工件從a處傳送到b處。根據(jù)外界情況，機(jī)械手在空間上主要進(jìn)行以下動(dòng)作：機(jī)械手下降，機(jī)械手抓緊工件，機(jī)械手與工件上升，機(jī)械手與工件有右移，機(jī)械手與工件下降，機(jī)械手放松工件，機(jī)械手上升，機(jī)械手左移?？刂破鳈z測(cè)上，下，左，右限位開關(guān)的通斷，決定當(dāng)前的動(dòng)作，通過(guò)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)輸出，控制機(jī)械手的動(dòng)作。同時(shí)，用兩位數(shù)碼管顯示搬運(yùn)工件的數(shù)量。（1） 啟動(dòng)控制有2種，1個(gè)由啟動(dòng)開關(guān)安裝在現(xiàn)場(chǎng)，1個(gè)由通過(guò)組態(tài)王軟件控制。在控制面板上，安裝一個(gè)檔位開關(guān)，分手動(dòng)和自動(dòng)兩大檔位，手動(dòng)擋包括調(diào)試和回原位兩檔，自動(dòng)擋分單步、半自動(dòng)和全自動(dòng)三檔，要求自動(dòng)擋的操作必須在回原位的基礎(chǔ)上才能進(jìn)行。原位 下降 夾緊 上升

21、 右移左移 上移 放松 下降 圖3 機(jī)械手結(jié)構(gòu)示意圖（2） 機(jī)械手的控制方式分為手動(dòng)操作和自動(dòng)控制兩種方式。手動(dòng)控制分為手動(dòng)和回原點(diǎn)兩種操作方式；手動(dòng)：用按鈕對(duì)機(jī)械手的每一步運(yùn)動(dòng)單獨(dú)進(jìn)行控制。例如，選擇上、下運(yùn)動(dòng)時(shí)，按下啟動(dòng)按鈕，機(jī)械手上升；按下停止按鈕，機(jī)械手下降。當(dāng)選擇左、右運(yùn)動(dòng)時(shí)，按下啟動(dòng)按鈕，機(jī)械手左移；按下停止按鈕，機(jī)械手右移。其他類推。此操作方式主要用于維修?；卦c(diǎn)：在該方式下按動(dòng)原點(diǎn)按鈕時(shí)，機(jī)械手自動(dòng)回歸原點(diǎn)。步進(jìn)操作：每按一次起動(dòng)按鈕，機(jī)械手前進(jìn)一個(gè)工步即自動(dòng)停止。單周期操作：每按一次起動(dòng)按鈕，機(jī)械手從原點(diǎn)開始，自動(dòng)完成一個(gè)周期的動(dòng)作后停止。若按下停止按鈕，機(jī)械手停止運(yùn)行；再按

22、起動(dòng)按鈕，從斷點(diǎn)處開始繼續(xù)運(yùn)行，回到原點(diǎn)自動(dòng)停止。連續(xù)操作：每按一次起動(dòng)按鈕，機(jī)械手從原點(diǎn)開始，自動(dòng)的、連續(xù)不斷地周期性循環(huán)。若按下停止按鈕，機(jī)械手完成正在進(jìn)行的這個(gè)周期的動(dòng)作，返回原點(diǎn)自動(dòng)停止。（3）機(jī)械手操作面板布置 圖4 機(jī)械手操作面板布置圖3.4用戶i/o設(shè)備及所需plc的i/o點(diǎn)數(shù) 分析可知，本控制需設(shè)工作方式選擇開關(guān)1個(gè)。占5個(gè)輸入點(diǎn)；手動(dòng)時(shí)設(shè)選擇開關(guān)1個(gè)，占3個(gè)輸入點(diǎn)；上下左右4個(gè)位置檢測(cè)開關(guān)，占4個(gè)輸入點(diǎn)；無(wú)工作檢測(cè)開關(guān)1個(gè)，占1個(gè)輸入點(diǎn)；原點(diǎn)、起動(dòng)、停止3個(gè)按鈕，占3個(gè)輸入點(diǎn)，共需16個(gè)輸入點(diǎn)。實(shí)際應(yīng)用時(shí) 還要考慮15%的余量。 輸出設(shè)備有上升/下降、左移/右移電磁閥，占4個(gè)

23、輸出點(diǎn)；夾緊/松開電磁閥，占1個(gè)輸出點(diǎn)；設(shè)原點(diǎn)指示燈1個(gè)，占1個(gè)輸出點(diǎn)。共需6個(gè)輸出點(diǎn)，實(shí)際應(yīng)用時(shí)，還要考慮15%的余量。 綜上分析，可選用fx2n-48mr型plc,這種plc有16個(gè)輸入點(diǎn)，16個(gè)輸出點(diǎn)，可滿足控制要求。輸入輸出x000xooox000sq1下降限位開關(guān)y00000ya1 下降電磁閥x001sq2上升限位開關(guān)y001ya2 上升電磁閥x002sq3右限位開關(guān)y002ya3 夾緊電磁閥x003sq4左限位開關(guān)y003ya4 右行電磁閥x004sq5無(wú)工件檢測(cè)開關(guān)y004ya5 左行電磁閥x005sa1-1111左移/右移sa1-1 輸入端子 輸出設(shè)備y005ya6 原點(diǎn)指示燈

24、x006sa1-2上升/下降 x007sa1-3夾緊/放松 x010sa2-1手動(dòng)操作 x011sa2-2回原點(diǎn)操作 x012sa2-3步進(jìn)操作 x013sa2-4單周操作x014sa2-5連續(xù)操作 x015sb1原點(diǎn)按鈕x016sb2起動(dòng)按鈕x017xooox000sb3停止按鈕 圖5 plc輸入輸出端子分配表 圖6 plc輸入輸出端子接線圖3.5設(shè)置plc控制程序 plc控制程序主要由手動(dòng)操作和自動(dòng)操作兩部分組成，自動(dòng)操作程序包括步進(jìn)操作、單周操作和連續(xù)操作程序。 使用功能指令fnc 60(ist），能自動(dòng)設(shè)定與各個(gè)運(yùn)行方向相對(duì)應(yīng)的初始狀態(tài)，是程序簡(jiǎn)化。使用時(shí)，必須指定如下具有連續(xù)編號(hào)的輸

25、入點(diǎn)。如果無(wú)法指定連續(xù)編號(hào)，則要用輔助繼電器m，重新安排輸入編號(hào)，在設(shè)置fnc 60(ist)時(shí)，將m作為首輸入原件號(hào)。 x010：手動(dòng) x014：連續(xù)運(yùn)行 x011：回歸原點(diǎn) x015：回原點(diǎn)起動(dòng) x012：步進(jìn) x016:起動(dòng) x013：?jiǎn)沃芷?x017：停止 fnc 60(ist）為初始狀態(tài)指令，驅(qū)動(dòng)該指令，下面的初始狀態(tài)及相應(yīng)的特殊輔助繼電器自動(dòng)被指定如下功能：（1） 輸入原件符號(hào)（2） 自動(dòng)方式的最小狀態(tài)（3） 自動(dòng)方式的最大狀態(tài)指令程序：ld m8000 fnc 60 x010 s20 s27s0:手動(dòng)初始狀態(tài)s1：回原點(diǎn)初始狀態(tài)s2：自動(dòng)運(yùn)行初始狀態(tài)m8040：禁止轉(zhuǎn)移m8041

26、：開始轉(zhuǎn)移m8042：起動(dòng)脈沖m8047：stl監(jiān)控有效plc控制程序（1） 初始化電路由特殊輔助繼電器m8044檢測(cè)機(jī)械手是否在原點(diǎn)，m8044由原點(diǎn)的各傳感器驅(qū)動(dòng)，它的on狀態(tài)作為自動(dòng)方式時(shí)允許狀態(tài)轉(zhuǎn)移的條件；另由特殊輔助繼電器m8000驅(qū)動(dòng)功能指令fnc 60(ist),設(shè)定初始狀態(tài)。如圖7所示 圖7 初始化電路（2） 手動(dòng)操作當(dāng)工作方式選擇開關(guān)sa2扳到手動(dòng)位，運(yùn)動(dòng)選擇開關(guān)sa1扳到所需運(yùn)動(dòng)方式，如左右位時(shí)，按下起動(dòng)按鈕sb2，機(jī)械手左移；按下按鈕sb3，機(jī)械手右移。同理，扳動(dòng)sa1，操作sb2或sb3，可實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的上升/下降，夾緊/放松運(yùn)動(dòng)。如圖8所示。 圖8手動(dòng)操作程序（3） 回

27、原點(diǎn)初始狀態(tài) 回原位程序如圖9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，表示機(jī)械手返回原點(diǎn)。 圖9回原點(diǎn)初始狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖（4） 自動(dòng)操作 自動(dòng)操作狀態(tài)轉(zhuǎn)移見(jiàn)圖10所示。當(dāng)機(jī)械手處于原位時(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)移到s26上升。上升到最高位，x2接通，狀態(tài)轉(zhuǎn)移到s27左移。左