機械手的PLC設計

機械手的PLC設計組長：任晨宏.成員：李智超李登攀李鑫王俊鋼PLC的發(fā)展史20世紀60年代末期，美國汽車制造工業(yè)競爭激烈，為了適應生產工藝不斷更新的需要，在1968年美國通用汽車公司（GM）首先公開招標，對控制系統提出的具體要求基本為：a。它的繼電控制系統設計周期短，更改容易，接線簡單成本低。b。它能把計算機的功能和繼電器控制系統結合起來。但編程要比計算機簡單易學、操作方便。c。系統通用性強。1969年美國數字設備公司（DEC）根據上述要求，研制出世界上第一臺PLC，并在GM公司汽車生產線上首次試用成功，實現了生產的自動化。其后日本、德國等相繼引入，可編程序控制器迅速發(fā)展起來，但是主要應用于順序控制，只能進行邏輯運算，故稱為可編程邏輯控制器，簡稱PLC。其定義：可編程控制器是一種數字運算操作的電子系統，專為在工業(yè)環(huán)境應用而設計的。它采用一類可編程的存儲器，用于其內部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算,順序控制，定時，計數與算術操作等面向用戶的指令，并通過數字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產過程。可編程控制器及其有關外部設備，都按易于與工業(yè)控制系統聯成一個整體，易于擴充其功能的原則設計。簡單介紹機械手能模仿人手和臂的某些動作功能，用以按固定程序抓取、搬運物件或操作工具的自動操作裝置。機械手是最早出現的工業(yè)機器人，也是最早出現的現代機器人，它可代替人的繁重勞動以實現生產的機械化和自動化，能在有害環(huán)境下操作以保護人身安全，因而廣泛應用于機械制造、冶金、電子、輕工和原子能等部門。種類：按照驅動型可分為液壓型、氣動式、電動式、機械式。特點是通過編程來完成各種預期作業(yè)，構造和性能上兼有人和機器各自的優(yōu)點。機械手的工作過程

該機械手是一個水平/垂直位移的機械設備，其操作是將工件從左工作臺搬運到右工作臺，由光耦合器VLC來檢測左工作臺上有無工件。有工件才搬運，即使按下啟動按鈕，若檢測到左工作臺上無工件，系統也不能啟動。圖1是這種機械手的動作示意，其過程并不復雜，共6個動作，分3組，即上升/下降、左移/右移和放松/夾緊。機械手的全部動作由氣缸驅動，而氣缸又由相應的電磁閥控制。其中，上升和下降由上升電磁閥和下降電磁閥控制；左移和右移分別由左移電磁閥和右移電磁閥控制。機械手的放松和夾緊動作由一個夾緊電磁閥控制，當該線圈通電時，機械手夾緊；當該線圈斷電時，機械手放松原理圖及工作流程機械手控制要求

機械手的操作方式分為手動操作和自動操作，自動操作又分為單周期操作和連續(xù)操作方式。

手動操作是指用按鈕對機械手的每一步運動單獨進行控制；單周期操作指機械手從原點開始，按啟動按鈕，機械手自動完成1個周期的動作后停止；連續(xù)操作指機械手從原點開始，按啟動按鈕，機械手的動作將自動地、連續(xù)不斷地周期性循環(huán)。在工作中若按停止按鈕，機械手將繼續(xù)完成1個周期的動作后，回到原點自動停止。PLCI/O分配表I/O端子信號名稱注釋I0.0啟動啟動按鈕I0.1下限限位開關I0.2上限限位開關I0.3左限限位開關I0.4有限限位開關I0.5有工作光耦合器I0.6停止停止按鈕I1.0單操作選擇開關I1.1單周期選擇開關PLCI/O分配表I/O端子信號名稱注釋I1.2連續(xù)選擇開關I1.3左/又手動方式控制I1.4上/下手動方式控制I1.5夾/緊手動方式控制Q4.0下降電磁閥Q4.1上升電磁閥Q4.2夾緊電磁閥Q4.3左行電磁閥Q4.4右行電磁閥Q4.5原點指示指示燈手動控制梯形圖自動控制梯形圖自動控制梯形圖主程序梯形圖機械手的應用前景工業(yè)制造領域：主要讓機器人在機械制造業(yè)中代替人完成大批量、高質量要求的工作，如汽車制造、艦船制造及某些家電產品（電視機、電冰箱、洗衣機）的制造等?；さ刃袠I(yè)自動化生產線中的點焊、弧焊、噴漆、切割、電子裝配及物流系統的搬運、包裝等工作，也有部分是由機器人完成的。醫(yī)療領域：機器人主要用來輔助護士進行一些日常的工作，比如，幫助醫(yī)生運送用藥品及自動監(jiān)測病房內的空氣質量，等等。宜用機器人還可以協助醫(yī)生完成一些難度較高的手術，例如，眼部手術、腦部手術等。美國還發(fā)明了一種可以進入人體血管的微型機器人，幫助醫(yī)生在病人的血管內滅殺病毒。機械手的應用前景軍事領域：主要讓機器人執(zhí)行一些自動的偵察與控制任務，尤其是一些相對