PLC控制机械手设计Word下载.docx
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1、机械手传送工件系统示意图,如图1所示。
图1机械手传送示意及操作面控制器
如图1所示机械手能实现手动、回复位、单步、单周期和连续等五种工作方式。
手动工作方式时,用各按钮的点动实现相应的动作;
回复位工作方式时,按下“回复位”按钮,则机械手自动返回原位;
单步工作方式时,每按一次起动按钮机械手向前执行一步;
选择单周期工作方式时,每按一次起动按钮,机械手只运行一个周期就停下;
连续工作方式时,机械手向前执行一步;
只要按下起动按钮,机械手就会连续循环动作,直到按下停止按钮,机械手才会最后运行到原位并停下;
而在传送工件的过程中,机械手必须升到最高位置才能左右移动,以防止机械手在较低位置运行时碰到其它工件。
图2机械手传送示意及操作动作传送图
图3机械手传送示意及操作动作执行图
如图2,3、其功能是将工件从A移送到B处。
气动机械手的升降和左右移动分别使用了双线圈的电磁阀,在某方向的驱动线圈失电时能保持在原位,必须驱动反方向的线圈才能反向运动。
上升、下降对应的电磁阀线圈分别是YV2、YV1,右行、左行对应的电磁阀线圈分别是YV3、YV4。
机械手的夹钳使用单线圈电磁阀YV5,线圈通电时夹紧工件,断电时松开工件。
通过设置限位开关SQ1、SQ2、SQ3、SQ4分别对机械手的下降、上升、右行、左行进行限位,而夹钳不带限位开关,它是通过延时1.7s来表示夹紧、松开动作的完成的。
三、机械手控制的硬件设计
(一)输入和输出点分配表及原理接线图
表1机械手传送系统输入和输出点分配表
名称
代号
输入
输出
启动
SB1
X0
夹紧
SB5
X10
电磁阀下降
YV1
Y0
下限行程
SQ1
X1
放松
SB6
X11
电磁阀夹紧
YV2
Y1
上限行程
SQ2
X2
单步上升
SB7
X12
电磁阀上升
YV3
Y2
右限行程
SQ3
X3
单步下降
SB8
X13
电磁阀右行
YV4
Y3
左限行程
SQ4
X4
单步左移
SB9
X14
电磁阀左行
YV5
Y4
停止
SB2
X5
单步右移
SB10
X15
原点指示
EL
Y5
手动操作
SB3
X6
回原点
SB11
X16
连续操作
SB4
X7
工件检测
SQ5
X17
图3、机械手硬件控制连线图
(二)控制程序
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3所示。
图4、机械手操作系统程序
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。
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。
应注意,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。
图5、回原位状态转移图
手动单步操作程序
如图5所示。
图中上升/下降,左移/右移都有联锁和限位保护。
图6、手动单步操作程序
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,
图7、自动操作状态转移图
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。
7、机械手传送系统梯形图
如图7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。
三、梯形图及指令表
(一)梯形图
上升
右移
上限位
下限位
下降
状态转移开始
自动方式初始状态
下降结束
右移限位
下降限位
左行限位
左行
松开
上升1/2限位
翻转
回原位初始状态
图8、机械手传送系统梯形图
(二)指令表
五、总结与评价
机械手的控制对于很多场合需求很大,不论是机床使用的小型系统还是流水线上的这类设备,其基本动作要求类似,所以控制的实现也可以相互借鉴。
对于控制程序的编写,这里给出的只是一种实现手段,使用可编程控制器还有其他的方法可以实现这样的控制,针对所用的具体系统的情况,设计人员可以选用不同的方法来编写程序。
机械手高效的工作效率,准确的定位精度,以及简单的结构及控制方式是人手不能替代的,机械手的使用也将越来越广泛。
六、致谢
感谢我的论文指导老师许美珏老师给我指导和帮助。
感谢安徽商贸职业技术学院电子信息工程系全体领导和老师。
参考文献
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射频识别技术及其发展现状,电子技术应用,1999。
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华中科技大学出版社(第2版),2004。
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[10]李琚门:
感应式IC卡系统及其应用[J],电子产品世界,2000。
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