在機(jī)械手搬運(yùn)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用摘要:機(jī)械手是在機(jī)械化、自動(dòng)化生產(chǎn)過程中發(fā)展起來的一種新型裝置。它可在空間抓、放、搬運(yùn)物體等,動(dòng)作靈活多樣,廣泛應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)和其他領(lǐng)域內(nèi)。應(yīng)用PLC控制機(jī)械手能實(shí)現(xiàn)各種規(guī)定的工序動(dòng)作,不僅可以提高產(chǎn)品的質(zhì)量與產(chǎn)量,而且對(duì)保障人身安全,改善勞動(dòng)環(huán)境,減輕勞動(dòng)強(qiáng)度,提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,節(jié)約原材料消耗以及降低生產(chǎn)成本,有著十分重要的意義。本文以日本三菱FX2N-48MR型的PLC為基礎(chǔ),介紹PLC在機(jī)械手搬運(yùn)控制中的應(yīng)用,并給出了詳細(xì)的PLC程序設(shè)計(jì)過程。該程序已在工業(yè)機(jī)械手中獲得了廣泛應(yīng)用,具有穩(wěn)定、可靠的性能。關(guān)鍵詞:PLC•機(jī)械手,控制。應(yīng)用1機(jī)械結(jié)構(gòu)和控制要求如圖1所示是一個(gè)將工件由A處傳送到B處的機(jī)械手示意圖,機(jī)械手的上升,下降和左移,右移的執(zhí)行用雙線圈二位電磁閥推動(dòng)氣缸完成。其中上升與下降對(duì)應(yīng)電磁閥的線圈分別為YVl與w2,左行、右行對(duì)應(yīng)電磁閥的線圈分別為YV3與YV4。當(dāng)某個(gè)電磁閥線圈通電,就一直保持現(xiàn)有的機(jī)械動(dòng)作,直到相對(duì)的另一線圈通電為止。氣動(dòng)機(jī)械手的夾緊,松開的動(dòng)作由只有一個(gè)線圈的兩位電磁閥驅(qū)動(dòng)的氣缸完成,線圈(YVS)斷電夾住工件,線圈(YV5)通電,松開工件,以防止停電時(shí)的工件跌落。機(jī)械手的工作臂都設(shè)有上、下限位和左、右限位的位置開關(guān)SQl、SQ2和sQ3、SQ4,夾持裝置不帶限位開關(guān),它是通過一定的延時(shí)來表示其夾持動(dòng)作的完成。機(jī)械手在最上面、最左邊且除松開的電磁線圈(YV5)通電外其它線圈全部斷電的狀態(tài)為機(jī)械手的原位。機(jī)械手的操作面板分布情況如圖2所示,機(jī)械手具有手動(dòng)、單步,單周期、連續(xù)和回原位五種工作方式,用開關(guān)SA進(jìn)行選擇。手動(dòng)工作方式時(shí),用各操作按鈕(SB5、SB6,SB7、SB8、SB9、SBIO、SBll)來點(diǎn)動(dòng)執(zhí)行相應(yīng)的各動(dòng)作l單步工作方式時(shí),每按一次起動(dòng)按鈕(SB3),向前執(zhí)行一步動(dòng)作,單周期工作方式時(shí),機(jī)械手在原位,按下起動(dòng)按鈕SB3,自動(dòng)地執(zhí)行一個(gè)工作周期的動(dòng)作,最后返回原位(如果在動(dòng)作過程中按下停止按鈕SB4,機(jī)械手停在該工序上,再按下起動(dòng)按鈕SB3,則又從該工序繼續(xù)工作,最后停在原位)j連續(xù)工作方式時(shí),機(jī)械手在原位,按下起動(dòng)按鈕(SB3),機(jī)械手就連續(xù)重復(fù)進(jìn)行工作(如果按下停止按鈕SB4,機(jī)械手運(yùn)行到原位后停止);返回原位工作方式時(shí),按下;卦”按鈕SBll,機(jī)械手自動(dòng)回到原位狀態(tài)。2 LC的I/o分配如圖3所示為PLC的I/O接線圖,選用FX2N•48MR的PLC,系統(tǒng)共有18個(gè)輸入設(shè)備和5個(gè)輸出設(shè)備分別占用PLC的18個(gè)輸入點(diǎn)和5個(gè)輸出點(diǎn)。為了保證在緊急情況下(包括PLC發(fā)生故障時(shí)),能可靠地切斷PLC的負(fù)載電源,設(shè)置了交流接觸器KM。在PLC開始運(yùn)行時(shí)按下“電源”按鈕SBl,使KM線圈得電并自鎖,KM的主觸點(diǎn)接通,給輸出設(shè)備提供電源;出現(xiàn)緊急情況時(shí),按下“急停”按鈕SB2,KM觸點(diǎn)斷開電源。 PLC程序設(shè)計(jì)3.1程序的總體結(jié)構(gòu)如圖4所示為機(jī)械手系統(tǒng)的PLC梯形圖程序的總體結(jié)構(gòu),將程序分為公用程序、自動(dòng)程序、手動(dòng)程序和回原位程序四個(gè)部分,其中自動(dòng)程序包括單步、單周期和連續(xù)工作的程序,這是因?yàn)樗鼈兊墓ぷ鞫际前凑胀瑯拥捻樞蜻M(jìn)行,所以將它們合在一起編程更加簡(jiǎn)單。梯形圖中使用跳轉(zhuǎn)指令使得自動(dòng)程序、手動(dòng)程序和回原位程序不會(huì)同時(shí)執(zhí)行。假設(shè)選擇。手動(dòng)”方式,則X0為ON、X1為OFF,此時(shí)PLC執(zhí)行完公用程序后,將跳過動(dòng)程序到P0處,由于X0常閉觸點(diǎn)為斷開,故執(zhí)行“手動(dòng)程序”,執(zhí)行到P1處,由于X1常閉觸點(diǎn)為閉合,所以又跳過回原位程序到P2處l假設(shè)選擇分“回原位”方式,則X0為OFF、X1為ON,跳過自動(dòng)程序和手動(dòng)程序執(zhí)行回原位程序,假設(shè)選擇“單步”或“單周期”或“連續(xù)”方式,則X0、X1均為OFF,此時(shí)執(zhí)行完自動(dòng)程序后,跳過手動(dòng)程序和回原位程序。3.2各部分程序的設(shè)計(jì)(1)公用程序公用程序如圖5所示,左限位開關(guān)X12、上限位開關(guān)X10的常開觸點(diǎn)和表示機(jī)械手松開的Y4的常開觸點(diǎn)的串聯(lián)電路接通時(shí),輔助繼電器M0變?yōu)镺N,表示機(jī)械手在原位。公用程序用于自動(dòng)程序和手動(dòng)程序相互切換的處理,當(dāng)系統(tǒng)處于手動(dòng)工作方式時(shí),必須將除初始步以外的各步對(duì)應(yīng)的輔助繼電器(M1I-M18)復(fù)位,同時(shí)將表示連續(xù)工作狀態(tài)的M1復(fù)位,否則當(dāng)系統(tǒng)從自動(dòng)工作方式切換到手動(dòng)工作方式,然后又返回自動(dòng)。
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