机械手控制案例

机械手是工业自动控制领域中经常遇到的一种控制对象 。图1 是机械手搬运物品示意图。

图1 机械手搬物示意图

图中机械手的任务是将传送带A上的物品搬运到传送带B。为使机械手动作准确，在机械手的极限位置安装了限位开关SQ1、SQ2、SQ3、SQ4、SQ5，对机械手分别进行抓紧、左转、右转、上升、下降动作的限位，并发出动作到位的输入信号。传送带A上装有光电开关SP，用于检测传送带A上物品是否到位。机械手的起、停由图中的起动按钮SB1、停止按钮SB2控制。

传送带A、B由电动机拖动。机械手的上、下、左、右、抓紧、放松等动作由液压驱动，并分别由六个电磁阀来控制。 2 机械手的动作流程

传送带B处于连续运行状态，故不需要用PLC控制。 机械手及传送带A顺序动作的要求是：

1) 按下起动按钮SB1时，机械手系统工作。首先原点复位(即上限位开关及左限位开在为ON) 2)当A传送带光电开关SP检测到物体, A传送带停止,同时机械手下降电磁阀通电，手臂下降.

3) 至下降限位开关动作；则抓紧电磁阀通电，机械手抓紧，至抓紧限位开关动作；动作延时1秒.

4) 延时时间到,手臂上升，至上升限位开关再次动作； 5) 右转电磁阀通电，手臂右转，至右转限位开关动作； 6) 手臂再次下降，至下降限位开关再次动作；

7) 放松电磁阀通电，机械手松开手爪，经延时1秒后，完成一次搬运任务.

8)延时时间到,手臂再次上升，至上升限位开关再次动作；

9)左转电磁阀通电，手臂左转，至左转限位开关动作；(此时回到原点位)

10) 按下停止按钮SB2或断电时，机械手停止在现行工步上，重新起动时，机械手回到原点。 11)根据对机械手的顺序动作,要求能自动/手动控制.

画出时序图如图2所示。由时序图可作出图3所示的机械手动作流程图。

图2 机械手动作时序图

图3 机械手动作流程图

3 PLC选型及其I/O点编号分配 3.1 PLC的选型

由于机械手系统的输入/输出接点少，要求电气控制部分体积小，成本低，并能够用计算机对PLC进行监控和管理，故选用日本三菱公司生产的多功能FX2N小型主机。 3.2 I/O点编号分配

根据图3所示的机械手动作流程图，可以确定电气控制系统的I/O点分配，如表1所示。 表1 机械手控制I/O分配表

输入设备 启动按钮SB1 停止按钮SB2 抓紧限位开关SQ1 输入点 X0000 X0001 X0002 输出设备 上升电磁阀YV1 下降电磁阀YV2 左转电磁阀YV3 右转电磁阀YV4 抓紧电磁阀YV5 放松电磁阀YV6 A传送带电机 输出点 Y0001 Y0002 Y0003 Y0004 Y0005 Y0006 Y0007

根据图3流程图和表1的I/O分配表，可以编制出状态转移图如图4所示。

图4 机械手状态转移图

上限位开关SQ2 X0003 下限位开关SQ3 X0004 左限位开关SQ4 右限位开关SQ5 物品检测AP 手动/自动选择 手动抓紧SB3 手动放松SB4 手动上升SB5 手动下降SB6 手动左转SB7 手动右转SB8 X0005 X0006 X0007 X0010 X0011 X0012 X0013 X0014 X0015 X0016

4 编程及程序运行 4.1 用步进指令编程

根据图4状态转移图，编制的步进梯形图程序如图5所示。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/tj73.html