三菱PLC控制的机械手系统

四 机械手系统的设计思想

(一) 机械手的单个工作流程

机械手移动到传送带B工件处——夹紧工件——将工件移动到指定位置传送带A——放下工件——机械手回到初始位置五个过程完成，机械手通过PLC来控制，可实现这五个过程全自动依次运行：

1. 械手移动到工件B处：机械手分别通过步进电机及直流电机来控制，使得机械手移到工件（传

送带B）处，移动的最大位置通过相应的限位开关来控制；

2. 工件移动到指定位置：机械手分别通过步进电机及直流电机来控制，使得机械手移到工件（传

送带A）处，移动的最大位置通过相应的限位开关来控制；

3. 夹放工件：通过夹紧/放下直流电机的正转来控制，夹紧工件通过定时器来控制，即凭经验设

定一个时间（本系统设为5S），在这个时间内机械手能完全夹紧工件； 4. 放下工件：通过夹紧/放下直流电机的反转来控制，通过松限开关来控制

5. 机械手回到初始位置：机械手分别通过步进电机及直流电机来控制，使得机械手移到初始位

置处，移动的最大位置通过相应的限位开关来控制； (二) 机械手的操作方式

机械手的操作方式可分为手动操作方式和自动操作方式。自动操作方式又分为单步、单周期和连续操作方式。

1. 手动：用按钮操作对机械手的每一步运动单独进行控制，如：当选择上/下运动时，按下起动按钮，机械手上升，按下停止按钮，机械手下降；当选择左/右运动时，按下起动按钮，机械手左移，按下停止按钮，机械手右移；当选择夹紧/放松按钮时，按下起动按钮，机械手夹紧，按下停止按钮，机械手放松，该方式用于机械手系统的“回原位”操作本系统中，可用手动方式用于机械手的初始状态定位，用操作面板按钮的（SB5，SB6，SB7，SB8，SB9，SB10）来点动执行相应的各动作；

2. 单步：每按一次起动按钮SB3，机械手完成一步动作后，自动停止；

3. 单周期操作：机械手从原点开始，按一下起动按钮SB3，机械手自动完成一个周期的动作后，返回原位（如果在动作过程中，按下停止按钮SB4，机械手停在该工序上，再按下起动按钮SB3，则又从该工序继续工作，最后停在原位），本系统采用单周期方式进行机械手的工艺过程（机械手移动到传送带B工件处——夹紧工件——将工件移动到指定位置传送带A——放下工件——机械手回到初始位置）；

4. 连续操作：机械手从原点开始，按一下起动按钮SB3，机械手的动作将自动地、连续不断地周期性循环，在工作中，若按一下停止按钮SB4，则机械手将继续完成一个周期的动作后，回到原点自动停止

五 机械手系统设计

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分析被控对象工艺 设计梯形图 分配I/O点 提出系统控制要求 确定外部输入/输出选择PLC

软件满足要联机调试 编制程序清单 设计控制台（柜）及安装接线图 输入程序并检查 模拟调试 现场施工接线 满足要求 硬件满足要编制技术文件 图5-1 系统设计

(一) 硬件设计

PLC系统一般由PLC、输入输出设备、控制柜等设备组成。在设计中应该考虑如下原则。

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可靠性。可靠性是控制系统的生命，系统不可*，即使功能再完善，经济性再好也没有用，可*性不好的设备是没有市场的。在设计中，尽可能选择可*的元件和产品，虽然，初始投资可能多一点，但是，考虑到因为可*性不好造成的生产和维修费用，还是值得的。

b、功能完善。在保证控制功能的基础上，尽可能地将自检、报警等功能纳入设计方案。 c、经济性。在保证控制功能和可*性的基础上，尽可能地降低成本。 d、在保证前三条的基础之上，考虑系统的先进性和可扩展性。 (二) 软件设计

软件设计就是编写满足生产要求的梯形图或助记符程序，设计时的原则和要求如下： a、建立PLC输入和输出量的接线表和接线图； b、建立PLC存储器的分配表；

c、推导每一个输出、中间量和指令的动作和停止条件； d、尽量减少扫描时间，方法是减少指令和内存的使用； e、对每一个梯形图梯级给予注释；

f、要求逻辑关系明确，输出、中间量和指令的名字易懂好记。

开始 制定运行方案 画控制流程图 制定抗干扰措施 编制I/O口分配表 程序元件编号 编写程序 程序输入PLC 测试正常 试运行正常 固化程序 结束

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修改程序 流程正常 方案正确 图5-2 软件设计

六 机械手系统结构

(一) 系统结构构成图

起动按钮 夹紧/放松电机

P L 停止按钮 C 底盘旋转电机

急停按钮 杆上升/下降电机 限位开关 手臂伸/缩电机

图6-1 机械手控制系统图

(二) I/O地址分配

由于该CPU模块有24点数字量输入，24点数字量输出，所以不再需要输入模块，采用自动分配方式，模块上的输入端子对应的输入地址是X000-X027，输出端子对应的输出地址是Y000-Y027。 下图（图5-5）为PLC的I/O接线图，选用FX2N-48MT的PLC，系统共有15个输入设备和6个输出设备，分别占用PLC的15个输入点和6个输出点，为了保证系统在紧急情况下(包括PLC发生故障时)能可靠地切断PLC的负载电源，设置了交流继电器KM。在PLC开始运行时，按下“电源”按钮SB1，S使KM线圈得电后并自锁，KM的主触点接通，给输出设备提供电源，出现紧急情况，按下“急停”按钮SB2，KM触点断开。

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