基于FX2N PLC控制的实验用气动机械手设计

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1、2009年第2期液压与气动基于FX2NPLC控制的实验用气动机械手设计杨后川，杨萍，陈勇，张学明DesignPneumaticExperimentManipulatorBasedonFX2NPLCControlYANGHou—chuan，YANGPing，CHENYong，ZHANGXue—min(空军第一航空学院502#，河南信阳464ooo)摘要：介绍了基于三菱FX-48MRPLC控制实验用气动机械手的设计过程，在分析控制要求的基础上，设计气动系统及控制程序。控制程序采用“化整为零”，“积零为整”的模块化设计思想，控制程序运行效率高，可读性好。该实验机械手性能稳定、

2、成本相对较低，能很好地满足实验教学与科技创新设计需要。关键词：机械手；气动系统；FX2N-48MR可编程控制器中图分类号：TH138文献标识码：B文章编号：1000-4858(2009)02-0025-041引言有的动作均由气压驱动，它的上升与下降、左移与右移PLC控制实验机械手是可编程控制器相关课程中等动作均由三位五通电磁换向阀控制，即当下降电磁的实验内容之一，它对可编程控制器的原理及控制应线圈CY2-O通电时，机械手下降；下降电磁线圈CY2-0用的理解具有非常重要的意义。在教学中常常使用机断电时，机械手停止下降；只有当上升电磁线圈CY2—1械手实验设备，课程设计以及

3、科技创新设计也常采用。通电时，机械手才上升。机械手的夹紧和放松用一个为满足教学、实验和科技创新需要，设计该实验机械二位五通电磁换向阀来控制，线圈通电时夹紧，线圈断手。实验机械手选用三菱FX-48MR控制器，用气源电时放松。作驱动，能很好地满足教员和学员实验、课程设计与科2)控制要求技创新设计需要，使效果良好。机械手的控制要求分为如下几个方面：2工作过程与控制要求(1)手动工作方式利用按钮对机械手每一动作1)工作过程单独进行控制。譬如，按“下降”按钮，机械手下降；按实验机械手的结构如图1所示。工作过程为：机“上升”按钮，机械手上升。用手动操作可以使机械手械手的初始位置停在

4、原点，按下起动按钮后，机械手将置于原点位(机械手在最左边和最上面，且夹紧装置依次完成下降一夹紧一上升一右移一再下降一放松一松开)，还便于维修时机械手的调整；再上升一左移8个动作。机械手的下降、上升、右移、(2)单步工作方式从原点开始，按照自动工作左移等动作的转换，是由相应的限位开关来控制的，而循环的步序，每按一下起动按钮，机械手完成一步的动夹紧、放松动作的转换是由时间来控制的。机械手所作后自动停止；左移、一(3)单周期工作方式按下启动按钮，从原点开——一右差多始，机械手按工序自动完成一个周期的动作，返回原点后停止；(4)连续工作方式按下启动按钮，机械手从原点开始按工序自

5、动反复连续循环工作，直到按下停止按钮，机械手自动停机。或者将工作方式选择开关转收稿日期：2008—10-26作者简介：杨后川(1971一)，男，四川广安人，硕士，副教授，图1机械手工作时的动作示意图主要从事机电一体化技术的研究和教学工作。26液压与气动2009年第2期换到“单周期”工作方式，此时机械手在完成最后一个连续4种工作方式，需要4个输入端子；手动操作时，周期的工作后，返回原点自动停机。需要有下降、上升、右移、左移、夹紧、放松、回原点7个3气动驱动系统设计按钮，需要7个输入端子；自动工作时，尚需启动按钮、机械手的气动驱动系统是驱动执行机构运动的传停止按钮，需占2个

6、输入端子。动装置，主要实现机械手垂直升降、水平左右移动和手控制机械手的输出信号需要6个输出端子。具体爪的夹紧动作。气动原理如图2所示。分配为：机械手的下降、上升、右移、左移和夹紧5个电磁阀线圈，需要5个输出点；机械手从原点开始工作，需要有1个原点指示灯，需用1个输出点。因此需要6个输出端子。根据控制要求及端子数，此处选用FX：-48MR继电器型PLC。FX-48MRPLC共有输入24点，输出24点，满足控制所需端子数，分配PLC的I／O端子接线如图3所示。1⋯23电磁换向阌与消声器4～6．单向节流阀7．夹紧气缸～8．垂直升降气缸与磁性行程开关9．水平左右移动气缸与磁性行

7、程开关匦10．气源调节装置与截止阀XYCOM图2气动系统工作原理图24启动(1)垂直升降、水平左右移动运动部分电磁阀下限CY2．0下降2的电磁线圈CY2—1通电，压缩空气经电磁换向阀2上限CY3．1夹紧右限CY2．1上升和节流阀5进入垂直升降气缸8下缸体，机械手上升，勰CY1．0右移气缸8伸出到ST2位置，机械手上升停止，电磁阀2的检测停止—歹电磁线圈CY2-O通电，压缩空气进入气缸8上缸体，则兰／，-=左移o。234567原点机械手下降，气缸8缩回到ST1位置，机械手下降停m¨n”：2”加0NL止；电磁阀1的电磁线圈CY1—1通电，压缩