机械手PLC控制系统的设计.pdf

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1、万方数据机械手PLC控制系统的设计黄伟1，胡青龙2(1．江苏农林职业技术学院信息工程系。江苏句客212400；2．江苏沙钢集团有限公司，江苏张家港215625)【l圜霸飘黪骊嘲秽”、p⋯。一nd铝彬歹匿摘要：介绍繁机械手的工作过程，采用三菱FX21q系列可编程序控制器实现对机械手工作过程的控制，给出了系统的工作过程示i蘸意瞄、顺序功能图、梯形图、啪分配·系统采取了相应的保护措施。，，i錾关毽谲：机械手；PLC；控制∥‘。鐾i帼蜮昏聊3始糊孙A婶特：舢一9492仁008¨卜删埘么⋯；，翻，“黝滥蝴磁豳幽誓口1概述工业机械手(以下简称机械手)是近代自动控制领域中出现的一项新技术，已成为

2、现代制造生产系统中的一个重要的组成部分。机械手的迅速发展是由于它具有积极作用正日益为人们所认识：其一，它能部分地代替人工操作；其二，它能按照生产工艺的要求，遵循一定的程序、时间和位置来完成工件的传送和装卸；其三，它能操作必要的机具进行焊接和装配。因此，它能大大地改善工人的劳动条件，显著地提高劳动生产率。加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。因而，机械手受到各先进工业国家的重视，并投入了大量的人力物力加以研究和应用，尤其在高温、高压、粉尘、噪声以及带有放射性和污染的场合，应用得更为广泛。该技术在我国近几年来也有较快的发展，并取得一定的成果，受到各工业企业的重视It]。但目前使用的机械

3、手的电气控制系统一般采用继电器和开关元件组成的控制系统，不能实现较为复杂的逻辑控制和较多功能控制方式的选择，因而现场使用功能和控制方式单一。不能进行在线管理。2工艺顺序及控制要求【2】图l是机械手机构示意图，其任务是将传送带A上的物品搬送至传送带B上。该机械手控制系统是由机械手装置和两条传送带以及光电检测开关三部分组成。该机械手控制系统要求控制系统具有手动和自动两种工作方式，设备在调试或出现故障时，可通过手动方式实现单步动作或调整设备到原始状态工作位置。机械手是一种典型的顺序控制方式如图2所示，在机电设备和生产线中应用广泛。收稿日期：2008—03—20图1机械手机构示意图匕令传送

4、带B原位——+下降——-．抓紧——吐升——+右移L左移——E升-—放一卞匕图2机械手工作过程示意图2．1控制要求1)在传输带A端部安装了光电开关Ps，用以检测物品的到来。当光电开关检测到物品时为ON状态。2)机械手在原位时，按下启动按钮，系统起动，传送带A运转。当光电开关检测到物品后，传送带A停止传送。3)传送带A停止后，机械手进行一次循环动作，把物品从传送带A上搬到传送带B(连续运转)上。4)机械手返回原位后。自动再起动传送带A运转，进行下一个循环。5)按下停止按钮后，应等到整个循环完成后。才能万方数据使机械手返回原位，停止工作。6)机械手的上升／下降和左移／右移的执行机构均采用

5、双线圈的二位电磁阀驱动液压装置实现，每个线圈完成一个动作。7)抓紧／放松由单线圈二位电磁阀驱动液压装置完成，线圈通电时执行抓紧动作。线圈断电时执行放松动作。8)机械手的上升、下降、左移、右移动作均由极限开关控制。9)抓紧动作由压力继电器控制。当抓紧时，压力继电器动合触点闭合；放松动作为时间控制(设为2s)。3机械手PLC控制系统的实现根据工艺要求及控制需要，对I／0做如下分配：3．1输入端启动／停止按钮：2点；用于位置控制的极限开关：4点；抓紧压力继电器触点：1点；用于检测有无工件的光电开关：l点；电动机热保护：2点；手动控制与自动控制转换开关：l点；手动控制按钮：5点；紧急处理按

6、钮：1点；以上输入共计17点。3。2输出端执行电磁阀工作：5点；3台电动机运行控制：3点；以上输出共计8点。考虑到输入输出点数的备用余量，结合FX2N系列可编程序控制器型号的特点，本文介绍的机械手为某工厂的搬运装置，根据现场状况、控制要求、输入／输出的信号，选用三菱FX2N系列的FX2N--48MR可编程序控制器构成控制系统实现对机械手的控制[33。图3所示为机械手控制系统的FX2N-48MR的L／0接线图。4FX2N-48MR简介PLC是可编程序控制器(ProgrammableController)的简称。PLC是一种数字运算的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。自从PLC在汽

7、车装配生产线上的首次成功利用以来，PLc在多品种、小批量、高质量的生产设备中得到了广泛的应用，PLC控制已经成为工业控制的霞要手段之一。FX2N系列可编程序控制器适用于普通的工业环境，具有很强的抗干扰能力和很高的可靠性，对工作电源没有特殊要求。FX2N系列PLC是超小型机，I／O点数最大可扩展到256点。它有内置8kB的RAM，使用存储卡盒后，最大容量可扩大到16kB。编程指令达327条。PLC运行时，对一条基本指令的处理时间只要0．08p,s。它不仅能完成逻辑控制、