基于plc物料搬运机械手控制系统设计

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1、2011年第5期中州煤炭总第185期基于PLC的物料搬运机械手控制系统设计郅富标，毋虎城，张四海。(1．河南理工大学高等职业学院，河南焦作454000；2．河南煤业化工集团焦煤公司九里山矿，河南焦作454000)摘要：随着自动化技术的不断发展，机械手的应用更加普遍。为使机械手控制更加智能化，操作更加简单方便，以PLC为控制核心的机械手控制系统被研发设计出来。介绍了该机械手控制系统的PIc选型、资源配置以及软件系统设计。按照该方案设计组装的机械手经过调试安装后投入使用，效果良好。关键词：工业自动化；机械手；控制系统；PLC中

2、图分类号：TP241文献标识码：B文章编号：1003—0506(2011)05—0014—02随着社会进步和科学技术的发展，工业生产的根据系统控制要求，并从经济性和可靠性等方操作方式也发生革命性的变化，从手工作坊式的劳面来考虑，选择s7．200系列PLC作为机械手控制系动逐步演变成自动化、智能化的生产方式，某些生产统的控制主机。在S7—200系列PLC中又有CPU过程凭手工也逐渐无法完成。为了适应生产需要，22l、CPU222、CPU224、CPU226、CPD226X／'~I等。出现了特殊的生产工具——机械手。以往由于自

3、动本文所用控制系统共有2个开关量输人，6个开关化程度较低，设计出的全机械式机械手仍操控不灵量输出，共需8个I／0点，根据I／0点数以及程序容活，目前根据最新的自动化技术，设计出了以可编程量，选择CPU224，具体I／0分配见表l。控制器(PLC)⋯为控制核心的机械手。1机械手控制系统的控制要求物料搬运机械手控制核心采用PLC，驱动系统采用气动驱动，机械手具有启停、移动和抓放功能j。机械手的启动和停止功能由操作人员通过启停按钮进行控制，移动和抓放功能则由相应的电磁阀控制。对应的电磁阀有6个，分别是左移、右移、上移、下移、夹紧

4、和放松阀(图1)。若要机械图1机械手控制系统组态手动作，只需控制相应电磁阀动作即可。机械手的动作可由操作人员现场手动操作，也可根据工艺需要预先编好程序，启动后按照程序动作(图2)。机械手工作顺序：①按下启动按钮sB．后，机械手开始工作；②松开启动按钮sB。，机械手停在当前图2机械手工作顺序位置；③按下复位按钮sB后，机械手在完成此次操表1机械手控制系统I／O分配表作后，回到原始位置，然后停止；④松开复位按钮，退出复位状态。2机械手控制系统硬件设计启动按钮SB1100下移阀HL39o．0左移阀HL5QO．32．1PLC的选型

5、复位按钮sB2IOl上移阀HIQo．1放松阀HLlQO．4急停按钮sB310．2右移阀HL6QO．2夹紧阀HL2QO．5收稿日期：2010—12—15作者简介：郅富标(1976一)，男，河南巩义人，讲师，硕士，2oo1年毕2．2其他资源配置业于辽宁工程技术大学，从事煤矿井下供电、矿山自动化教学及研究要完成系统的功能除了PLC之外，还需电磁式工作。限位开关、光电开关等。·14·2011年第5期郅富标等：基于PLC的物料搬运机械手控制系统设计总第185期(1)电磁式限位开关。在此系统中，共用4个洁明了，最后联合起来调试时也便于

6、发现问题。电磁式限位开关：①上升限位开关。上升限位开关下降单杆气缸左移单杆气缸用于控制机械手在整体上移时的位置，防止机械手向上超出范围。事先在机械手工作平台上方的合适位置上安装好限位开关，当机械手逐渐上升，直到接触到工作台上方的限位开关时，PLC控制机械手停止上升。②下降限位开关。下降限位开关用于控制机械手在整体下降时的位置，防止机械手向下运动超出范围。③左旋限位开关。左旋限位开关用于控制机械手手臂向左运动时的位置，防止机械手手臂运动到位后过冲。④右旋限位开关。右旋限位开关用于控制机械手手臂向右运动时的定位，防止机械手手臂

7、运动到位后过冲。(2)光电开关。在传送带上有1个光电开关，此开关主要用来指示工件是否到位。(3)各种电磁阀。此系统中机械手手臂的上升和下降是用气缸来实现的，各使用1个气缸、1个电磁阀就能实现手臂的上升和下降。机械手手爪的夹图3机械手气动控制系统紧、松开、左移、右移共用了4个电磁阀。①上升电磁阀：控制气缸驱动机械手手臂上升至设定位置。机械手上升原位开始②下降电磁阀：控制气缸驱动机械手手臂下降至设机械手手爪放开定位置。③抓紧电磁阀：控制气缸使机械手手爪做机械手下降lY抓紧动作。④松开电磁阀：控制气缸使机械手手爪瓦南N做松开动作

8、。⑤右移电磁阀：控制气缸使机械手手Y臂往右移动。⑥左移电磁阀：控制气缸使机械手手臂往左移动。(4)各种按钮。急停按钮带锁，为常闭触点，按下后旋转复位；手动／自动按钮采用旋钮，一侧为常住丁回到原位闭，一侧为常通；其余按钮均采用触点触发方式，按下即接通，松开即复位。图4机械手控制系统流程示意(5)气动回路设