实验用气动机械手的PLC控制设计.pdf

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1、第22卷第1期机电产品开发与创新Vol．22,No．12009年1月Development＆InnovationofMachinery＆ElectricalProducts·测试与控制Jan．,2009·实验用气动机械手的PLC控制设计杨后川，冯春晓，陈勇（空军第一航空学院，河南信阳464000）摘要：介绍了实验用气动机械手的PLC控制设计过程，在分析控制要求的基础上，设计气动系统，选用S7-200CPU226控制器，并设计出相应控制程序。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、成本相对较低，能很好地满足实验教

2、学与科技创新设计需要。关键词：机械手；气动系统；S7-200可编程控制器中图分类号：TH138文献标识码：A文章编号：1002－6673（2009）01－103－031.2控制要求左移0引言右移机械手的控制要上升PLC控制实验机械手是可编程控制器相关课程中的求分为：①手动工作下降实验内容之一，它对可编程控制器的原理及控制应用的方式：利用按钮对机理解具有非常重要的意义。在教学中常常使用机械手实械手每一动作单独进夹紧放松验设备，课程设计以及科技创新设计也常采用。为满足行控制。譬如，按教学、实验和科技创新需要，设计该实验机械手。实验“下降”按钮，机械左工作台右工作台机械手选用S7-2

3、00CPU226控制器，用气源作驱动，能手下降，按“上升”图1机械手工作时的动作示意图很好地满足教员和学员实验、课程设计与科技创新设计按钮，机械手上升。用手动操作可以使机械手置于原点需要，使用效果良好。位（机械手在最左边和最上面，且夹紧装置松开），还便于维修时机械手的调整；②单步工作方式：从原点开1工作过程与控制要求始，按照自动工作循环的步序，每按一下起动按钮，机1.1工作过程械手完成一步的动作后自动停止；③单周期工作方式：按下启动按钮，从原点开始，机械手按工序自动完成一实验机械手的工作过程是将工件从左工作台搬往右个周期的动作，返回原点后停止；④连续工作方式：按工作台，如图1所

4、示。机械手的初始位置停在原点，按下启动按钮，机械手从原点开始按工序自动反复连续循下起动按钮后，机械手将依次完成下降—夹紧—上升—环工作，直到按下停止按钮，机械手自动停机。或者将右移—再下降—放松—再上升—左移8个动作，机械手工作方式选择开关转换到“单周期”工作方式，此时机的下降、上升、右移、左移等动作的转换，是由相应的械手在完成最后一个周期的工作后，返回原点自动停机。限位开关来控制的，而夹紧、放松动作的转换是由时间来控制的。机械手所有的动作均由气压驱动，它的上升2气动驱动系统设计与下降、左移与右移等动作均由三位五通电磁换向阀控制，即当下降电磁线圈CY2-0通电时，机械手下降；机

5、械手的气动驱动系统是驱动执行机构运动的传动下降电磁线圈CY2-0断电时，机械手停止下降；只有装置，主要实现机械手垂直、水平和手爪的夹紧动作。当上升电磁CY2-1通电时，机械手才上升。机械手的气动原理如图2所示。夹紧和放松用一个二位五通电磁换向阀来控制，线圈通2.1垂直、水平运动部分电时夹紧，线圈断电时放松。电磁阀2的电磁线圈CY2-1通电，压缩空气经电磁换向阀2和节流阀5进入垂直气缸8下缸体，机械手上收稿日期：2008－10－29升，气缸8伸出到ST2位置，机械手上升停止，电磁阀作者简介：杨后川（1971-），男，四川广安人，硕士研究生，2的电磁线圈CY2-0通电，压缩空气进入

6、气缸8上缸副教授。主要从事机电一体化技术研究和教学工作。103·测试与控制·~220V开关ST224VF0电源94PE1ST4ST3870M70ΩpST1FSB1启动ST1SCY2-0下降456下限7上限ST2-CY3-1夹紧ST32右限ST42CY2-1上升左限6123CY3-1CY1-0右移CY1-0CY1-1CY2-0CY2-1无工件检测SQDSB2CCY1-1左移停止/D手动原点单步SOC10单周期/D连续C1、2．三位五通电磁换向阀与消音器3．二位五通电磁换向阀与消音SB3下降器4、5、6．单向节流阀7．水平气缸与磁性行程开关8．垂直气缸SB4上升SB5右移与磁性行程

7、开关9．夹紧气缸10．气源调节装置与截止阀左移SB6夹紧SB7图2气动系统工作原理图放松SB8SB9原点体，则机械手下降，气缸8缩回到ST1位置，机械手下图3机械手PLC控制外部接线图降停止；电磁阀1的电磁线圈CY1-1通电，压缩空气经电磁换向阀1和节流阀4进入水平气缸7右缸体，机200CPU226DC/DC/DC。它共有输入24点，输出16点，满足控制所需端子数，分配PLC的I/O端子接线如图3械手左移，气缸7缩回到ST4位置，机械手左移停止，所示。此处，为保护PLC正常运行，接24V外部