机械手系统的PLC梯形图程序

在机械手搬运控制系统中的应用摘要：机械手是在机械化、自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。它可在空间抓、放、搬运物体等，动作灵活多样，广泛应用在工业生产和其他领域内。应用PLC控制机械手能实现各种规定的工序动作，不仅可以提高产品的质量与产量，而且对保障人身安全，改善劳动环境，减轻劳动强度，提高劳动生产率，节约原材料消耗以及降低生产成本，有着十分重要的意义。本文以日本三菱FX2N-48MR型的PLC为基础，介绍PLC在机械手搬运控制中的应用，并给出了详细的PLC程序设计过程。该程序已在工业机械手中获得了广泛应用，具有稳定、可靠的性能。关键词：PLC·机械手，控制。应用1机械结构和控制要求如图1所示是一个将工件由A处传送到B处的机械手示意图，机械手的上升，下降和左移，右移的执行用双线圈二位电磁阀推动气缸完成。其中上升与下降对应电磁阀的线圈分别为YVl与w2，左行、右行对应电磁阀的线圈分别为YV3与YV4。当某个电磁阀线圈通电，就一直保持现有的机械动作，直到相对的另一线圈通电为止。气动机械手的夹紧，松开的动作由只有一个线圈的两位电磁阀驱动的气缸完成，线圈(YVS)断电夹住工件，线圈(YV5)通电，松开工件，以防止停电时的工件跌落。机械手的工作臂都设有上、下限位和左、右限位的位置开关SQl、SQ2和sQ3、SQ4，夹持装置不带限位开关，它是通过一定的延时来表示其夹持动作的完成。机械手在最上面、最左边且除松开的电磁线圈(YV5)通电外其它线圈全部断电的状态为机械手的原位。机械手的操作面板分布情况如图2所示，机械手具有手动、单步，单周期、连续和回原位五种工作方式，用开关SA进行选择。手动工作方式时，用各操作按钮(SB5、SB6，SB7、SB8、SB9、SBIO、SBll)来点动执行相应的各动作l单步工作方式时，每按一次起动按钮(SB3)，向前执行一步动作，单周期工作方式时，机械手在原位，按下起动按钮SB3，自动地执行一个工作周期的动作，最后返回原位(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)j连续工作方式时，机械手在原位，按下起动按钮(SB3)，机械手就连续重复进行工作(如果按下停止按钮SB4，机械手运行到原位后停止)；返回原位工作方式时，按下。回原位”按钮SBll，机械手自动回到原位状态。2 LC的I／o分配如图3所示为PLC的I／O接线图，选用FX2N·48MR的PLC，系统共有18个输入设备和5个输出设备分别占用PLC的18个输入点和5个输出点。为了保证在紧急情况下(包括PLC发生故障时)，能可靠地切断PLC的负载电源，设置了交流接触器KM。在PLC开始运行时按下“电源”按钮SBl，使KM线圈得电并自锁，KM的主触点接通，给输出设备提供电源；出现紧急情况时，按下“急停”按钮SB2，KM触点断开电源。 PLC程序设计3．1程序的总体结构如图4所示为机械手系统的PLC梯形图程序的总体结构，将程序分为公用程序、自动程序、手动程序和回原位程序四个部分，其中自动程序包括单步、单周期和连续工作的程序，这是因为它们的工作都是按照同样的顺序进行，所以将它们合在一起编程更加简单。梯形图中使用跳转指令使得自动程序、手动程序和回原位程序不会同时执行。假设选择。手动”方式，则X0为ON、X1为OFF，此时PLC执行完公用程序后，将跳过动程序到P0处，由于X0常闭触点为断开，故执行“手动程序”，执行到P1处，由于X1常闭触点为闭合，所以又跳过回原位程序到P2处l假设选择分“回原位”方式，则X0为OFF、X1为ON，跳过自动程序和手动程序执行回原位程序，假设选择“单步”或“单周期”或“连续”方式，则X0、X1均为OFF，此时执行完自动程序后，跳过手动程序和回原位程序。3．2各部分程序的设计(1)公用程序公用程序如图5所示，左限位开关X12、上限位开关X10的常开触点和表示机械手松开的Y4的常开触点的串联电路接通时，辅助继电器M0变为ON，表示机械手在原位。公用程序用于自动程序和手动程序相互切换的处理，当系统处于手动工作方式时，必须将除初始步以外的各步对应的辅助继电器(M1I-M18)复位，同时将表示连续工作状态的M1复位，否则当系统从自动工作方式切换到手动工作方式，然后又返回自动