文档介绍：气动机械手plc设计
内容摘要
气动机械手控制系统的设计要求是在控制系统的指令下,能将工件迅速、灵活、准确、可靠地抓起并运送到指定位置,因此本文采用PLC可编程控制器作为工件抓取机械手的控制系统,气压驱动作为驱动机构,根据机械手的动作流程和输入输出要求来选PLC的型号并确定I/O接口,最后进行程序的编辑与调试,从而使机械手完成最后的装夹任务。
关键词:机械手可编程控制器 PLC 控制设计
第一章引言
由于气压传动系统使用安全、可靠,可以在高温、震动、易燃、易爆、多尘埃、强磁、辐射等恶劣环境下工作”’。而气动机械手作为机械手的一种,它具有结构简单、重量轻、动作迅速、平稳、可靠、节能和不污染环境、容易实现无级调速、易实现过载保护、易实现复杂的动作等优点。所以,气动机械手被广泛应用于汽车制造业、半导体及家电行业、化肥和化工,食品和药品的包装、精密仪器和军事工业等。现代汽车制造工厂的生产线,尤其是主要工艺的焊接生产线,大多采用了气动机械手。车身在每个工序的移动;车身外壳被真空吸盘吸起和放下,在指定工位的夹紧和定位;点焊机焊头的快速接近、减速软着陆后的变压控制点焊,都采用了各种特殊功能的气动机械手。高频率的点焊、力控的准确性及完成整个工序过程的高度自动化,堪称是最有代表性的气动机械手应用。
下面介绍一种基于PLC的气动机械手控制的方法。
系统总体方案设计

在进行程序设计时,首先应明确对象的具体控制要求。由于CPU对程序的串行扫描工作方式,会造成输入输出的滞后,而由扫描方式引起的滞后时间,最长可达两个扫描周期,程序越长,这种滞后越明显,则控制精度就越低。因此,在实现控制要求的基础上,应使程序尽量简洁﹑紧凑。另一方面,同一控制对象,根据生产的工艺流程不同,控制要求或控制时序会发生变化,此时,要求程序修改方便、简单,即要求程序有较好的柔性。
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1、气动机械手的升降和左右移动分别由不同的双线圈电磁阀实现,电磁阀线圈失电时能保持原来的状态,必须驱动反向德线圈才能反向运动。
2、上升、下降的电磁阀线圈分别为YV1、YV2;右行、左行的电磁阀线圈为YV3、YV4;
3、机械手的夹钳由单线圈电磁阀YV5来实现,线圈通电夹紧,断电松开;
4、机械手的夹钳的松开,;
5、机械手的限位由行程开关SQ1、SQ2、SQ3、SQ4来实现;

机械手用来将工件从A点搬运到B点(如图1),,为0时背松开。工作方式选择开关的5个位置分别对应于5种工作方式,操作面板左下部的6个按钮式手动按钮。为了保证在紧急情况下(包括PLC发生故障时)能可靠地切断负载电源,设置了交流接触器KM。PLC开始运行时按下“负载电源”按钮,使KM线圈得电并自锁,KM的主触点接通,给外部负载提供交流电源,出现紧急情况时用“紧急停车”按钮断开负载电源。
左行 SQ3
SQ4

右行
下降
夹紧上升 SQ2
松开
SQ1

图1 气动机械手示意图

系统设有手动、单周期、连续、单步和回原点五种工作方式(如图2)。
在手动工作方式下,—、降、左右行和夹紧松开。
在单周期的工作方式下,,,机械手按顺序功能图的规定完成一个周期的工作后,返回并停留在初始步。
在单步工作方式下,从初始步开始,按一下启动按钮,系统转换到下一步,完成该步的任务后,自动停止工作并停留在该步,再按一下启动按钮,又往前走一步。单步工作方式常用于系统的调试。
单步
回原位
单周期
连续
手动
夹紧SB7 右行SB5 下降SB3 启动SB1 负载电源
松开SB8 左行SB6 上升SB4 停止SB2 紧急停车SB9
图2气动机械手的控制面板

下图3是主程序机构图,,公用程序是无条件执行的。在手动工作方式下,,执行手动子程序。在自动回原点方式下,,执行回原点子程序,在其他3种工作方式下执行自动子程序。
公用
EN

手动
EN

回原点
EN

自动
EN

图3主程序结构图
第三章 PLC控制系统设计
气动机械手的I/O地址分配表
表1 I/0地址分配表
控制信号
信号名称
元件名称
元件符号
地址