用三菱PLC控制機械手實(shí)例

2020-11-18

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氣動(dòng)機械手動(dòng)作示意圖，其功能是將工件從A處移送到B處。氣動(dòng)機械手的升降和左右移行分別使用了雙線(xiàn)圈的電磁閥，在某方向的驅動(dòng)線(xiàn)圈失電時(shí)能保持在原位，必須驅動(dòng)反方向的線(xiàn)圈才能反向運動(dòng)。海藍智能為你詳解，如何用三菱PLC控制機械手實(shí)例。

上升、下降對應的電磁閥線(xiàn)圈分別是YV2、YV1，右行、左行對應的電磁閥線(xiàn)圈分別是YV3、YV4。機械手的夾鉗使用單線(xiàn)圈電磁閥YV5，線(xiàn)圈通電時(shí)夾緊工件，斷電時(shí)松開(kāi)工件。

通過(guò)設置限位開(kāi)關(guān)SQ1、SQ2、SQ3、SQ4分別對機械手的下降、上升、右行、左行進(jìn)行限位，而夾鉗不帶限位開(kāi)關(guān)，它是通過(guò)延時(shí)1.7s來(lái)表示夾緊、松開(kāi)動(dòng)作的完成的。如下圖所示

如圖10-8所示為機械手的操作面板，機械手能實(shí)現手動(dòng)、回原位、單步、單周期和連續等五種工作方式。手動(dòng)工作方式時(shí)，用各按鈕的點(diǎn)動(dòng)實(shí)現相應的動(dòng)作；回原位工作方式時(shí)，按下“回原位”按鈕，則機械手自動(dòng)返回原位；單步工作方式時(shí)，每按一次起動(dòng)按鈕，機械手向前執行一步；選擇單周期工作方式時(shí)，每按一次起動(dòng)按鈕，機械手只運行一個(gè)周期就停下；連續工作方式時(shí)，機械手在原位，只要按下起動(dòng)按鈕，機械手就會(huì )連續循環(huán)動(dòng)作，直到按下停止按鈕，機械手才會(huì )最后運行到原位并停下；而在傳送工件的過(guò)程中，機械手必須升到最高位置才能左右移動(dòng)，以防止機械手在較低位置運行時(shí)碰到其它工件。

分配輸入/輸出點(diǎn)

PLC接線(xiàn)圖

程序設計

1、基本指令編程

機械手系統的程序總體結構如圖10-10所示，分為公用程序、自動(dòng)程序、手動(dòng)程序和回原位程序等四部分。其中自動(dòng)程序包括單步、單周期和連續運行的程序，因它們的工作順序相同，所以可將它們合編在一起。CJ（FNC00）是條件跳轉應用指令（詳情見(jiàn)項目十二），指針標號P□是其操作數。

該指令用于某種條件下跳過(guò)CJ指令和指針標號之間的程序，從指針標號處繼續執行，以減少程序執行時(shí)間。如果選擇“手動(dòng)”工作方式，即X0為ON，X1為OFF，則PLC執行完公用程序后，將跳過(guò)自動(dòng)程序到P0處，由于X0動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開(kāi)，所以直接執行“手動(dòng)程序”。由于P1處的X1的動(dòng)斷觸點(diǎn)閉合，所以又跳過(guò)回原位程序到P2處。

如果選擇“回原位”工作方式，同樣只執行公用程序和回原位程序。如果選擇“單步”或“連續”方式，則只執行公用程序和自動(dòng)程序。公用程序如圖10-11所示，當Y4復位（即松緊電磁閥松開(kāi)）、左限位X21和上限位X17接通時(shí)，輔助繼電器M0變?yōu)镺N，表示機械手在原位。

這時(shí)，如果開(kāi)始執行用戶(hù)程序（M8002為ON）、系統處于手動(dòng)或回原位狀態(tài)（X0或X1為ON），那么初始步對應的M10被置位，為進(jìn)入單步、單周期、連續工作方式作好準備。

如果M0為OFF，M10被復位，系統不能進(jìn)入單步、單周期、連續工作方式。圖中的指令ZRST（FNC40）是成批復位的應用指令，當X0為ON時(shí)，對M11~M18的輔助繼電器復位，以防止系統從自動(dòng)方式轉換到手動(dòng)方式，再返回自動(dòng)方式時(shí)出現兩種不同的活動(dòng)步。

手動(dòng)程序如圖10-12所示，用X10~X15對應機械手的上下左右移行和夾鉗松緊的按鈕。按下不同的按鈕，機械手執行相應的動(dòng)作。在左、右移行的程序中串聯(lián)上限位置開(kāi)關(guān)的動(dòng)合觸點(diǎn)是為了避免機械手在較低位置移行時(shí)碰撞其它工件。為保證系統安全運行，程序之間還進(jìn)行了必要的聯(lián)鎖。

如圖10-13所示為回原位程序，在系統處于回原位工作狀態(tài)時(shí)，按下回原位按鈕（X5為ON），M3變?yōu)镺N，機械手松開(kāi)和上升，當升到上限位（X17變?yōu)镺N），機械手左行，直到移至左限位（X21變?yōu)镺N）才停止，并且M3復位。

自動(dòng)程序如圖10-14所示，系統工作為單步方式時(shí)，X2為ON，其動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開(kāi)，輔助繼電器一般情況下M2為OFF。X3、X4都為OFF，“單周期”和“連續”工作方式被禁止。假設系統處于初始狀態(tài)，M10為ON,當按下起動(dòng)按鈕X6時(shí)，M2變?yōu)镺N,使M11為ON，Y0線(xiàn)圈得電，機械手下降。放開(kāi)起動(dòng)按鈕后，M2立即變?yōu)镺FF。

當機械手下降到下限位時(shí)，與Y0線(xiàn)圈串聯(lián)的X16動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開(kāi)，Y0線(xiàn)圈失電，機械手停止下降。此時(shí)，M11、X16均為ON，其動(dòng)合觸點(diǎn)接通，再按下起動(dòng)按鈕X6時(shí)，M2又變?yōu)镺N，M12得電并自保持，機械手進(jìn)入夾緊狀態(tài)，同時(shí)M11也變?yōu)镺FF。在完成某一步的動(dòng)作后，必須按一次起動(dòng)按鈕，系統才能進(jìn)入下一步。

如果選擇的是單周期工作方式，此時(shí)X3為ON，X2的動(dòng)斷觸點(diǎn)接通，M2為ON，允許轉換。

在初始步時(shí)按下起動(dòng)按鈕X6，在M11電路中，因M10、X6、M2的動(dòng)合觸點(diǎn)和M12的動(dòng)斷觸點(diǎn)都接通，所以M11變?yōu)镺N，Y0也變?yōu)镺N，機械手下降。當機械手碰到下限位開(kāi)關(guān)X16時(shí)停止下降，M12變?yōu)镺N，Y4也變?yōu)镺N，機械手進(jìn)入夾緊狀態(tài)，經(jīng)過(guò)1.7s后，機械手夾緊工件開(kāi)始上升。這樣，系統就會(huì )按工序一步一步向前運行。當機械手在M18步返回原位時(shí)，X4為OFF，其動(dòng)合觸點(diǎn)斷開(kāi)，此時(shí)不是連續工作方式，因此機械手不會(huì )連續運行。

系統處于連續方式時(shí)，X4為ON，它的動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，在初始步時(shí)按下起動(dòng)按鈕X6，M1得電自保持，選擇連續工作方式，其它工作過(guò)程與單周期方式相同。按下停止按鈕X7后，M1變?yōu)镺FF，但系統不會(huì )立即停下，在完成當前的工作周期后，機械手最終停在原位。

2、基本指令配合步進(jìn)指令的編程方法

運用步進(jìn)指令編寫(xiě)機械手順序控制的程序比用基本指令更容易、更直觀(guān)。在機械手的控制系統中，手動(dòng)和回原位工作方式用基本指令很容易實(shí)現，這里不重復。只介紹圖10-15所示的順序功能圖，該圖實(shí)現了機械手的自動(dòng)連續運行。圖中特殊輔助繼電器M8002僅在運行開(kāi)始時(shí)接通。S0為初始狀態(tài)，對應回原位的程序。

在選定連續工作方式后，X4為ON，按下回原位按鈕X5，能保證機械手的初始狀態(tài)在原位。當機械手在原位時(shí)，夾鉗松開(kāi)Y4為OFF，上限位X17、左限位X21都為ON，這時(shí)按下起動(dòng)按鈕X6，狀態(tài)由S0轉換到S20，Y0線(xiàn)圈得電，機械手下降。當機械手碰到下限位開(kāi)關(guān)X16時(shí)，X16變?yōu)镺N，狀態(tài)由S20轉換為S21，Y0線(xiàn)圈失電，機械手停止下降，Y4被置位，夾鉗開(kāi)始夾持，定時(shí)器T0啟動(dòng)，經(jīng)過(guò)1.7s后，定時(shí)器的觸頭接通，狀態(tài)由S21轉換為S22，機械手上升。

系統如此一步一步按順序運行。當機械手返回到原位時(shí)X21變?yōu)镺N，狀態(tài)由S27轉換為S0，機械手自動(dòng)進(jìn)入新的一次運行過(guò)程。因此機械手能自動(dòng)連續運行。從圖10-15所示的順序功能圖中可以看出，每一狀態(tài)繼電器都對應機械手的一個(gè)工序，只要弄清工序之間的轉換條件及轉移方向就很容易、很直觀(guān)的畫(huà)出順序功能圖。其對應的步進(jìn)指令梯形圖也很容易畫(huà)出。

3、基本指令、初始狀態(tài)指令和步進(jìn)指令配合的編程方法