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)。

　　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。

　　2.1 分配輸入 /輸出點(diǎn)，見(jiàn)表 10-4

　　2.2 PLC 接線(xiàn)圖，如圖 10-9 所示

　　2.3 程序設計

　　2.3.1 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)?ON，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)?ON，機械手松開(kāi)和上升，當升到上限位（ X17 變?yōu)?ON），機械手左行，直到移至左限位（ X21 變?yōu)?ON）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)?ON,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)?OFF。

　　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)?ON，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)?ON，Y0 也變?yōu)?ON，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)?ON， Y4 也變?yōu)?ON，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。

　　2.3.2 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)?ON，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)?ON，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。

　　2.3.3 基本指令、初始狀態(tài)指令和步進(jìn)指令配合的編程方法

　　初始狀態(tài)指令順序控制的程序如圖 10-16 所示。圖（ a）為初始化程序，它保證了機械手必須在原位才能進(jìn)入自動(dòng)工作方式。圖（ b）為手動(dòng)方式程序，機械手的夾緊、放松及上下左右移行由相應的按鈕完成。在圖（c）回原位方式程序中， 只需按下回原位按鈕即可。

　　圖中除初始狀態(tài)繼電器外，其它狀態(tài)繼電器應使用回零狀態(tài)繼電器 S10~ S19。圖（ d）為自動(dòng)方式程序， M8041 和 M8044 都是在初始化程序中設定的，在程序運行中不再改變。

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