使用三菱PLC實現機械手自動控制的方法

氣動機械手動作示意圖,其功能是將工件從A處移送到B處。氣動機械手的升降和左右移行分別使用了雙線圈的電磁閥,在某方向的驅動線圈失電時能保持在原位,必須驅動反方向的線圈才能反向運動。

上升、下降對應的電磁閥線圈分別是YV2、YV1,右行、左行對應的電磁閥線圈分別是YV3、YV4。機械手的夾鉗使用單線圈電磁閥YV5,線圈通電時夾緊工件,斷電時鬆開工件。

透過設定限位開關SQ1、SQ2、SQ3、SQ4分別對機械手的下降、上升、右行、左行進行限位,而夾鉗不帶限位開關,它是透過延時1。7s來表示夾緊、鬆開動作的完成的。如下圖所示

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如圖10-8所示為機械手的操作面板,機械手能實現手動、回原位、單步、單週期和連續等五種工作方式。手動工作方式時,用各按鈕的點動實現相應的動作;回原位工作方式時,按下“回原位”按鈕,則機械手自動返回原位;單步工作方式時,每按一次起動按鈕,機械手向前執行一步;選擇單週期工作方式時,每按一次起動按鈕,機械手只執行一個週期就停下;連續工作方式時,機械手在原位,只要按下起動按鈕,機械手就會連續迴圈動作,直到按下停止按鈕,機械手才會最後執行到原位並停下;而在傳送工件的過程中,機械手必須升到最高位置才能左右移動,以防止機械手在較低位置執行時碰到其它工件。

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分配輸入/輸出點

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PLC接線圖

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程式設計

1、基本指令程式設計

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機械手系統的程式總體結構如圖10-10所示,分為公用程式、自動程式、手動程式和回原位程式等四部分。其中自動程式包括單步、單週期和連續執行的程式,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(詳情見專案十二),指標標號P是其運算元。

該指令用於某種條件下跳過CJ指令和指標標號之間的程式,從指標標號處繼續執行,以減少程式執行時間。如果選擇“手動”工作方式,即X0為ON,X1為OFF,則PLC執行完公用程式後,將跳過自動程式到P0處,由於X0動斷觸點斷開,所以直接執行“手動程式”。由於P1處的X1的動斷觸點閉合,所以又跳過回原位程式到P2處。

如果選擇“回原位”工作方式,同樣只執行公用程式和回原位程式。如果選擇“單步”或“連續”方式,則只執行公用程式和自動程式。公用程式如圖10-11所示,當Y4復位(即鬆緊電磁閥鬆開)、左限位X21和上限位X17接通時,輔助繼電器M0變為ON,表示機械手在原位。

這時,如果開始執行使用者程式(M8002為ON)、系統處於手動或回原位狀態(X0或X1為ON),那麼初始步對應的M10被置位,為進入單步、單週期、連續工作方式作好準備。

如果M0為OFF,M10被複位,系統不能進入單步、單週期、連續工作方式。圖中的指令ZRST(FNC40)是成批覆位的應用指令,當X0為ON時,對M11~M18的輔助繼電器復位,以防止系統從自動方式轉換到手動方式,再返回自動方式時出現兩種不同的活動步。

手動程式如圖10-12所示,用X10~X15對應機械手的上下左右移行和夾鉗鬆緊的按鈕。按下不同的按鈕,機械手執行相應的動作。在左、右移行的程式中串聯上限位置開關的動合觸點是為了避免機械手在較低位置移行時碰撞其它工件。為保證系統安全執行,程式之間還進行了必要的聯鎖。

使用三菱PLC實現機械手自動控制的方法

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如圖10-13所示為回原位程式,在系統處於回原位工作狀態時,按下回原位按鈕(X5為ON),M3變為ON,機械手鬆開和上升,當升到上限位(X17變為ON),機械手左行,直到移至左限位(X21變為ON)才停止,並且M3復位。

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自動程式如圖10-14所示,系統工作為單步方式時,X2為ON,其動斷觸點斷開,輔助繼電器一般情況下M2為OFF。X3、X4都為OFF,“單週期”和“連續”工作方式被禁止。假設系統處於初始狀態,M10為ON,當按下起動按鈕X6時,M2變為ON,使M11為ON,Y0線圈得電,機械手下降。放開起動按鈕後,M2立即變為OFF。

當機械手下降到下限位時,與Y0線圈串聯的X16動斷觸點斷開,Y0線圈失電,機械手停止下降。此時,M11、X16均為ON,其動合觸點接通,再按下起動按鈕X6時,M2又變為ON,M12得電並自保持,機械手進入夾緊狀態,同時M11也變為OFF。在完成某一步的動作後,必須按一次起動按鈕,系統才能進入下一步。

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如果選擇的是單週期工作方式,此時X3為ON,X2的動斷觸點接通,M2為ON,允許轉換。

在初始步時按下起動按鈕X6,在M11電路中,因M10、X6、M2的動合觸點和M12的動斷觸點都接通,所以M11變為ON,Y0也變為ON,機械手下降。當機械手碰到下限位開關X16時停止下降,M12變為ON,Y4也變為ON,機械手進入夾緊狀態,經過1。7s後,機械手夾緊工件開始上升。這樣,系統就會按工序一步一步向前執行。當機械手在M18步返回原位時,X4為OFF,其動合觸點斷開,此時不是連續工作方式,因此機械手不會連續執行。

系統處於連續方式時,X4為ON,它的動合觸點閉合,在初始步時按下起動按鈕X6,M1得電自保持,選擇連續工作方式,其它工作過程與單週期方式相同。按下停止按鈕X7後,M1變為OFF,但系統不會立即停下,在完成當前的工作週期後,機械手最終停在原位。

2、基本指令配合步進指令的程式設計方法

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運用步進指令編寫機械手順序控制的程式比用基本指令更容易、更直觀。在機械手的控制系統中,手動和回原位工作方式用基本指令很容易實現,這裡不重複。只介紹圖10-15所示的順序功能圖,該圖實現了機械手的自動連續執行。圖中特殊輔助繼電器M8002僅在執行開始時接通。S0為初始狀態,對應回原位的程式。

在選定連續工作方式後,X4為ON,按下回原位按鈕X5,能保證機械手的初始狀態在原位。當機械手在原位時,夾鉗鬆開Y4為OFF,上限位X17、左限位X21都為ON,這時按下起動按鈕X6,狀態由S0轉換到S20,Y0線圈得電,機械手下降。當機械手碰到下限位開關X16時,X16變為ON,狀態由S20轉換為S21,Y0線圈失電,機械手停止下降,Y4被置位,夾鉗開始夾持,定時器T0啟動,經過1。7s後,定時器的觸頭接通,狀態由S21轉換為S22,機械手上升。

系統如此一步一步按順序執行。當機械手返回到原位時X21變為ON,狀態由S27轉換為S0,機械手自動進入新的一次執行過程。因此機械手能自動連續執行。從圖10-15所示的順序功能圖中可以看出,每一狀態繼電器都對應機械手的一個工序,只要弄清工序之間的轉換條件及轉移方向就很容易、很直觀的畫出順序功能圖。其對應的步進指令梯形圖也很容易畫出。

3、基本指令、初始狀態指令和步進指令配合的程式設計方法

使用三菱PLC實現機械手自動控制的方法

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

圖中除初始狀態繼電器外,其它狀態繼電器應使用回零狀態繼電器S10~S19。圖(d)為自動方式程式,M8041和M8044都是在初始化程式中設定的,在程式執行中不再改變。

下面是圖10-16對應的語句表程式。

使用三菱PLC實現機械手自動控制的方法

TAG: 機械手原位程式按鈕10