11完整版本.PLC控制气动机械手实训案例.docVIP

PLC控制气动机械手实训案例

一、机械手的工作过程与控制要求

1.机械手概况：搬运机械手将工件从左工作台搬往右工作台，机械手的结构和各部分动作的示意图如图8-59所示：

图8-59机械手工作过程示意图

（1）机械手所有的动作均由气压驱动。

（2）它的上升与下降、左移与右移等动作均由二位五通双控电磁换向阀控制，即当下降电磁阀通电时，机械手下降；下降电磁阀断电时，机械手停止下降；只有当上升电磁阀通电时，机械手才上升。

（3）机械手的夹紧和放松用一个二位五通单控电磁换向阀来控制，线圈通电时夹紧，线圈断电时放松。

2.机械手的工作过程：机械手的动作顺序和检测元件、执行元件的布置示意图如图8-60所示：

图8-60机械手动作顺序和检测元件、执行元件布置示意图

（1）机械手的初始位置停在原点，按下启动按钮后，机械手将依次完成下降—夹紧—上升—右移—再下降—放松—再上升—左移八个动作。

（2）机械手的下降、上升、右移、左移等动作的转换，是由相应的限位开关来控制的，而夹紧、放松动作的转换是由时间来控制的。

（3）为保证安全，机械手右移到位后，必须在右工作台上无工件时才能下降，若上一次搬到右工作台上工件尚未移走，机械手应自动暂时等待。为此设置了一只光电开光，以检测“无工件”信号。

3.控制要求

（1）手动工作方式：利用按钮对机械手每一动作单独进行控制。例如，按“下降”按钮，机械手下降，按“上升”按钮，机械手上升。用手动操作可以使机械手置于原位，还便于维修时机械手的调整；

（2）单步工作方式：从原点开始，按照自动工作循环的步序，每按一下动按钮，机械手完成一步的动作后自动停止。

（3）单周期工作方式：按下启动按钮，从原点开始，机械手按工序自动完成一个周期的动作，返回原点后停止。

（4）连续工作方式：按下启动按钮，机械手从原点开始按工序自动反复连续循环工作，直到按下停止按钮，机械手自动停机。或者将工作方式选择开关转换到“单周期”工作方式，此时机械手在完成最后一个周期的工作后，返回原点自动停机。根据以上控制要求，操作台面板布置示意图如图8-61所示：

图8-61机械手操作台面板布置示意图

二、机械手气动驱动原理

机械手的气动驱动系统是驱动执行机构运动的传送装置，主要实现机械手垂直、水平和手爪的夹紧动作。气动系统工作原理如图8-62所示：

图8-62气动系统工作原理图

1.机械手水平部分运动控制

（1）当电磁阀YV1通电时，机械手悬臂右移；

（2）当电磁阀YV1失电时，悬臂停止右移；

（3）当电磁阀YV2通电时，机械手悬臂左移；

（4）当电磁阀YV2失电时，悬臂停止左移；

2.机械手垂直部分运动控制

（1）当电磁阀YV3通电时，机械手下降；

（1）当电磁阀YV3失电时，机械手停止下降；

（1）当电磁阀YV4通电时，机械手上升；

（1）当电磁阀YV4失电时，机械手停止上升；

3.气爪控制

（1）当电磁阀YV5通电时，气爪夹紧；

（1）当电磁阀YV5失电时，气爪松开；

三、确定输入输出点数并选择PLC

1.输入信号：输入信号是将机械手的工作状态和操作的信息提供给PLC。PLC的输入信号共有17个输入信号点，需占用17个输入端子。具体分配如下：

（1）位置检测信号有下限、上限、右限、左限共4个行程开关，需要4个输入端子；

（2）“无工件”检测信号采用光电开关作检测元件，需要1个输入端子；

（3）“工作方式”选择开关有手动、单步、单周期、和连续4种工作方式，需要4个输入端子；

（4）手动操作时，需要有下降、上升、右移、左移、夹紧、放松6个按钮，需要6个输入端子；

（5）自动工作时，尚需启动按钮、停止按钮，也需占2个输入端子。以上共需17个输入信号点。

2.输出信号

（1）PLC的输出信号用来控制机械手的下降、上升、右移、左移和夹紧5个电磁阀线圈，需要5个输出点；

（2）机械手从原点开始工作，需要有1个原点指示灯，也要占用1个输出点。所以，至少需要6个输出信号点。

3.PLC的选择：如果功能上再无其他特殊要求，则有多种型号的PLC可选用，此处选用FX2N-48MR。FX2N-48MR共有输入24点，输出24点，继电器输出。

四、I/O地址分配及PLC外部接线图

1.I/O地址分配表

输入端子

输出端子

名称

代号

端子编号

名称

代号

端子编号

启动按钮

SB1

X0

机械手下降

YV3

Y0

下降限位

ST1

X1

夹紧/松开

YV5

Y1

上升限位

ST2

X2

机械手上升

YV4

Y2

右移限位

ST3

X3

机械手右移

YV1

Y3

左移限位

ST4

X4

机械手左移

YV2

Y4

无工件检