9.4机械手控制系统设计（课件）-《工厂电气控制设备》同步教学（高教版）

机械手控制系统设计 机械手控制系统设计 1 目 录 教学目的 项目控制要求与分析 项目实现 研讨与训练 1.基本知识目标 掌握程序控制类指令的应用。 2.技能培养目标 1）能正确进行控制任务分析，并根据要求正确设计顺序功能图; 2）能用PLC进行机械手控制的硬件电路连接; 3）能用PLC进行机械手控制的软件程序编写调试。 一、教学目的 一、教学目的 1.基本知识目标 程序控制类指令的应用。 2.技能培养目标 1）能正确进行顺序控制任务分析，并根据要求正确设计顺序功能图; 2）能用PLC进行机械手控制的硬件电路连接; 3）能用PLC进行机械手控制的软件程序编写调试。 3 目 录 教学目的 项目控制要求与分析 项目实现 研讨与训练 机械手的动作示意图如右图所示。它是一个水平、垂直位移的机械设备，用来将工件由A工作台移到B工作台。 项目控制要求与分析 二、项目控制要求与分析 图1 机械手的动作示意图 二、项目控制要求与分析 机械手的动作示意图如图1所示。它是一个水平、垂直位移的机械设备，用来将工件由A工作台移到B工作台。 5 1．机械手动作过程 二、项目控制要求与分析 图2 机械手动作过程示意图 1．机械手动作过程 机械手的全部动作由汽缸驱动，而汽缸又由相应的电磁阀控制。 其中上升下降和左移右移分别由双线圈两位电磁阀控制。 即当下降电磁阀通电时，机械手即下降； 当下降电磁阀断电时，机械手下降停止； 当上升电磁阀通电时，机械手就上升； 当上升电磁阀断电时，机械手立刻停止上升。 左移右移同理。 机械手对工件的夹紧放松由单线圈两位置电磁阀控制，即线圈通电时，机械手夹紧工件，该线圈断电时，机械手放松工件。 6 2．机械手操作方式 二、项目控制要求与分析 图3 机械手操作面板示意图 机械手的操作方式分为手动操作方式和自动操作方式。自动操作方式又分为单步、单周期、连续操作方式。 7 目 录 教学目的 项目控制要求与分析 项目实现 研讨与训练 三、项目实现 1.I/O(输入/输出)分配表 18个输入端子 6个 输出端子 输入信号 输出信号 名称 代号 输入点编号 名称 代号 输出点编号 手动/自动操作方法选择开关 SA1-1 X0 下降电磁阀 YV1 Y0 下限位行程开关 SQ1 X1 夹紧电磁阀 YV2 Y1 上限位行程开关 SQ2 X2 上升电磁阀 YV3 Y2 右限位行程开关 SQ3 X3 右移电磁阀 YV4 Y3 左限位行程开关 SQ4 X4 左移电磁阀 YV5 Y4 无工件检测 SQ5 X5 原点指示灯 HL Y5 全自动停止按钮 SB1 X6 　 　 　 手动操作方法选择开关 SA1-2 X7 　 　 　 单步（点动）操作方式选择开关 SA1-3 X10 　 　 　 单周期操作方式选择开关 SA1-4 X11 　 　 　 连续自动循环操作方式 SA1-5 X12 　 　 　 下降点动按钮 SB1 X13 　 　 　 上升点动按钮 SB2 X14 　 　 　 右移点动按钮 SB3 X15 　 　 　 左移点动按钮 SB4 X16 　 　 　 夹紧工件点动按钮 SB5 X17 　 　 　 放松工件点动按钮 SB6 X20 　 　 　 回原点启动按钮 SB7 X22 　 　 　 表2 I/O分配表见 图4 机械手PLC控制电路原理图 I/O(输入/输出)分配表 本项目的I/O分配表见表2。 机械手的工作状态和操作信息需要18个输入端子；输出信号需要有6个输出端子。 9 2.硬件接线 三、项目实现 图4 机械手控制外部硬件接线图 2.硬件接线 机械手控制外部硬件接线图如图4所示。 10 三、项目实现 2.编程 图5 机械手主控制程序图 机械手控制程序 公用程序 手动程序 自动程序 3.编程 机械手的控制程序比较复杂， 一般运用模块化思想，将机械手控制程序分为：公用程序、手动程序和自动程序。 11 三、项目实现 2.编程 图5 机械手主控制程序图 图6 公用程序 公用程序 机械手主控制程序如图5所示。 公用程序用于处理各种工作方式都要执行的任务，以及不同的工作方式之间相互切换的处理。 12 三、项目实现 2.编程 图5 机械手主控制程序图 图6 公用程序 公用程序 左限位开关X004、上限位开关X002的常开触点与表示机械手夹紧的Y001常闭触点串联电路接通时，“原点复位”条件M5变为ON。 13 三、项目实现 2.编程 图5 机械手主控制程序图 图6 公用程序 公用程序 当机械手处于原点状态（M5为ON），在开始执行用户程序（M8001为ON）、系统处于手动状态或自动回原点状态（X007为ON）时，初始步S0将被置位，为进入单步、单周期和连续工作方式做好准备。 14 三、项目实现 2.编程 图5 机械手主控制程序图 图4 机械手PLC控制电路原理图 图7 手动程序 手动程序 手动操作的梯形图如图7所示。手动程序包括点动控制和单步控制两部分， 15 三、项目实现 2.编程 图5 机械手主控制程序图 图4 机械手PLC控制电路原理图 图7 手动程序 手动程序 手动操作不需要按工序顺序动作，按普通继电器程序来设计。 手动开关X007、X013～X021分别控制下降、上升、右移、左移、夹紧、放松和回原点各个动作。 16 三、项目实现 2.编程 图5 机械手主控制程序图 图4 机械手PLC控制电路原理图 图8 自动操作流程图 自动操作 自动操作的动作比较复杂，可先画自动操作流程图，如图8所示。 17 三、项目实现 2.编程 图5 机械手主控制程序图 图4 机械手PLC控制电路原理图 图9 自动控制程序 自动控制程序 根据自动操作流程图就可以设计出自动控制程序梯形图，如图9所示。 18 三、项目实现 2.编程 图4 机械手PLC控制电路原理图 图5 机械手主控制程序 系统运行时首先执行公用程序，而后当选择手动工作方式（手动，单步）时，X007或X010接通并跳至手动程序执行； 19 三、项目实现 2.编程 图4 机械手PLC控制电路原理图 图5 机械手主控制程序 当选择自动工作方式（单周期、连续）时，X007、X010断开，而X011或X012接通则跳至自动程序执行。 20 目 录 教学目的 项目控制要求与分析 项目实现 研讨与训练 四、研讨与训练 要求实现: 向左移动→下降→抓工件→上升一向右移动→下降→放工件一上升一向左移动,如此循环。 同学们， 要求实现: 向左移动→下降→抓工件→上升一向右移动→下降→放工件一上升一向左移动,如此循环。 22 谢谢聆听！ 右移 左移 上升 下降 夹紧 放松 工件 工件 左工作台 右工作台 SA SA 夹/松 左/右 上/下 单步 单周期 手动 连续 操作方式选择 运动选择 复位 启动 停止 $$