机械手三菱PLC控制系统的设计..doc

广东省工人技师职务申请 评审论文 论文题目：四自由度机械手PLC控制系统的设计 姓 名：刘勇石 单 位：韶能集团钓鱼台水电厂 原技术工种名称：高级电工 申报时间： 2006年 6月 广东省劳动和社会保障厅 四自由度机械手PLC控制系统的设计 [摘要] 随着工业机械手的进一步发展，其发展将更趋向于人性化、智能化并将在更加广泛的领域得到应用。本文将以四自由度工业机械手为例，采用可编程序控制器（PLC）设计其控制系统,以提高其工作的稳定性能。 [关键词] 步进控制、自动控制、单周控制、状态初始化、状态转换 随着现代工业生产的迅速发展，工业搬运机械手得以广泛应用，它对稳定、提高产品质量，提高生产效率，改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。因而对机械手的控制要求也越来越高，若用传统的继电器控制方案进行控制，势必造成系统元件多，接线繁杂、稳定性差、故障率高，给工业生产带来很多不便；针对这些问题如果采用性能价格比高的可编程序控制器（PLC）设计其控制系统，可使该系统的运行可靠性高、故障率低、维修方便，取得良好的工作效果。本文以四自由度工业机械手为例，采用可编程序控制器（PLC）设计其控制系统。效率分析 一、机械手动作过程与要求 1、机械手的运动机构 ①四自由度工业机械手动作过程如图所示，其中，1为立柱作180°的回转运动，2为沿立柱作上下移动，3为沿水平方向作　　 3 4 5 伸缩运动柱，4为手腕作180°的回转运动， 5为手指的夹紧、放松运动。对应每个动作　　　 2 均装有行程到位检测开关、机械手减速作缓， 　　　 1 冲运动的检测开关用来作为PLC控制机械手 动作的输入信号，使其在运动过程中定位准确、平稳。 ②控制的气动回路图及电磁阀动作表如图所示。 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 Y10 Y11 Y12 Y13 Y14 Y15 Y16 Y17 上升 ＋ 上升缓冲 ＋ + 正摆 + 夹紧 + 伸出 ＋ ＋ 伸出缓冲 ＋ ＋ ＋ 正转 + ＋ 放松 缩进 ＋ 缩进缓冲 ＋ + 反转 ＋ 反摆 ＋ 下降 ＋ 下降缓冲 ＋ + 2、机械手的控制方式 （1）回原点控制：由操作面板上的选择开关选择回原点，再由回原点按钮进行控制，整个过程自动完成，并有回原点到位显示。 （2）手动控制：由操作面板上的选择开关选择手动，再由面板上的按钮分别控制手动控制机械手的十个动作。 （3）自动控制方式，其动作流程图如图所示。 a、步进控制：由操作面板上的选择 开关选择步进控制，每按一次起动按钮， 机械手按动作顺序，向前执行一步动作。 b、单周控制：由操作面板上的选择 开关选择单周控制，机器在原位时,按下 起动按钮，自动的完成一个执行周期的 操作,操作完后机器又停在原位上。若在 执行过程中，按下停止按钮，则机器停留 该步工序上。再按下起动按钮，则又从该 步工序继续工作，最后仍自动地停在原位 上。 c、自动控制：由操作面板上的选择开关选择自动控制方式，机器在原位时,按下起动按钮，机器就连续周期地重复进行各步序工作。直到按下停止按钮，机器执行完最后一个工作周期返回原位，然后停机。 二、机械手控制的PLC造型及I／O分配 根据机械手的控制要求，所有的输入量均为开关量，且输入点为30点、输出点为23点，共计53点。为此，考虑预留一定的I／O余量及PLC硬件资源充分利用的要求，选用性能价格比较高的FXON－60MR可编程序控制器。 （一）、FXON－60MR性能简介 FXON－60MR基本单元输入继电器编号为X0－X7，X10－X17，X20－X27，X30－X37，X40－X43，共36点，输出继电器编号为Y0－Y7，Y10－Y17，Y20－Y27，共24点，内部有辅助继电器384点、保持继电器128点（电池支持），256个专用辅助继电器，及一些常用的定时器、