PLC控制机械手设计毕业论文
一．PLC控制机械手设计
机械手电气控制系统，除了有多工步特点之外，还要求有连续控制和手动控制等操作方式。工作方式的选择可以很方便地在操作面板上表示出来。当旋钮打向回原点时，系统自动地回到左上角位置待命。当旋钮打向自动时，系统自动完成各工步操作，且循环动作。当旋钮打向手动时，每一工步都要按下该工步按钮才能实现。以下是设计该机械手控制程序的步骤和方法。 1、机械手传送工件系统示意图，如图1所示。
图1 机械手传送示意及操作面板图
它是一个水平、垂直运动的机械设备，用来将工件由左工作台（A点）搬到右工作台（B点）。
机械手的全部动作由气缸驱动，气缸由相应的电磁阀来控制，电磁阀由PLC控制。其中，上升/下降和/右移分别由双线圈两位电磁阀控制。例如，当下降电磁阀通电时，机械手下降；当下降电磁阀断电时，机械手停止下降。只有当上升电磁阀通电时，机械手上升；当上升电磁阀断电时，机械手停止上升。同样，左移/右移分别由左移电磁阀和右移电磁阀控制。机
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气动机械手关节结构设计及运动学仿真分析
械手的放松/夹紧由一个单线圈两位置电磁阀（称为夹紧电磁阀）控制。当该线圈通电时，机械手夹紧；当该线圈断电时，机械手放松。
机械手的动作过程如图1所示。①从原点开始，按下启动按钮，下降电磁阀通电，机械手下降；下降到位时，碰到下限位开关，下降电磁阀断电，停止下降。②同时接通夹紧电磁阀，机械手夹紧。③夹紧后，上升电磁阀通电，机械手上升。上升到位时，碰到上限位开关，上升电磁阀断电，停止上升。④同时接通右移电磁阀，机械手右移。右移到位时，碰到右限位开关，右移电磁阀断电，停止右移。⑤同时下降电磁阀通电，机械手下降，下降到位时，碰到下限位开关，下降电磁阀断电，停止下降。⑥同时夹紧电磁阀断电，机械手放松。⑦放松后，上升电磁阀通电，机械手上升。上升到位时，碰到上限位开关，上升电磁阀断电，停止上升。⑧同时接通左移电磁阀，机械手左移。左移到位时，碰到左限位开关，左移电磁阀断电，停止左移。至此，机械手经过8步完成了一个周期的动作。 5. PLC的选型
根据系统的设计要求，选用三菱公司生产的FX2N-40MR，它能处理广泛的机械控制应用问题，所以它是在设备内用作内装控制单元的理想产品。完整的通信功能保证了与个人计算机
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步进、单周期和连续操作方式。 1） 手动操作方式
手动操作方式是用按钮实现对机械手的每一步运动单独进行控制。例如，当选择上/下运动时，分别由上升/下降按钮控制。当选择左/右运动时，分别由左移/右移按钮控制。当选择夹紧/放松运动时，分别由夹紧/放松按钮控制。 2） 自动操作方式
步进操作：每按一次启动按钮，机械手完成一步动作后自动停止。 单周期操作：机械手从原点开始，按一下启动按钮，机械手自动完成一个周期的动作后停止。 连续操作：机械手从原点开始，按一下启动按钮，机械手的动作将自动地、连续不断地周期循环，在工作过程中，若按停止按钮，则机械手将继续完成此周期的动作，回到原地后自动停止。
2、输入和输出点分配表及原理接线图 表1 机械手传送系统输入和输出点分配表 名 称 启动 下限行程 上限行程
代号 SB1 SQ1 SQ2 输入 X0 X1 X2 名 称 夹紧 放松 单步上升 代号 SB5 SB6 SB7 输入 X10 X11 X12 名 称 电磁阀下降 电磁阀夹紧 电磁阀上升 代号 YV1 YV2 YV3 输出 Y0 Y1 Y2 2
右限行程 左限行程 停止 手动操作 连续操作
SQ3 SQ4 SB2 SB3 SB4 X3 X4 X5 X6 X7 单步下降 单步左移 单步右移 回原点 工件检测 SB8 SB9 SB10 SB11 SQ5 X13 X14 X15 X16 X17 电磁阀右行 电磁阀左行 原点指示 YV4 YV5 EL Y3 Y4 Y5
3、操作系统
操作系统包括回原点程序，手动单步操作程序和自动连续操作程序，如图3所示。
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