用三菱FX2N PLC實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的順序控制

1、用三菱FX2N PLC實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的順序控制一、訓(xùn)練內(nèi)容 1、 項(xiàng)目描述如圖10-7所示是一氣動(dòng)機(jī)械手動(dòng)作示意圖，其功能是將工件從A處移送到B處。氣動(dòng)機(jī)械手的升降和左右移行分別使用了雙線(xiàn)圈的電磁閥，在某方向的驅(qū)動(dòng)線(xiàn)圈失電時(shí)能保持在原位，必須驅(qū)動(dòng)反方向的線(xiàn)圈才能反向運(yùn)動(dòng)。上升、下降對(duì)應(yīng)的電磁閥線(xiàn)圈分別是YV2、YV1，右行、左行對(duì)應(yīng)的電磁閥線(xiàn)圈分別是YV3、YV4。機(jī)械手的夾鉗使用單線(xiàn)圈電磁閥YV5，線(xiàn)圈通電時(shí)夾緊工件，斷電時(shí)松開(kāi)工件。通過(guò)設(shè)置限位開(kāi)關(guān)SQ1 、SQ2、SQ3、SQ4分別對(duì)機(jī)械手的下降、上升、右行、左行進(jìn)行限位，而夾鉗不帶限位開(kāi)關(guān)，它是通過(guò)延時(shí)來(lái)表示夾緊、松開(kāi)動(dòng)作的完成的。如圖10

2、-8所示為機(jī)械手的操作面板，機(jī)械手能實(shí)現(xiàn)手動(dòng)、回原位、單步、單周期和連續(xù)等五種工作方式。手動(dòng)工作方式時(shí)，用各按鈕的點(diǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的動(dòng)作；回原位工作方式時(shí)，按下“回原位”按鈕，則機(jī)械手自動(dòng)返回原位；單步工作方式時(shí)，每按一次起動(dòng)按鈕，機(jī)械手向前執(zhí)行一步；選擇單周期工作方式時(shí)，每按一次起動(dòng)按鈕，機(jī)械手只運(yùn)行一個(gè)周期就停下；連續(xù)工作方式時(shí)，機(jī)械手在原位，只要按下起動(dòng)按鈕，機(jī)械手就會(huì)連續(xù)循環(huán)動(dòng)作，直到按下停止按鈕，機(jī)械手才會(huì)最后運(yùn)行到原位并停下；而在傳送工件的過(guò)程中，機(jī)械手必須升到最高位置才能左右移動(dòng)，以防止機(jī)械手在較低位置運(yùn)行時(shí)碰到其它工件。2、實(shí)訓(xùn)要求2.1  分配輸入/輸出點(diǎn)見(jiàn)表10-4。

3、表10-4  PLC輸入/輸出點(diǎn)分配表2.2 PLC接線(xiàn)圖如圖10-9所示。程序設(shè)計(jì)2.3.1  基本指令編程機(jī)械手系統(tǒng)的程序總體結(jié)構(gòu)如圖10-10所示，分為公用程序、自動(dòng)程序、手動(dòng)程序和回原位程序等四部分。其中自動(dòng)程序包括單步、單周期和連續(xù)運(yùn)行的程序，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(zhuǎn)應(yīng)用指令（詳情見(jiàn)項(xiàng)目十二），指針標(biāo)號(hào)P 是其操作數(shù)。該指令用于某種條件下跳過(guò)CJ指令和指針標(biāo)號(hào)之間的程序，從指針標(biāo)號(hào)處繼續(xù)執(zhí)行，以減少程序執(zhí)行時(shí)間。如果選擇“手動(dòng)”工作方式，即X0為ON，X1為OFF，則PLC執(zhí)行完公用程序后，將跳過(guò)自動(dòng)程序到P0處，

4、由于X0動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開(kāi)，所以直接執(zhí)行“手動(dòng)程序”。由于P1處的X1的動(dòng)斷觸點(diǎn)閉合，所以又跳過(guò)回原位程序到P2處。如果選擇“回原位”工作方式，同樣只執(zhí)行公用程序和回原位程序。如果選擇“單步”或“連續(xù)”方式，則只執(zhí)行公用程序和自動(dòng)程序。公用程序如圖10-11所示，當(dāng)Y4復(fù)位（即松緊電磁閥松開(kāi)）、左限位X21和上限位X17接通時(shí)，輔助繼電器M0變?yōu)镺N，表示機(jī)械手在原位。這時(shí)，如果開(kāi)始執(zhí)行用戶(hù)程序（M8002為ON）、系統(tǒng)處于手動(dòng)或回原位狀態(tài)（X0或X1為ON），那么初始步對(duì)應(yīng)的M10被置位，為進(jìn)入單步、單周期、連續(xù)工作方式作好準(zhǔn)備。如果M0為OFF，M10被復(fù)位，系統(tǒng)不能進(jìn)入單步、單周期、連續(xù)工作方

5、式。圖中的指令ZRST（FNC40）是成批復(fù)位的應(yīng)用指令，當(dāng)X0為ON時(shí)，對(duì)M11M18的輔助繼電器復(fù)位，以防止系統(tǒng)從自動(dòng)方式轉(zhuǎn)換到手動(dòng)方式，再返回自動(dòng)方式時(shí)出現(xiàn)兩種不同的活動(dòng)步。手動(dòng)程序如圖10-12所示，用X10X15對(duì)應(yīng)機(jī)械手的上下左右移行和夾鉗松緊的按鈕。按下不同的按鈕，機(jī)械手執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作。在左、右移行的程序中串聯(lián)上限位置開(kāi)關(guān)的動(dòng)合觸點(diǎn)是為了避免機(jī)械手在較低位置移行時(shí)碰撞其它工件。為保證系統(tǒng)安全運(yùn)行，程序之間還進(jìn)行了必要的聯(lián)鎖。如圖10-13所示為回原位程序，在系統(tǒng)處于回原位工作狀態(tài)時(shí)，按下回原位按鈕（X5為ON），M3變?yōu)镺N，機(jī)械手松開(kāi)和上升，當(dāng)升到上限位（X17變?yōu)镺N），機(jī)械

6、手左行，直到移至左限位（X21變?yōu)镺N）才停止，并且M3復(fù)位。自動(dòng)程序如圖10-14所示，系統(tǒng)工作為單步方式時(shí)，X2為ON，其動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開(kāi)，輔助繼電器一般情況下M2 為OFF 。X3、X4都為OFF，“單周期”和“連續(xù)”工作方式被禁止。假設(shè)系統(tǒng)處于初始狀態(tài)，M10為ON,當(dāng)按下起動(dòng)按鈕X6時(shí)，M2變?yōu)镺N,使M11為ON，Y0線(xiàn)圈得電，機(jī)械手下降。放開(kāi)起動(dòng)按鈕后，M2立即變?yōu)镺FF。當(dāng)機(jī)械手下降到下限位時(shí)，與Y0線(xiàn)圈串聯(lián)的X16動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開(kāi)，Y0線(xiàn)圈失電，機(jī)械手停止下降。此時(shí)，M11、X16均為ON，其動(dòng)合觸點(diǎn)接通，再按下起動(dòng)按鈕X6時(shí)，M2又變?yōu)镺N，M12得電并自保持，機(jī)械手進(jìn)入夾緊狀態(tài)，

7、同時(shí)M11也變?yōu)镺FF。在完成某一步的動(dòng)作后，必須按一次起動(dòng)按鈕，系統(tǒng)才能進(jìn)入下一步。如果選擇的是單周期工作方式，此時(shí)X3為ON，X2的動(dòng)斷觸點(diǎn)接通，M2為ON，允許轉(zhuǎn)換。在初始步時(shí)按下起動(dòng)按鈕X6，在M11電路中，因M10、X6、M2的動(dòng)合觸點(diǎn)和M12的動(dòng)斷觸點(diǎn)都接通，所以M11變?yōu)镺N，Y0也變?yōu)镺N，機(jī)械手下降。當(dāng)機(jī)械手碰到下限位開(kāi)關(guān)X16時(shí)停止下降，M12變?yōu)镺N，Y4也變?yōu)镺N，機(jī)械手進(jìn)入夾緊狀態(tài)，經(jīng)過(guò)1.7s后，機(jī)械手夾緊工件開(kāi)始上升。這樣，系統(tǒng)就會(huì)按工序一步一步向前運(yùn)行。當(dāng)機(jī)械手在M18步返回原位時(shí)，X4為OFF，其動(dòng)合觸點(diǎn)斷開(kāi)，此時(shí)不是連續(xù)工作方式，因此機(jī)械手不會(huì)連續(xù)運(yùn)行。系統(tǒng)

8、處于連續(xù)方式時(shí)， X4為ON ，它的動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，在初始步時(shí)按下起動(dòng)按鈕X6，M1得電自保持，選擇連續(xù)工作方式，其它工作過(guò)程與單周期方式相同。按下停止按鈕X7后，M1變?yōu)镺FF，但系統(tǒng)不會(huì)立即停下，在完成當(dāng)前的工作周期后，機(jī)械手最終停在原位。2.3.2 基本指令配合步進(jìn)指令的編程方法運(yùn)用步進(jìn)指令編寫(xiě)機(jī)械手順序控制的程序比用基本指令更容易、更直觀。在機(jī)械手的控制系統(tǒng)中，手動(dòng)和回原位工作方式用基本指令很容易實(shí)現(xiàn)，這里不重復(fù)。只介紹圖10-15所示的順序功能圖，該圖實(shí)現(xiàn)了機(jī)械手的自動(dòng)連續(xù)運(yùn)行。圖中特殊輔助繼電器M8002僅在運(yùn)行開(kāi)始時(shí)接通。S0為初始狀態(tài)，對(duì)應(yīng)回原位的程序。在選定連續(xù)工作方式后，X4

9、為ON，按下回原位按鈕X5，能保證機(jī)械手的初始狀態(tài)在原位。當(dāng)機(jī)械手在原位時(shí)，夾鉗松開(kāi)Y4為OFF，上限位X17、左限位X21都為ON，這時(shí)按下起動(dòng)按鈕X6，狀態(tài)由S0轉(zhuǎn)換到S20，Y0線(xiàn)圈得電，機(jī)械手下降。當(dāng)機(jī)械手碰到下限位開(kāi)關(guān)X16時(shí)，X16變?yōu)镺N，狀態(tài)由S20轉(zhuǎn)換為S21，Y0線(xiàn)圈失電，機(jī)械手停止下降，Y4被置位，夾鉗開(kāi)始夾持，定時(shí)器T0啟動(dòng)，經(jīng)過(guò)后，定時(shí)器的觸頭接通，狀態(tài)由S21轉(zhuǎn)換為S22，機(jī)械手上升。系統(tǒng)如此一步一步按順序運(yùn)行。當(dāng)機(jī)械手返回到原位時(shí)X21變?yōu)镺N，狀態(tài)由S27轉(zhuǎn)換為S0，機(jī)械手自動(dòng)進(jìn)入新的一次運(yùn)行過(guò)程。因此機(jī)械手能自動(dòng)連續(xù)運(yùn)行。從圖10-15所示的順序功能圖中可以看出，每一狀態(tài)繼電器都對(duì)應(yīng)機(jī)械手的一個(gè)工序，只要弄清工序之間的轉(zhuǎn)換條件及轉(zhuǎn)移方向就很容易、很直觀的畫(huà)出順序功能圖。其對(duì)應(yīng)的步進(jìn)指令梯形圖也很容易畫(huà)出。2.3.3 基本指令、初始狀態(tài)指令和步進(jìn)指令配合的編程方法初始狀態(tài)指令順序控制的程序如圖10-16所示。圖（a）為初始化程序，它保證了機(jī)械手必須在原位才能進(jìn)入自動(dòng)工作方式。圖（b）為手動(dòng)方式程序，機(jī)械