机械手工件传送的PLC控制设计

项目提出

目前，工业自动化控制已经成为现代企业的重要支柱。无人车间、无人仓储、无人生产流水线等已随处可见，机械手控制技术也越来越重要。在工业自动化控制中，一些有害、繁重和重复性强的工作都可以由机械手来完成。

图2.3.1　机械手示意图

机械手的动作过程如图2.3.1 所示。从原点开始，按下启动按钮时，机械手下降。下降到底时，碰到下限位开关，下降停止同时接通夹紧电磁阀，机械手夹紧。夹紧后，机械手上升。上升到顶时，碰到上位开关，上升停止；同时机械手右移。右移到位时，碰到右限位开关，右移停止。若此时右工作台上无工件，则光电开关接通，机械手下降。下降到底时，碰到下限位开关，下降停止；机械手放松，放松后，机械手上升，上升到顶时，碰到上限位开关，上升停止，机械手左移。左移到原位。

项目分析

机械手控制要求如下。

（1）机械手处于原点，状态为：手爪放松、上升、左摆状态。若机械手不在原点位置，系统不能开始工作，需手动复位机械手。

（2）机械手运行过程中，考虑到安全规范，按下列步骤进行动作：手臂下降→手爪将位置甲处的货物夹紧，夹紧6 s 后，手臂上升→转动至右侧极限位置→手臂下降→手爪放松，将货物放到位置乙处，机械手放下夹持的工件5 s 后，自行回到初始位置。

（3）按下停止按钮后，机械手完成此次货物搬运并停于初始位置。考虑到机械手运行过程中的突发情况，特设定一急停按钮。在任何情况下拍下急停按钮，则机械手停止动作。

根据分析控制要求，该系统属于典型的状态控制，可利用三菱PLC 的步进控制来设计。通过本项目的学习达成以下目标：(www.xing528.com)

（1）掌握PLC 的通信形式及电路连接。

（2）掌握PLC 控制机械手系统设计的步骤和方法。

（3）能根据控制要求设计系统软件和硬件电路，绘制PLC 控制系统的电路原理图。

（4）能安装调试PLC 系统电路。

（5）能根据可编程控制器面板指示灯，借助编程软件、仪器仪表分析可编程控制系统的故障范围。

（6）能排除可编程控制系统中开关、传感器、执行机构等外围设备电气故障。

（7）培养学生的探究精神，以及学习、交流沟通和团队协作能力，养成实训室5S 管理的职业素养和工作责任感。

项目实施