搬运智能手PLC控制系统1.前言随着工业自动化的普及和发展，控制器的需求量逐年增大，搬运智能机械手的应用也逐渐普及，主要在汽车，电子，机械加工、食品、医药等领域的生产流水线或货物装卸调运, 可以更好地节约能源和提高运输设备或产品的效率，以降低其他搬运方式的限制和不足，满足现代经济发展的要求本机械手的机械结构主要包括由两个电磁阀控制的液压钢机械手的上升下降运动及夹紧工件的动作，两个转速不同的电动机分别通过两线圈控制电动机的正反转，从而实现小车的快进、慢进、快退、慢运动运动；其动作转换靠设置在各个不同部位的行程开关(SQ1---SQ9)产生的通断信号传输到PLC控制器，通过PLC内部程序输出不同的信号，从而驱动外部线圈来控制电动机或电磁阀产生不同的动作，可实现机械手的精确定位；其动作过程包括：下降、夹紧、上升、慢进、快进、慢进、延时、下降、放松、上升、慢退快退、慢退；其操作方式包括：回原位、手动、单步、单周期、连续；来满足 机械手在自动化生产线上具有广泛的用途,它可以用来搬运货物、运送材料、传送工件等本文主要介绍PLC在气缸生产线组装单元机械手中的应用该机械手PLC控制气缸驱动,其任务是把组成气缸的各件,如缸体、活塞、弹簧、缸盖分别送到组装工位,经组装后再把成品送到分检工位分检。
该生产线原采用5个自由度、步进电机驱动的机器人来完成此工作但该机器人控制复杂、价钱昂贵、运行速度较慢改用由PLC控制的气动机械手来代替,经试验满足生产线对该部件的要求,并且控制方便、结构简单、价格便宜、可靠性高 机械手是一种能模拟人的手臂的部分动作，按预定的程序、轨迹及其它要求，实现抓取、搬运工件或操纵工具的自动化装置；而可编程控制器（ＰＬＣ）由于其具有的高可靠性、编程方便、易于使用和修改，易于扩展和维护，环境要求低、体积小巧，安装调试方便，在工业控制中有着广泛的应用 气动机械手具有结构简单、造价较低、维护方便、速度快等特点本系统就是通过应用西门子S7-200系列PLC控制气动机械手的运行，使机械手工作在手动、单周期、单步、连续和返回原点五种工作状态，并利用三维力控的监控系统对其工作过程监控 参考文献 陆一心主编.液压与气动技术. 北京：化学工业出版社，2004高钦和编著．可编程逻辑控制器应用技术与设计实例．北京：人民邮电出版社，2004.7西门子公司.SIMATIC S7-200可变程序控制器系统手册.2000.11王宏文主编．自动化专业英语．北京：机械工业出版社，2000.5吴中俊，黄永红主编．可编程逻辑控制器原理及应用．北京：机械工业出版社，2004.4李久胜，马洪飞，陈宏钧等编.电气自动化专业英语．哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社2004.6 关键词 YL-235 PLC左移指令 机械手1 YL-235型光机电一体化装置机械手 亚龙YL-235型光机电一体化实训考核装置的各种机械采用电控气阀一气缸驱动，物料采用电机一传送机构(或传送带)输送。
检测采用磁性开关、光电开关、接近开关、行程开关等工业上常用的传感器控制采用PLC和交流变频器以及配套的电气控制系统机械手搬运机构的实物图如图1所示 整个搬运机构能完成4个自由度动作:手臂伸缩、手臂旋转、手爪上下、手爪紧松手爪提升气缸:提升气缸采用双向电控气阀控制，气缸伸出或缩回可任意定位;双杆气缸:机械手臂伸出、缩回，由双向电控气阀控制;旋转气缸:机械手臂的正反转，由双向电控气阀控制;磁性传感器:检测手爪提升气缸处于伸出或缩回位置;手爪:抓取物料由单向电控气阀控制，当单向电控气阀得电，手爪夹紧时磁性传感器有信号输出，单向电控气阀断电，手爪松开;接近传感器:机械手臂正转和反转到位后，接近传感器信号输出;缓冲器:旋转气缸高速正转或反转到位时，起缓冲减速作用 目录 设计任务书...............................................................1 一 PLC的特点............................................................2二 机械手的控制要求.....................................................3三 机械手的的操作功能...................................................4四 设计要求.............................................................5 4.1、整体设计.............................................................6五 控制对象介绍.........................................................75.1 控制原理.............................................................85.2 机械手系统过程示意图.................................................9 5.3 开关量输入/输出模块的选择...........................................105.3 开关的选择..........................................................11 六 控制要求.............................................................126.1 PLC的特点............................................................136.2 PLC的结构和工作原理..................................................14 1.1plC可编程序控制器：文档 1PLC英文全称Programmable Logic Controller ,中文全可编程逻辑控制器，定义是:一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。
它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算,顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程—PLC的发展历程 在工业生产过程中，大量的开关量顺序控制，它按照逻辑条件进行顺序动作，并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及大量离散量的数据采集传统上，这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的1968年美国GM（通用汽车）公司提出取代继电气控制装置的要求，第二年，美国数字公司研制出了基于集成电路和电子技术的控制装置，首次采用程序化的手段应用于电气控制，这就是第一代可编程序控制器，称Programmable Controller（PC） 个人计算机（简称PC）发展起来后，为了方便，也为了反映可编程控制器的功能特点，可编程序控制器定名为Programmable Logic Controller（PLC），现在，仍常常将PLC简称PC PLC的定义有许多种国际电工委员会（IEC）对PLC的定义是：可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计它采用可编程序的存贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的、模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。
可编程序控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计 上世纪80年代至90年代中期，是PLC发展最快的时期，年增长率一直保持为30~40%在这时期，PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高，PLC逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统 PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点PLC在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位，在可预见的将来，是无法取代的 2.1、PLC的构成 从结构上分，PLC分为固定式和组合式（模块式）两种固定式PLC包括CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置 CPU主要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构成，2 系统工作概述 （2）控制方案2.1控制要求 系统装置机械手搬运机构有如下控制要求: (1)设备在正常初始状态下，按启动按扭后，送料电机驱动放料盘旋转，将物料从储料盘中送出。
光电传感器检测到物料到达，送料电机停止转动，机械手臂伸出到位后，手爪下降抓物，然后手爪提升，手臂缩回，手臂向右旋转到右限位，手臂伸出，手爪下降将物料放到进料口，最后机械手返回原位重新开始下一个流程 (2)设备的初始状态为储料盘中有物料机械手在左限位置，手爪提升气缸、旋转气缸、双杆气缸的活塞杆缩回，手指处于松开状态，送料电机停止 (3)若突发故障需要进行急停，可按下急停按钮松开急停按钮，设备继续执行原流程 (4)按下停止按钮，机械手无论在一个流程的什么位置，都必须完成该流程，设备才能停止2. 2硬件配置 控制系统采用松下PLC作为控制器，通过用户程序实现对机械手搬运机构的逻辑控制，可靠实现机械手的启、停和各种动作PLC全部采用开关量控制，输人量包括启动、停止、送物料出、手爪夹紧点、手爪提升、手爪下降、手臂伸出、手臂缩回、手臂左转、手臂右转、紧急停止，共12点;输出量包括料盘电机、手爪夹紧、手抓松开、手抓下降、手抓提升、手臂伸出、手臂缩回、手臂左转、手臂右转，共9点根据点数选用松下FP X 30R, L60R完全能够满足要求 本系统的机械手部分由底盘、立杆、手臂、手组成，其中底盘由一个步进电机驱动，可顺逆时针旋转;立杆由一个步进电机驱动，可上下移动;手臂由一个步进电机驱动，可前后伸缩;手由气泵控制，可抓紧和放松。
在相应位置都有位置检测信号用于定位 (1) 出货过程 从复位位置启动,根据要求到相应出货。