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F M S 系 统 中 上 料 机 械 手 的 P L C 控 制 口雷登峰 口李祥阳 1 ． 两安航空学 院 电气T程系西安7 1 0 0 7 7 2 ． 两安航空学院 军T装备研究所两安7 1 0 0 7 7 摘 要 F MS系统 中的上料机械 手是 通过 P L C控制程序 来实现 自动控制的 ， 因此 ， 其 P L C程序 的设计 尤为重要 。首 先介 绍了 F MS系统 中上料机械手 ． 进 而编 写了 P L C控制程序 ， 经验证达到 了预期效果。 关键 词 F MS 机 械 手P L C控 制 中图分类号 T H1 6 5 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 0 4 9 9 8 f 2 0 1 3 0 1 0 0 4 4 0 2 1 F MS系统 中上料机械手 存 F MS F l e x i b l e Ma n u f a e t u r e S y s t e m系 统 中 ，卜 料 机 械 手 的 主 要 功 能 是 根 据 不 同 的 控 制 要 求 从 料 槽 中 抓 取 装 配 主 体 送 入 数 控 铣 床 单 元 或 将 铣 床 单 元 加 T 后 的 产 品 转 送 下 一 个 单 元 上 料 机 械 手 的 主 体 结 构 由扬 臂 同 步 带 传 动 机 构 、 旋 转 行 星 齿 轮 传 动 机 构 、 水 平 移 动 支 架 及 其 齿 轮 齿 条 传 动 机 构 、托 盘 直 线 传 送 单 元 、托 盘 转 向 从 动 单 元 、 轨 道 等 组 成 ． 如 图 1所 示 2 上 料 机 械 手 控 制 部 分的硬件 上 料 机 械 手 控 制 部 分 的 硬 件 南 检 测 元 件 、 执 行 机 构 、 控 制 元 件 组 成 。其 中 ． 检 测 元 件 即 传 感 器 部 分 ． 它 们 的 输 出 作 为 P L C 的 输 入 信 号 执 行 机 构 的 作 用 是 完 成 具 体 的 机 械 动 作 [5 ] 上 料 机 械 手 的 检 测 元 件 、执 行 机 构 、 控 制 元 件 一 览 表 见 表1 3 上 料 机 械 手 控 制 部 分 的 l／ O 编 号 分 配 表 上料 单 元控 制 板上 PLC 的 I ／ o 编 号 设 置 见 表 2上 料 机 械 手 的 P L C 控 制 收稿 日期 2 0 1 2年 7月 201 3 ／1 程 序 流 程 如 图 2所 示 。 4调 试 、 验 证 调 试 时 用 开 关 模 拟 机 械 手 的 状 态 信 号 ．按 机 械 手 的 动 作 控 制 模 拟 输 入 ．观 察 输 入 接 【 __l 板 的 状 态 指 示 和 表 1 检测元件 、 执行机构、 控制元件一览表 类别 序号 编号 名称 功能 安装位 置 1 S Q1 微动开关 确定扬臂下行位置 两支撑侧板顶部型材 2 S Q 2 微动开关 确定扬臂上行位置 两支撑侧 板顶部 型材 3 S Q 3 微动开关 确定扬臂顺转位置 网盘 4 S Q 4 微动开关 确定扬臂 9 0 o 旋转位置 圆柱 检 5 S Q 5 微动开关 确定扬臂逆转位置 圆盘 测 6 S Q 6 微动开关 确定扬臂左行位置f 铣床方向 圆盘左面支撑型材 兀 件 7 S Q 7 微动开关 确定扬臂 右行位置 【l 料方向 网盘右面 支撑型材 8 S Q 8 微动开关 件吸持检测 电磁铁上 9 S l 磁性接近开关 确定气缸初始位置 气缸 l O S 2 磁性接近开关 确定气缸伸 出位置 气缸 l l S 3 光 电传感器 检测工件槽_ | 件 工件槽侧面 l M5 直流 电机 驱动扬臂旋转 圆盘 2 M4 步进 电机 驱动扬臂升 降 两支撑侧板中间 3 Ml 直流电机 驱动上料单元行进 滑轨 支撑板 执 4 M2 自流 电机 驱动直线 I 传送带 直线单元 行 5 M3 直流 电机 驱动直线 I I 传送带 升降梯旁 直线单元 机 构 6 YM 直流电磁 吸铁 控制扬臂电磁铁 Ⅱ发放工件 扬臂 等 7 C 直动气缸 驱动扬臂顶端 电磁铁升降 扬臂 8 HL 工作指示灯 礁示工作状 态 两支撑侧板顶部型材 9 HA 1 蜂鸣器 事故报警 控制板 1 O H A2 蜂鸣器 事故报警 控制板 控 1 K M1 继 电器 扬臂左行控制 直线 单元 内侧 制 2 K M2 继 电器 扬臂右行控 制 直线 单元 内侧 兀 件 3 K M3 继电器 控制二同步电机选择 切换 直线单元 内侧 等 d y 电磁阀 直动气缸伸缩控制 两支撑侧板 中间 机械制造 5 1 卷 第 5 8 1 期 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 致 ． 完 全 能 达 到 实 际 应 用 的 目 的 。 输 出 接 口板 的 继 电 器 动 作 情 况 ． 当 功 能 与 机 械 手 的 控 制 要 求 吻 合 时 ． 再 实 际 连 接 机 械 手 的 输 入 和 输 出 信 号 程 序 设 计 上 ． 对 电 机 的 顺 时 行 转 和 逆 时 行 转 要 进 行 互 锁 ． 以 免 短 路 电 源 经 调 试 、 验 证 ． 由 P L C对 机 械 手 进 行 控 制 的 结 果 与 事 先 预 期的 情 况 一 初始状态 矗 ’_ 一 I Y 左行电机 Q O ． 2 行检测 1 0 ． 7 二≥ Y 停止左行 电机 QO ． 2 输 出气缸电磁阀 OO ． 6 直流 电磁 吸铁 Q d7 ； 并延时 3 s 3 “ 3 8 3 s 后 ， 停止气缸 Q O ．6 I o 5 I I 1 ． 、 吸件检测 ＼／ Y 右行电机 Q o ．3 测 面 、 ’ _．一 I V 停止右行电机 Q O ．3 ； 输 出升降电机 脉冲 00 ． 1 步进切换 Q1 ． 4 f 蚕测 、、 ，一 I Y 停止升降电机 O1 ．0 停止步进切换 O1 ．4 顺转电机脉冲 b 0 ．O 转检测 I O _ 2 ≥ 停止顺转电机 OO ．o 输 出气缸 Q O ． 6 I O 缸降检测 ～1 ≥ ．_， I Y 一， 2 s 后 ， 停止气缸 Q0 ．6 缸干检测 I O ． 5 ≥二 二 、、 、、， ， I Y 延 时 2 s O 输出顺 _T 4 转电机脉 冲、 方向 Q o ．0 、 Q o ． 4 I O 3 转检测 ． ≥ 、 ． -一 l Y 争止逆转 电机脉 冲 方 向 Q O ． O 、 Q O ．4 下行 电机 脉冲 、 方 向 Q O ． 1 、 Q o ． 5 、 步进切换 Q1 ．4 、 ，， 一 l Y 停止下行电机脉冲 、 方 向 Q 0 ． 1 、 Q O ．5 、 步进切换 Q1 ．4 ▲图 2上料机 械手的 P L C控制程序流程 图 机械制造 5 1 卷 第 5 8 1 期 表 2 上料单元 I ／ O 分配表 形式 序号 名称 P L C地址 编号 地址设置 1 扬臂下行 检测 复位 1 0 ．0 S Q1 E M2 7 7 总 2 扬 臂上行 检测 1 0 ． 1 S Q 2 线模块设 置 3 顺转检测 1 0 ．2 S Q 3 的站 号 为 1 4 逆转检测 f 复位 1 0 - 3 S Q 4 1 O与 总 站 5 工件检测 I O ． 4 S 3 通 信 地 址 6 气缸升检测 f 复位 I O ．5 S l 为 l 6 ～ l 7 7 气缸 降检测 I O ．6 S 2 输 8 左 行检测 铣床方 向 1 0 ． 7 S Q 6 人 9 右行检测 下料方 向 I 1 ．0 S Q 7 1 0 工件 吸持检测 I 1 ． 1 S Q 8 1 1 9 0 旋转检测 I 1 ． 2 S Q 4 1 2 手动／ 自动按钮 I 2 ． 0 S A 1 3 启动按钮 I 2 ． 1 S B 1 1 4 停止按钮 I 2 ． 2 S B 2 1 5 急停按钮 I 2 -3 S B 3 1 6 复位按钮 I 2 ． 4 S B 4 1 顺 时针转动 f 至位 Q O ．0 M5 1 P 2 上行 电机 至位 Q 0 ． i M4 P 3 左行 电机 至位 Q o ．2 KM1 4 右行 电机 复位 1 Q o ．3 KM2 5 逆 时针旋转 复位 Q o ．4 M5 P D 6 下行 电机 复位 Q O ．5 M4 1 P D 输 7 气缸 电磁 阀 Q O ．6 Y V 出 8 直流 电磁吸铁 Q O ．7 YM 9 工作指不灯 Q1 ．0 M2 i 0 直线 I电机 QI ． 1 M3 1 1 直线 Ⅱ电机 Q1 ． 2 K M3 1 2 步进 电机切换继 电器 QI ．4 1 3 蜂鸣器报警 QI ．6 1 4 蜂鸣器报警 Q1 ． 7 发 出地址 V 2 ． 0 一V 3 ．7 2 0 0 P L C - - 3 O O P L C 接收地址 V O ． O - - - V1 ．7 2 0 0 P L O- - 3 O O P L C ， 参 考 文 献 张 明峰． P L C入门与实战 『 M] ． 北京 北京航空航天大学 出 版社 ． 2 0 0 4 ． 袁 森 ． 肖军 ． 罗 卫东 ． 基于 P L C的机 械手 控制 系统 设计 [ J ] ． 煤矿机械 ， 2 0 0 9 ， 3 0 5 ． 孙兵 ．赵斌 ，施永辉． 基 于 P L C的机械手混合驱动控制 [ J ] ． 液压与驱动 ， 2 0 0 5 3 3 7 3 9 ． 郭 琼． 开发适 用 自动化 教学 的 P L C机 械 『 J ] ． 机 电信息 ， 2 0 0 9 3 0 4 7 ． 王月芹 ． 基于 P L C机械手控制 系统设计与实现 『 J ] ． 机 电 产 品开发与创新 ． 2 0 1 1 5 1 1 4 9 1 5 0 ． 史 映红 ． 周 志海． 西 门子 S 7 2 0 0 P L C在机 械手 中控 制 的 应用研究 [ J ] ． 煤 矿机械， 2 0 1 0 ， 3 1 1 2 ． △ 编 辑 小 前 2 01 3／1 1 1j 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m