【歐姆龍PLC應(yīng)用實例】在機(jī)械手控制中的應(yīng)用
發(fā)布于2018-06-25 17:12
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本文以日本OMRON的C系列P型PLC為基礎(chǔ),介紹PLC在機(jī)械手步進(jìn)控制中應(yīng)用,并給出了詳細(xì)的程序設(shè)計過程。該程序已在工業(yè)機(jī)械手中獲得了應(yīng)用,具有穩(wěn)定、可靠的性能,可供同類設(shè)計參考。
一、引言
機(jī)械手是工業(yè)自動控制領(lǐng)域中經(jīng)常遇到的一種控制對象。機(jī)械手可以完成許多工作,如搬物、裝配、切割、噴染等等,應(yīng)用非常廣泛。
應(yīng)用PLC控制機(jī)械手實現(xiàn)各種規(guī)定的工序動作,可以簡化控制線路,節(jié)省成本,提高勞動生產(chǎn)率。

圖1 機(jī)械手搬物示意圖
圖中機(jī)械手的任務(wù)是將傳送帶A上的物品搬運到傳送帶B。為使機(jī)械手動作準(zhǔn)確,在機(jī)械手的極限位置安裝了限位開關(guān)SQ1、SQ2、SQ3、SQ4、SQ5,對機(jī)械手分別進(jìn)行抓緊、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、上升、下降動作的限位,并發(fā)出動作到位的輸入信號。
傳送帶A上裝有光電開關(guān)SP,用于檢測傳送帶A上物品是否到位。機(jī)械手的起、停由圖中的起動按鈕SB1、停止按鈕SB2控制。
傳送帶A、B由電動機(jī)拖動。機(jī)械手的上、下、左、右、抓緊、放松等動作由液壓驅(qū)動,并分別由六個電磁閥來控制。
傳送帶B處于連續(xù)運行狀態(tài),故不需要用PLC控制。
機(jī)械手及傳送帶C 順序動作的要求是:
1) 按下起動按鈕SB1時,機(jī)械手系統(tǒng)工作。首先上升電磁閥通電,手臂上升,至上升限位開關(guān)動作;
2) 左轉(zhuǎn)電磁閥通電,手臂左轉(zhuǎn),至左轉(zhuǎn)限位開關(guān)動作;
3) 下降電磁閥通電,手臂下降,至下降限位開關(guān)動作;
4) 啟動傳送帶A運行,由光電開關(guān)SP檢測傳送帶A上有無物品送來,若檢測到物品,則抓緊電磁閥通電,機(jī)械手抓緊,至抓緊限位開關(guān)動作;
5) 手臂再次上升,至上升限位開關(guān)再次動作;
6) 右轉(zhuǎn)電磁閥通電,手臂右轉(zhuǎn),至右轉(zhuǎn)限位開關(guān)動作;
7) 手臂再次下降,至下降限位開關(guān)再次動作;
8) 放松電磁閥通電,機(jī)械手松開手爪,經(jīng)延時2秒后,完成一次搬運任務(wù),然后重復(fù)循環(huán)以上過程。
9) 按下停止按鈕SB2或斷電時,機(jī)械手停止在現(xiàn)行工步上,重新起動時,機(jī)械手按停止前的動作繼續(xù)工作。
根據(jù)對機(jī)械手的順序動作要求,可以畫出時序圖如圖2所示。由時序圖可作出圖3所示的機(jī)械手動作流程圖。

圖2 機(jī)械手佛那故作布序圖

圖3 機(jī)械手動作流程圖
1、PLC的選型
由于機(jī)械手系統(tǒng)的輸入/輸出接點少,要求電氣控制部分體積小,成本低,并能夠用計算機(jī)對PLC進(jìn)行監(jiān)控和管理,故選用日本OMRON(立石)公司生產(chǎn)的多功能小型C20P主機(jī)。該機(jī)輸入點為12,輸出點為8。
內(nèi)部主要有:136個輔助繼電器、16個特殊功能繼電器、160個保持繼電器、8個暫存繼電器、48個定時/計數(shù)器、64個16位數(shù)據(jù)存貯器。
2、I/O點編號分配
根據(jù)圖3所示的機(jī)械手動作流程圖,可以確定電氣控制系統(tǒng)的I/O點分配,如表1所示。
表1 機(jī)械手控制I/O分配表

根據(jù)圖3流程圖和表1的I/O分配表,可以編制出狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖如圖4所示。

圖4 機(jī)械手狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖
四、編程及程序運行
1、用步進(jìn)指令編程
根據(jù)圖4狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖,編制的步進(jìn)梯形圖程序如圖5所示。

圖5
圖5中,“全部輸出禁止”部分的作用是在停止時禁止全部輸出,使機(jī)械手停止在現(xiàn)行的工步上;重新起動時又能從停止前的工步繼續(xù)動作。
在狀態(tài)由HR010轉(zhuǎn)移至HR000的條件中,增加了保持繼電器的常閉觸點
,其作用是:當(dāng)機(jī)械手工作在某一中間工步時,若
PLC斷電或停止運行,機(jī)械手停止在中間工步上。
PLC復(fù)電或重新投入運行后,由于保持繼電器HR具有狀態(tài)斷電保護(hù)的功能,因此在重新起動時,中有某一個是斷開的,使得HR000不能置位,機(jī)械手只能從停止前被置位的保持繼電器的后續(xù)工步繼續(xù)動作。
2、程序運行
按下起動按鈕SB1,輸入點0000為ON,則作為互鎖條件的輔助繼電器1000為ON,互鎖指令I(lǐng)L接通,IL與ILC之間的線圈正常工作,“全部輸出禁止”解除。若(抓圖1)常閉觸點都為ON,保持繼電器HR000接通,輸出點0503使上升電磁閥得電,手臂上升。
當(dāng)手臂上升到位時,上升限位開關(guān)使輸入點0005閉合,保持繼電器HR001 接通,HR000復(fù)位,輸出點0501使左轉(zhuǎn)電磁閥得電,手臂左轉(zhuǎn)。......以后每當(dāng)一步動作到位,限位條件滿足時,狀態(tài)轉(zhuǎn)移,進(jìn)行下一工步動作。當(dāng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移到HR008為ON時,輸出點0506使放松電磁閥得電,機(jī)械手放松,同時定時器TIM00計時。當(dāng)計時2秒到,狀態(tài)又轉(zhuǎn)移到HR000,程序又重新從工步開始循環(huán)。
停止時,按下停止按鈕SB2,0001斷開,輔助繼電器1000為OFF,互鎖指令斷開,全部輸出被禁止,但各保持繼電器的狀態(tài)是斷電保護(hù)的,機(jī)械手停在現(xiàn)行的工步上。當(dāng)重新按起動按鈕時,互鎖指令接通,停止前的輸出被恢復(fù),機(jī)械手繼續(xù)在停止前某保持繼電器為ON的工步動作。
五、結(jié)束語
本文介紹了日本OMRON公司生產(chǎn)的C系列P型小型多功能PLC在機(jī)械手步進(jìn)控制中的設(shè)計應(yīng)用。說明了機(jī)械手的動作原理,設(shè)計要求,程序設(shè)計方法。本文介紹的程序已在實際生產(chǎn)中獲得了成功的應(yīng)用。
作者:叨小叨
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