一種搬運機(jī)械手的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計

甄彩霞　董天文

摘 要：本文介紹了一種搬運機(jī)械手，利用西門子PLC實現(xiàn)搬運機(jī)械手自動搬運的設(shè)計和實現(xiàn)方案。

關(guān)鍵詞：搬運；機(jī)械手；PLC

中圖分類號：TH122 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

機(jī)械手在機(jī)械制造業(yè)中應(yīng)用比較多，在搬運貨物、運送材料、傳送產(chǎn)品等方面應(yīng)用非常廣泛。它能依照設(shè)計的作業(yè)程序完成規(guī)定的操作。本文主要介紹了一種搬運機(jī)械手，該機(jī)械手能對生產(chǎn)線上的產(chǎn)品實現(xiàn)自動分揀、自動搬運和自動循環(huán)工作，通過西門子PLC實現(xiàn)對機(jī)械手的控制，滿足生產(chǎn)線的要求，并且控制方便，能提高生產(chǎn)效率、提高自動化程度，減輕操作人員負(fù)擔(dān)，提高系統(tǒng)的可靠性。

1 設(shè)計要求

該機(jī)械手共有5個工作位置A1至A5，由A1啟動后，先下行到傳送帶所在的A2處進(jìn)行等待，當(dāng)收到傳感器發(fā)出的信號“傳送帶上有產(chǎn)品”時，開始夾持該產(chǎn)品，等2秒鐘抓緊后開始向上運行，上升到A1處后發(fā)出檢測命令，然后等待檢測結(jié)果?？刂屏鞒淌疽馊鐖D1所示。

根據(jù)不同的檢測結(jié)果，分別進(jìn)行不同的操作：

（1）如果收到“經(jīng)檢驗該產(chǎn)品不合格”信號，則運動到A3處，把不合格的產(chǎn)品放該處的傳送帶上，等待2s以確保機(jī)械手充分放開，然后回到A1處，進(jìn)入下一周期的循環(huán)。

（2）如果收到“經(jīng)檢驗該產(chǎn)品合格”信號，則運動到A4處，再運動到A5處，把合格產(chǎn)品放到該處的另一個傳送帶上，然后向上返回到A4處，再返回到A1處，開始下一周期的循環(huán)。

（3）當(dāng)按動控制面板上的停止按鍵時，要求機(jī)械手必須馬上停下來。如果機(jī)械手在A1處時收到“停止”命令，應(yīng)該停止，只有按“啟動”鍵才能重新開始工作；如果機(jī)械手在A1以外的其它位置收到“停止”命令，暫停，不按停止鍵時，應(yīng)繼續(xù)工作。

2 PLC選型

SIMATICS7-200PLC具有強(qiáng)大的性能，結(jié)構(gòu)緊湊，數(shù)據(jù)存儲器容量大，操作順序和過程控制快速，具有高的質(zhì)量、效率和安全性。根據(jù)控制要求，選用西門子S7-200系列的PLC，主機(jī)規(guī)格為CPU226，24入/16出。輸入電壓AC220V，輸出電壓DC24V。采用基本RS-485串行通信的網(wǎng)絡(luò)控制方案，即每一個工作單元由一臺PLC承擔(dān)其控制任務(wù)，各PLC之間通過RS-485串行通信實現(xiàn)互連的分布式控制方式，組建一個小型的PLC網(wǎng)絡(luò)。通過PLC網(wǎng)絡(luò)可以實現(xiàn)整個自動生產(chǎn)線的機(jī)械手控制，以提高生產(chǎn)效率和自動化程度。

3 I/O分配表

根據(jù)上述控制要求，以及控制功能等綜合要求，可知PLC需要以下輸出端：控制機(jī)械手上行、下行、左行、右行4個輸出端，控制機(jī)械手抓住、放開2個輸出端，發(fā)出檢驗命令的輸出端，共計7個輸出端子。PLC的輸入端：6個限位開關(guān)：A0＼A1＼A2＼A3＼A4＼A55處，合格和不合格各1個輸入端，檢測帶上檢測到有產(chǎn)品1個輸入端，停止和啟動開關(guān)2個輸入端，共計需11個輸入端。所以選擇使用主機(jī)規(guī)格為CPU26的S7-200系列的PLC，24點輸入，16點輸出，滿足使用需求。I/O分配表中，A1上行處有一限位開關(guān)為A0。

4 PLC控制程序

根據(jù)控制要求，設(shè)計本程序，如圖2所示。本程序采用順序控制繼電器編制控制程序，將復(fù)雜的工作流程進(jìn)行分解，對各個工步進(jìn)行編程，程序簡潔、規(guī)范，可讀性好，易于理解。

本程序設(shè)計按著順序控制執(zhí)行。按下啟動鍵，機(jī)械手開始工作，從A1出開始下行，到A2處，檢測到有產(chǎn)品，發(fā)出抓住命令，抓緊，機(jī)械手上行到A0處，發(fā)出檢驗命令，是否合格。如果合格，機(jī)械手右行到A4處，然后下行到A5處，發(fā)出松手命令，松開，機(jī)械手上行到A4處，然后左行到A1處，重新開始下一循環(huán)過程。如果檢測不合格，機(jī)械手則左行到A3處，發(fā)出松手命令，松開，機(jī)械手右行到A1處，然后重新開始下一循環(huán)過程。

結(jié)語

工業(yè)機(jī)械手是一種生產(chǎn)和服務(wù)性設(shè)備，在工業(yè)及非產(chǎn)業(yè)界十分重要，在先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域也是不可缺少的自動化設(shè)備。機(jī)械手的設(shè)計和制造涉及到很多方面的專業(yè)知識，而其中，應(yīng)用PLC設(shè)計其控制系統(tǒng)，已經(jīng)成為工業(yè)自動化發(fā)展的必然趨勢。應(yīng)用PLC實現(xiàn)對機(jī)械手的控制，系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)簡單，造價低，應(yīng)用方便，具有十分重要的意義。

參考文獻(xiàn)

[1]唐順梅.搬運機(jī)械手的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計[J].科技風(fēng)，2014（20）：20-20.