机械手的步进控制.docx
机械手的步进控制机械手在自动化生产线和数控加工中心上都应用的非常普遍。机械手的运动控制是一个典型的步进控制，即控制系统按照固定的步骤，一步接着一步地执行，也就是说只有前一个动作完成后才允许后一个动作发生。图1是某搬运机械手的工作示意图，其任务是将传送带A上的物品搬送至传送带B上。该机械手有三个动作：升降运动由液压缸驱动，回转运动由液压马达驱动，手爪的松夹运动由另一液压缸驱动。三个动作的正反向运动均由电磁换向阀来改变液流的方向来控制。传送带A和B均由电动机通过机械装置来驱动。机械手一个动作循环的动作顺序如下：原位一下降一抓紧一上升一正转一下降一松开一上升一反转一原位机械手的每次循环动作均从原位开始。动作的切换除抓紧/松开由压力继电器和时间控制外，机械手的升降和回转运动均由限位开关控制。图1某搬运机械手的工作示意图一、控制要求（1）机械手在原位时，按下启动按钮，系统启动，传送带A运转。当装在传输带A端部的光电开关检测到物品后,传送带A结束。（2）传输带A结束后，机械手开展一次循环动作，把物品从传送带A上搬到连续运转的传送带B上。(3)机械手返回原位后，自动启动传送带A运转，开展下一个循环。(4)按下结束按钮后，待整个循环完成后，机械手返回原位，才能结束工作。二、I/O通道分配表o通道分配三、I/O接线图图2机械手的I/O接线图四、梯形图程序设计机械手的动作控制是一个典型的步进控制，采用状态流程图可以大大简化梯形图的设计。这里先介绍状态流程图的画法。(1)将整个工作过程分为若干个独立的控制功能步，简称步(本例中机械手的工作过程就可以分解成九个独立的步)，它是为完成相应的控制功能而设计的独立的控制程序或程序段。(2)每个独立的步分别用一个方框表示，然后根据动作顺序将各个步用箭头连接起来。(3)在相邻的两个步之间画上一条短横线，表示状态转换条件。当转换条件满足时上一步被封锁，下一步被激活，转向执行新的控制程序，若不满足转换条件，则继续执行上一步的控制程序。(4)在每个步的右侧画上要被执行的控制程序。机械手步进控制的状态流程图如图3所示。步进控制在OMRONC系列机型中采用移位存放器SFT很容易实现，当然不用SFT指令也能实现。图4是用SFT指令来设计的梯形图。机械手原位时，按下启动按钮SBl,与其对应的输入点OooO为0N,使0500为0N,传送带A运转；当光电开关PS检测到有物品后，0007为0N,使0500为OFF,传送带A结束运行。在0500的后沿，MOV指令将#0001送入HRO通道中，使HROOO位为“1”而其余位为“0”，使机械手执行下降的动作。同时，为移位脉冲的产生做好准备。机械手下降到位时，下降限位开关OO03为0N,发出移位脉冲,使HRO(H为“1”，HROoO为“0”(因为1812为常开继电器)，机械手结束下降。此时0503为0N,开始执行抓紧动作。同时，为下一个移位脉冲的产生做准备。机械手抓紧到位时,压力继电器K的动合触点闭合,0006为ON,又发出一个移位脉冲，使HROO2为“1”,HROOl为“0”。此时，0504为0N,机械手紧抓着物品上升。同时，为下一个移位脉冲的产生做准备。机械手上升到位时，上升限位开关OOO2为0N,又发出一个移位脉冲,使HRoO3为“1”,HE002为“0”，使0504为OFF,机械手结束上升。此时0501为0N,机械手执行正转动作。同时，为下一个移位脉冲的产生做准备。械手正转到位时，正转限位开关OOO4为0N,又发出一个移位脉冲，使HR004为“1”,HR003为“0移使0501为OFF,机械手结束正转。此时0505为ON,机械手执行下降动作。同时，为下一个移位脉冲的产生做准备。机械手下降到位时，下降极限开关OoO3为0N,又发出一个移位脉冲,使HRoo5为“1”，HR004为“0”,使0505为OFF,机械手结束下降。此时0503被复位，机械手执行放松动作，并且启动定时器TIMOlo同时，为下一个移位脉冲的产生做准备。在TlMOI的定时时间到时，机械手放松到位，又发出一个移位脉冲，使HRoO6为“1”,HR005为“0移此时,0504为0N,机械手执行上升动作。同时，为下一个移位脉冲的产生做准备。图3状态流程图图4机械手梯形图机械手上升到位时，上升限位开关OO02为0N,又发出一个移位脉冲，使HRoO7为“1”,HR006为“0”,使0504为OFF,机械手结束上升。此时，0502为0N,机械手执行反转动作。同时，为下一个移位脉冲的产生做准备。机械手反转到位时，反转限位开关0005为0N,又发出一个移位脉冲,使HRoO8为“1”，HR007为“0”,使0502为OFF,机械手结束反转。此时，机械手已回到原位，只要在此之前没有按下结束按钮，HROO8再次将0500置位，传送带A重新运行，等待物品检测信号OOO7的到来。同时，为下一个移位脉冲的产生做准备。无论何时按下结束按钮，锁存器1200被置位，使得串接在锁存器0500的置位输入端的1200的动断触点断开，只有在当前循环全部完成后，机械手才能停于原位。机械手的每次循环均是根据光电开关检测到物品后，使传送带A停转，由MoV指令将#0001传送到HROO0,开始循环。
