机械手PLC控制
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一、要求机械手的PLC控制1.设备基本动作:机械手的动作过程分为顺序的8个工步:既从原位开始经下降、夹紧、上升、右移、下降、放松、上升、左移8个动作后完成一个循环(周期)回到原位。
并且只有当右工作台上无工件时,机械手才能从右上位下降,否则,在右上位等待。
2.控制程序可实现手动、自动两种操作方式;自动又分为单工步、单周期、连续三种工作方式。
3.设计既有自动方式也有手动方式满足上述要求的梯形图和相应的语句表。
4. 在实验室实验台上运行该程序。
二参考1. “PLC电气控制技术——CPM1A系列和S7-200”书中212页“8.1.3机械手的控制”2. “机床电气控制”第三版王炳实主编书中156页“三、机械手控制的程序设计”。
3.“可编程控制器原理及应用”宫淑贞徐世许编著人民邮电出版社书中P168—P175例4.6。
其中工作方式时手动、自动(单步)、单周期、连续;还有自动工作方式下的误操作禁止程序段(安全可靠)。
注解:“PLC电气控制技术——CPM1A系列和S7-200”书中212页“8.1.3机械手的控制”例中只有手动和自动(连续)两种操作模式,使用顺序控制法编程。
PLC 机型选用CPM2A-40型,其内部继电器区和指令与CPM1A系列的CPM有所不同。
“机床电气控制”第三版王炳实主编书中156页“三、机械手控制的程序设计”。
本例中的程序是用三菱公司的F1系列的PLC指令编制。
有手动、自动(单工步、单周期、连续)操作方式。
手动方式与自动方式分开编程。
参考其编程思想。
“可编程控制器原理及应用”宫淑贞徐世许编著人民邮电出版社书中P168—P175例4.6。
其中工作方式有手动、自动(单步)、单周期、连续;还有自动工作方式下的误操作禁止程序段(安全可靠)。
用CPM1A编程。
这里“误操作禁止”是指当自动(单工步、单周期、连续)工作方式时,按一次操作按钮自动运行方式开始,此后再按操作按钮属于错误操作,程序对错误操作不予响应。
PLC在机械手控制系统中的应用PLC在机械手控制系统中的应用机械手是通过电气信号控制系统,以柔性、快速、精准的方式实现物品的抓取、移动和放置等动作的高科技装备。
机械手控制系统是机械手的核心部件,也是机械手实现智能化、自动化生产的基础。
PLC(可编程控制器)是应用最为广泛的控制器之一,它在机械手控制系统中起着至关重要的作用。
本文将介绍PLC在机械手控制系统中的应用。
一、PLC的基本原理PLC是一种可编程的数字电子控制器,它具有灵活性、可靠性、可扩展性、可编程性等特点。
PLC的核心是CPU(中央处理器),其功能主要包括信号采集、信号处理、运算、控制输出等。
PLC将实现控制的程序经过编程装载到内部存储器中,通过读写操作,将输入信号经过处理和比较后产生输出信号,实现对机械手的控制。
二、PLC在机械手控制系统中的应用1.控制机械手的运动机械手的运动包括关节运动和连杆运动,这些运动是由电机驱动的。
PLC可以根据机械手的设计规格,编写相应的运动控制程序,实时监测机械手各个关节的运动位置、速度和加速度等参数,并在需要的时候改变机械手的运动速度和位置,从而控制机械手的运动轨迹和抓取动作。
2.检测机械手与工件的距离和力度机械手与工件之间的物理接触是实现抓取、移动和放置的重要环节。
因此,PLC在机械手控制系统中的另一个应用是检测机械手与工件之间的距离和力度。
PLC可以通过搭载各种传感器来实现对机械手与工件之间的距离感知和力度监测,这些传感器包括接近开关、压力传感器、负载传感器、激光测距仪等。
3.控制机械手的柔顺性和定位精度机械手的工作环境往往比较复杂,需要具有一定的柔顺性和定位精度。
PLC可以通过编写自适应控制算法,在机械手的运动过程中实现柔顺性和定位精度的控制,从而保证机械手在不稳定的环境下的正常运行。
4.采集和处理数据机械手的控制系统中,常常需要采集和处理大量的电气信号和工艺数据,以便进行控制和优化。
PLC具有强大的数据采集和处理能力,能够实时采集、传输各种类型的数据信号,通过编程实现对数据的处理和分析,实现对机械手控制系统的优化和智能化。
简易机械手PLC控制简介在制造业中,机械手是一种关键的工业自动化设备,用于处理和搬运物品。
机械手的控制非常重要,它决定了机械手的精度和效率。
PLC (可编程逻辑控制器)是一种常用的控制设备,它可以编程来控制机械手的运动和动作。
本文将介绍如何使用PLC控制一个简易机械手的运动。
所需硬件和软件•一台简易机械手•一个PLC设备•一个用于编程的PLC软件步骤步骤一:连接PLC设备和机械手首先,将PLC设备连接到机械手控制器上。
确保连接正确,以便PLC能够发送指令给机械手控制器。
步骤二:安装PLC软件并编程在电脑上安装PLC软件,并启动软件。
创建一个新的项目,并选择适当的PLC类型和通信配置。
然后,开始编程。
步骤三:设置输入输出(IO)点在PLC软件中,设置适当的输入输出(IO)点,以接受和发送信号。
例如,设置一个输入点来接收机械手的位置信号,以便PLC可以确定机械手的当前位置。
同时,设置一个输出点来发送控制信号给机械手,以控制它的动作。
步骤四:编写程序逻辑使用PLC软件编写机械手的控制程序。
根据机械手的需求,编写逻辑来控制机械手的运动和动作。
例如,如果机械手需要抓取一个物体并将其放置到另一个位置,那么编程逻辑应该包括机械手的移动和抓取指令。
确保编写的逻辑合理且有效。
步骤五:测试和调试在PLC软件中,模拟机械手的动作并进行测试。
确保PLC能够正确地控制机械手的运动。
如果发现错误或问题,进行调试并修正程序逻辑。
步骤六:上传程序到PLC当测试和调试完成后,将编写的程序上传到PLC设备中。
确保上传的程序可以在PLC上正确运行。
步骤七:运行机械手一切准备就绪后,运行机械手。
PLC将根据编写的逻辑控制机械手的运动和动作。
结论使用PLC控制机械手是一种常见的工业自动化方法。
通过编写合理的程序逻辑,PLC可以控制机械手的运动和动作,提高生产效率和精度。
希望本文能够帮助读者了解如何使用PLC控制简易机械手。
基于PLC的机械手控制设计机械手是由一组等效于人类手臂和手腕的机器人装置组成的机器人系统。
机械手广泛应用于生产线上的自动化生产中,能够执行各种任务,如抓取、搬运、装配和检测等。
在机械手系统中,控制系统是至关重要的组成部分,其中PLC控制系统是目前最常用的方案之一。
本文将介绍基于PLC的机械手控制设计方案,包括系统组成、工作原理、控制流程和注意事项等方面。
一、系统组成基于PLC的机械手控制系统包括以下几个组成部分:1. 机械手:包括机械臂、手腕、手指等组成部分,能够完成各种任务的工作。
2. 传感器:用于检测机械手的位置、速度、力量等参数,从而实现机械手的精确控制。
3. PLC:将传感器检测到的信号转换为数字控制量,控制机械手的移动和操作。
4. 电机驱动器:根据PLC信号控制电机的启停、速度和转动方向等。
5. 电源和通信线:为系统提供能量和通信所需的线路。
二、工作原理1. 将任务输入PLC系统:首先,将需要完成的任务输入PLC控制系统,如要求机械手从A点移动到B点,然后从B点抓取物品,最终将物品运输到C点等。
2. PLC分析任务并发出指令:PLC会根据输入的任务信息,分析机械手的当前位置和运动状态,并给出相应的指令,控制机械手的行动。
3. 传感器感知机械手状态变化:在机械手移动过程中,传感器会感知机械手的位置、速度和力量等参数,并反馈给PLC系统。
4. PLC根据传感器反馈调整控制策略:PLC会根据传感器反馈的信息,调整机械手的控制策略,保证机械手能够准确地完成任务。
5. 电机驱动器控制电机运动:PLC通过控制电机驱动器对电机进行启停、转速和转向等操作,从而控制机械手的移动和抓取等操作。
6. 任务完成反馈:当任务完成后,PLC会发出相应的反馈信息,以说明任务已经顺利完成。
三、控制流程1. 确定任务:首先需要确定需要机械手完成的任务,并将任务信息输入PLC系统。
2. 置初值:设置机械手的起始位置和状态,并将其作为控制的初始状态。
基于PLC控制的机械手设计引言PLC(可编程逻辑控制器)是一种被广泛应用于工业自动化系统的控制器。
它以可编程的方式控制工业过程中的各种设备和机械。
机械手是一种常见的自动化设备,广泛应用于工业领域。
本文将介绍基于PLC控制的机械手设计,包括系统的硬件组成、PLC程序设计和系统的工作原理。
硬件组成基于PLC控制的机械手系统包括以下硬件组成部分:1.PLC控制器:PLC控制器是系统的核心部分,负责接收和处理输入信号,并控制输出设备的操作。
常见的PLC控制器有西门子、施耐德等品牌。
2.机械手:机械手是系统的执行部分,负责完成各种任务,如抓取、搬运等。
它通常由电动机、传动装置、执行器等组成。
3.传感器:传感器用于检测和监测系统的状态和环境变量。
常见的传感器有接近传感器、压力传感器、温度传感器等。
4.输入设备:输入设备用于向系统提供操作信号和参数设置,如按钮、开关等。
5.输出设备:输出设备用于显示系统状态或输出结果,如指示灯、显示屏等。
PLC程序设计PLC程序是由一系列指令组成的,用于控制PLC控制器。
以下是基于PLC控制的机械手系统的PLC程序设计步骤:1.确定系统的需求和功能:首先需要确定机械手的具体需求和功能,如抓取物体的方式、搬运的速度等。
2.设计输入和输出信号:根据系统需求,确定输入和输出信号的类型和数量。
输入信号可以是按钮的状态、传感器的检测结果等,输出信号可以控制机械手的运动和执行动作。
3.设计PLC程序逻辑:根据系统需求和硬件组成,设计PLC程序的逻辑。
逻辑可以使用Ladder Diagram、Function Block Diagram等可视化编程语言进行描述。
4.编写PLC程序:根据设计的逻辑,使用PLC编程软件编写PLC程序。
编写过程中需要考虑安全性、可靠性和性能等方面。
5.调试和测试:将编写好的PLC程序下载到PLC控制器中,并进行调试和测试。
调试过程中需要检查各个输入和输出设备是否正常工作,是否满足系统的需求和功能。
1. 机械手控制
搬运纸箱的机械手结构示意图如图1所示, 它的气动系统原理图如图2所示。
机械手的主要运动机构是升降气缸和回转气缸。
升降挡铁初始时处于行程开关SQ1处, 吸盘在A处正上方。
系统启动后, 如果光电开关TD检测出A处有纸箱, 则升降气缸使机械手的升降杆下降, 当升降挡铁碰到行程开关SQ2时, 吸盘恰好接触到纸箱上表面, 继续让升降杆下降, 以挤出吸盘和纸箱表面围成的空腔内的空气, 形成负压。
持续几秒钟, 升降杆停止下降, 升降气缸使升降杆上升, 吸盘带着纸箱上升, 当升降挡铁碰到SQ1时, 停止上升。
回转气缸使回转臂顺时针转180°, 吸盘运动至B处正上方, 回转挡铁碰到行程开关SQ4时停止回转, 吸盘下降, 当升降挡铁碰到SQ2时, 停止下降, 并且停止几秒钟, 这时, 电磁阀HF3开启, 吸盘放松纸箱。
之后, 吸盘上升, 当升降挡铁碰到SQ1时, 吸盘逆时针转180°回到A处正上方, 回转挡铁碰到行程开关SQ3时停止回转, 如果TD未检测出A处有纸箱, 则机械手停止等待;若TD检测出A处有纸箱, 则机械手重复上述工作过程。
机械手的I/O连接图、流程图、梯形图分别如图2、图3、图4所示。
图1 机械手
图2 I/O连接图图3 流程图
图4 梯形图。
机械手控制plc程序
摘要:
1.引言
2.机械手控制plc 程序的组成
3.plc 程序的工作原理
4.机械手控制plc 程序的编写方法
5.编写plc 程序的注意事项
6.总结
正文:
机械手在现代工业生产中扮演着越来越重要的角色,它们可以替代人工完成各种复杂的操作。
而实现机械手动作的关键就是plc 程序,本文将详细介绍机械手控制plc 程序的相关知识。
首先,机械手控制plc 程序主要由三部分组成:输入模块、中央处理器和输出模块。
其中,输入模块用于接收外部信号,中央处理器对输入信号进行处理并生成相应的输出信号,输出模块则负责将输出信号传输给执行器,从而实现对机械手的控制。
其次,plc 程序的工作原理是按照预定的逻辑顺序对输入信号进行扫描,当扫描到某个信号时,程序会根据预设的条件执行相应的操作,并将结果存储在输出模块中。
这样,机械手就可以根据plc 程序的指令进行精确的操作。
那么,如何编写机械手控制plc 程序呢?首先,需要熟悉机械手的结构和动作要求,然后根据这些信息设计出相应的plc 程序。
在编写程序时,需要注
意以下几点:一是确保程序的逻辑清晰,易于理解;二是合理分配输入输出信号,避免信号冲突;三是考虑异常情况的处理,确保程序的稳定性。
目录一机械手简介 (1)1.1 机械手分类 (2)1.2 机械手控制系统设计步骤 (2)1.3 机械手工作过程: (3)二 PLC简介 (5)三 I/O配置表 (5)3.1 机械手传送系统输入和输出点分配表 (6)3.2 选型 (7)3.3 PLC的输入输出端子分配接线图 (8)四机械手的PLC控制 (9)4.1 控制特点 (9)4.2 系统控制示意图 (9)4.3 原理接线图 (10)4.4 操作系统 (11)4.5 回原位程序 (12)4.6 手动单步操作程序 (12)4.7 自动操作程序 (13)4.8 机械手传送系统梯形图 (14)五运行程序 (16)5.1 编辑运行程序 (16)六操作面板 (19)6.1 操作面板的演示 (19)七软件调试过程 (20)7.1 PLC程序的模拟调试 (20)五总结 (22)参考文献 (23)附录 (24)一机械手简介在现今的生活上,科技日新月益的进展之下,机械人手臂与有人类的手臂最大区别就在于灵活度与耐力度。
也就是机械手的最大优势可以重复的做同一动作在机械正常情况下永远也不会觉得累!机械手臂的应用也将会越来越广泛,机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动生产设备,作业的准确性和环境中完成作业的能力。
工业机械手机器人的一个重要分支。
特点是可以通过编程来完成各种预期的作业,构造和性能上兼有人和机械手机器各自的优点.1.1 机械手分类机械手的种类,按驱动方式可分为液压式、气动式、电动式、机械式机械手;按适用范围可分为专用机械手和通用机械手两种;按运动轨迹控制方式可分为点位控制和连续轨迹控制机械手等。
1.2 机械手控制系统设计步骤(1)根据工艺要求确定被控系统必须完成的动作,确定这些动作之间的关系及完成这些动作的顺序。
(2)分配输入、输出设备,即确定哪些外围设备是送信号给PLC的,哪些外围设备是接收来自PLC的信号的,同时还要将PLC的输入、输出点与之一一对应,对I/O进行分配。
在此基础上确定PLC的选型。
(3)根据控制系统的控制要求和所选PLC的I/O点的情况及高功能模块的情况,设计PLC用户程序,此时可采用梯形田、助记符或流程图语言形式的用户程序。
(4)PLC的用户程序体现了按照正确的顺序所要求的全部功能及其相互关系,编程时可用编程器或计算机直接编程、修改,同时也可对PLC的工作状态、特殊功能进行设定。
(5)对所设计的PLC程序进行调试和修改,直至PLC完全实现系统所要求的控制功能。
(6)保存已完成的程序。
1.3 机械手工作过程:机械手在生产线上的任务是将工件从A处传送到B处。
根据外界情况,机械手在空间上主要进行以下动作:机械手下降,机械手抓紧工件,机械手与工件上升,机械手与工件有右移,机械手与工件下降,机械手放松工件,机械手上升,机械手左移。
控制器检测上,下,左,右限位开关的通断,决定当前的动作,通过驱动系统输出,控制机械手的动作。
同时,用两位数码管显示搬运工件的数量。
启动控制有2种,1个由启动开关安装在现场,1个由通过组态王软件控制。
在控制面板上,安装一个档位开关,分手动和自动两大档位,手动挡包括调试和回原位两档,自动挡分单步、半自动和全自动三档,要求自动挡的操作必须在回原位的基础上才能进行。
原位下降夹紧上升右移左移上移放松下降图1-3-1图1-3-2二 PLC简介PLC控制系统,Programmable Logic Controller,可编程逻辑控制器,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。
是工业控制的核心部分。
自二十世纪六十年代美国推出可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller,PLC)取代传统继电器控制装置以来,PLC得到了快速发展,在世界各地得到了广泛应用。
同时,PLC的功能也不断完善。
随着计算机技术、信号处理技术、控制技术网络技术的不断发展和用户需求的不断提高,PLC在开关量处理的基础上增加了模拟量处理和运动控制等功能。
今天的PLC不再局限于逻辑控制,在运动控制、过程控制等领域也发挥着十分重要的作用。
三 I/O配置表3.1 机械手传送系统输入和输出点分配表表 3-1-13.2 选型S7-200丰富的种类:(1)CPU221:内置10个数字量I/O点,不可扩充;(2)CPU222:内置14个数字量I/O点,可扩充到78路数字量I/O或10路模拟量I/O;(3)CPU224:内置24个数字量I/O点,可扩充到168路数字量I/O或35路模拟量I/O;(4) CPU226:内置40个数字量I/O点,可扩充到248路数字量I/O或35路模拟量I/O;主机为S7-200中的CPU226,因为他能扩展七个模块。
模块1-模块4为EM232,它是模拟量输出模块,每个模块有两个输出通道。
电源为220V交流电。
主机为西门子S7-200中的CPU226,因为他能扩展七个模块。
模块1-模块4为EM232,它是模拟量输出模块,每个模块有两个输出通道,能够满足需要。
电源为220V交流电。
选择PLC时,应考虑性能价格比。
考虑经济性时,应同时考虑应用的可扩展性、可操作性、投入产出比等因素,进行比较和兼顾,最终选出较满意的产品。
输入输出点数对价格有直接影响。
每增加一块输入输出卡件就需增加一定的费用。
当点数增加到某一数值后,相应的存储器容量、机架、母板等也要相应增加,估因此,点数的增加对CPU选用、存储器容量、控制功能范围等选择都有影响,在算和选用时应充分考虑,使整个控制系统有较合理的性能价格比。
3.3 PLC的输入输出端子分配接线图图 3-3-1四机械手的PLC控制4.1 控制特点机械手电气控制系统,除了有多工步特点之外,还要求有连续控制和手动控制等操作方式。
工作方式的选择可以很方便地在操作面板上表示出来。
当旋钮打向回原点时,系统自动地回到左上角位置待命。
当旋钮打向自动时,系统自动完成各工步操作,且循环动作。
当旋钮打向手动时,每一工步都要按下该工步按钮才能实现。
以下是设计该机械手控制程序的步骤和方法。
4.2 系统控制示意图机械手传送工件系统示意图,如图4-2-1所示:图4-2-1 4.3 原理接线图图4-3-14.4 操作系统操作系统包括回原点程序,手动单步操作程序和自动连续操作程序,如图4-4-1所示:图4-4-1其原理是:把旋钮置于回原点,X16接通,系统自动回原点,Y5驱动指示灯亮。
再把旋钮置于手动,则X6接通,其常闭触头打开,程序不跳转(CJ为一跳转指令,如果CJ驱动,则跳到指针P所指P0处),执行手动程序。
之后,由于X7常闭触点,当执行CJ指令时,跳转到P1所指的结束位置。
如果旋钮置于自动位置,(既X6常闭闭合、X7常闭打开)则程序执行时跳过手动程序,直接执行自动程序。
4.5 回原位程序回原位程序如图4所示。
用S10~S12作回零操作元件。
当用S10~S19作回零操作时,在最后状态中在自我复位前应使特殊继电器M8043置1。
回原位转移图如下:图 4-5-14.6 手动单步操作程序如图4-6-1所示。
图中上升/下降,左移/右移都有联锁和限位保护。
4.7 自动操作程序自动操作状态转移见图6所示。
当机械手处于原位时,按启动X0接通,状态转移到S20,驱动下降Y0,当到达下限位使行程开关X1接通,状态转移到S21,而S20自动复位。
S21驱动Y1置位,延时1秒,以使电磁力达到最大夹紧力。
当T0接通,状态转移到S22,驱动Y2上升,当上升到达最高位,X2接通,状态转移到S23。
S23驱动Y3右移。
移到最右位,X3接通,状态转移到S24下降。
下降到最低位,X1接通,电磁铁放松。
为了使电磁力完全失掉,延时1秒。
延时时间到,T1接通,状态转移到S26上升。
上升到最高位,X2接通,状态转移到S27左移。
左移到最左位,使X4接通,返回初始状态,再开始第二次循环动作。
在编写状态转移图时注意各状态元件只能使用一次,但它驱动的线圈,却可以使用多次,但两者不能出现在连续位置上。
因此步进顺控的编程,比起用基本指令编程较为容易,可读性较强。
图 4-7-14.8 机械手传送系统梯形图如图4-8-1所示。
图中从第0行到第27行为回原位状态程序。
从第28行到第66行,为手动单步操作程序。
从第67行到第129行为自动操作程序。
这三部分程序(又称为模块)是图3的操作系统运行的。
回原位程序和自动操作程序。
是用步进顺控方式编程。
在各步进顺控末行,都以RET结束本步进顺控程序块。
但两者又有不同。
回原位程序不能自动返回初始态S1。
而自动操作程序能自动返回初态S2。
图 4-8-1五运行程序5.1 编辑运行程序if (运行标志==1){if (次数>=0&&次数<50){下移信号=1;机械手y=机械手y+2;次数=次数+1;}if (次数>=50&&次数<70){下移信号=0;加紧信号=1;左爪=左爪+1/21*5;右爪=右爪-1/21*5;次数=次数+1;}if (次数>=70&&次数<120){加紧信号=0;上移信号=1;机械手y=机械手y-2;工件y=工件y-2;次数=次数+1;}if (次数>=120&&次数<220){上移信号=0;右移信号=1;机械手x=机械手x+1;工件x=工件x+1;左爪=左爪+20/21;右爪=右爪+20/21;次数=次数+1;}if (次数>=220&&次数<270){右移信号=0;下移信号=1;机械手y=机械手y+2;工件y=工件y+2;次数=次数+1;}if (次数>=270&&次数<290){下移信号=0;放松信号=1;左爪=左爪-1/21*5;右爪=右爪+1/21*5;次数=次数+1;}if (次数>=290&&次数<340){放松信号=0;上移信号=1;机械手y=机械手y-2;次数=次数+1;}if (次数>=340&&次数<440){上移信号=0;左移信号=1;机械手x=机械手x-1;左爪=左爪-20/21;右爪=右爪-20/21;次数=次数+1;}if (次数==440){左移信号=0;次数=0;工件x=0;工件y=100;\\本站点\左爪=0;\\本站点\右爪=10/210*100;if (停止标志==1){停止标志=0;运行标志=0;}}}七软件调试过程7.1 PLC程序的模拟调试将设计好的程序写入PLC后,首先逐条仔细检查,并改正写入时出现的错误。