機(jī)械手的程序設(shè)計(jì)

1、 畢業(yè)論文中文摘要題目：機(jī)械手的PLC程序設(shè)計(jì) 摘 要工業(yè)機(jī)器人由操作機(jī) (機(jī)械本體)、控制器、伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和檢測(cè)傳感裝置構(gòu)成，是一種仿人操作，自動(dòng)控制、可重復(fù)編程、能在三維空間完成各種作業(yè)的機(jī)電一體化自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備。特別適合于多品種、變批量的柔性生產(chǎn)。它對(duì)穩(wěn)定、提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，改善勞動(dòng)條件和產(chǎn)品的快速更新?lián)Q代起著十分重要的作用。機(jī)器人技術(shù)是綜合了計(jì)算機(jī)、控制論、機(jī)構(gòu)學(xué)、信息和傳感技術(shù)、人工智能、仿生學(xué)等多學(xué)科而形成的高新技術(shù)，是當(dāng)代研究十分活躍，應(yīng)用日益廣泛的領(lǐng)域。機(jī)器人并不是在簡(jiǎn)單意義上代替人工的勞動(dòng)，而是綜合了人的特長(zhǎng)和機(jī)器特長(zhǎng)的一種擬人的電子機(jī)械裝置，既有人對(duì)環(huán)境狀態(tài)的快速

2、反應(yīng)和分析判斷能力，又有機(jī)器可長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)工作、精確度高、抗惡劣環(huán)境的能力，從某種意義上說(shuō)它也是機(jī)器的進(jìn)化過(guò)程產(chǎn)物，它是工業(yè)以及非產(chǎn)業(yè)界的重要生產(chǎn)和服務(wù)性設(shè)各，也是先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域不可缺少的自動(dòng)化設(shè)備.搬運(yùn)或操作的自動(dòng)機(jī)械裝置。在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的機(jī)械手被稱(chēng)為“工業(yè)機(jī)械手”。生產(chǎn)中應(yīng)用機(jī)械手可以提高生產(chǎn)的自動(dòng)化水平和勞動(dòng)生產(chǎn)率:可以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、保證產(chǎn)品質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn);尤其在高溫、高壓、低溫、低壓、粉塵、易爆、有毒氣體和放射性等惡劣的環(huán)境中，它代替人進(jìn)行正常的工作，意義更為重大。因此，在機(jī)械加工、沖壓、鑄、鍛、焊接、熱處理、電鍍、噴 漆、裝配以及輕工業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)等方面得到越來(lái)越廣泛的引用。

3、關(guān)鍵詞：機(jī)械手，PLC.程序流程圖目錄 摘要- 1 -前言- 3 -1機(jī)械手簡(jiǎn)介- 3 -1.1機(jī)械手歷史- 4-1.2機(jī)械手構(gòu)成- 4- 1.3機(jī)械手分類(lèi)- 5-2設(shè)計(jì)目標(biāo)-6-3機(jī)械手移動(dòng)工件控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)- 7-3.1編程軟件及應(yīng)用- 7-3.2程序流程圖- 7-4機(jī)械手移動(dòng)工件控制系統(tǒng)PLC程序- 9-4.1系統(tǒng)資源分配- 9-4.2源程序 - 11-4.2.1總體安排- 11-4.2.2手動(dòng)操作程序- 12-4.2.3自動(dòng)操作程序- 14-4.2.4操作系統(tǒng)總程序- 17-5結(jié)論 - 22-6參考文獻(xiàn)-23-前言工業(yè)機(jī)器人性能不斷提高(高速度、高精度、高可靠性、便于操作和維修)，而

4、單機(jī)價(jià)格不斷下降，平均單機(jī)價(jià)格從91年的10.3萬(wàn)美元降至97年的65萬(wàn)美元。機(jī)械結(jié)構(gòu)向模塊化、可重構(gòu)化發(fā)展。例如關(guān)節(jié)模塊中的伺服電機(jī)、減速機(jī)、檢測(cè)系統(tǒng)三位一體化:由關(guān)節(jié)模塊、連桿模塊用重組方式構(gòu)造機(jī)器人整機(jī)；國(guó)外已有模塊化裝配機(jī)器人產(chǎn)品問(wèn)市。工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)向基于PC機(jī)的開(kāi)放型控制器方向發(fā)展，便于標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化;器件集成度提高，控制柜日見(jiàn)小巧，且采用模塊化結(jié)構(gòu):大大提高 機(jī)器人中的傳感器作用日益重要，除采用傳統(tǒng)的位置、速度、加速度等傳感器外，裝配、焊接機(jī)器人還應(yīng)用了視覺(jué)、力覺(jué)等傳感器，而遙控機(jī)器人則采用視覺(jué)、聲覺(jué)、力覺(jué)、觸覺(jué)等多傳感器的融合技術(shù)來(lái)進(jìn)行環(huán)境建模及決策控制；多傳感器融合配置技術(shù)

5、在產(chǎn)品化系統(tǒng)中已有成熟應(yīng)用。 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在機(jī)器人中的作用已從仿真、預(yù)演發(fā)展到用于過(guò)程控制，如使遙控機(jī)器人操作者產(chǎn)生置身于遠(yuǎn)端作業(yè)環(huán)境中的感覺(jué)來(lái)操縱機(jī)器人。當(dāng)代遙控機(jī)器人系統(tǒng)的發(fā)展特點(diǎn)不是追求全自治系統(tǒng)，而是致力于操作者與機(jī)器人的人機(jī)交互控制，即遙控加局部自主系統(tǒng)構(gòu)成完整的監(jiān)控遙控操作系統(tǒng)，使智能機(jī)器人走出實(shí)驗(yàn)室進(jìn)入實(shí)用化階段。美國(guó)發(fā)射到火星上的“索杰納”機(jī)器人就是這種系統(tǒng)成功應(yīng)用的最著名實(shí)例。1機(jī)械手簡(jiǎn)介1.1機(jī)械手歷史機(jī)械手是在早期出現(xiàn)的古代機(jī)器人基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，機(jī)械手研究始于20世紀(jì)中期，隨著計(jì)算機(jī)和自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，特別是1946年第一臺(tái)數(shù)字電子計(jì)算機(jī)問(wèn)世以來(lái)，計(jì)算機(jī)取得了驚人的進(jìn)步

6、，向高速度、大容量、低價(jià)格的方向發(fā)展。同時(shí)，大批量生產(chǎn)的迫切需求推動(dòng)了自動(dòng)化技術(shù)的進(jìn)展，又為機(jī)器人的開(kāi)發(fā)奠定了基礎(chǔ)。另一方面，核能技術(shù)的研究要求某些操作機(jī)械代替人處理放射性物質(zhì)。在這一需求背景下，美國(guó)于1947年開(kāi)發(fā)了遙控機(jī)械手，1948年又開(kāi)發(fā)了機(jī)械式的主從機(jī)械手。 機(jī)械手首先是從美國(guó)開(kāi)始研制的。1954年美國(guó)戴沃爾最早提出了工業(yè)機(jī)器人的概念，并申請(qǐng)了專(zhuān)利。該專(zhuān)利的要點(diǎn)是借助伺服技術(shù)控制機(jī)器人的關(guān)節(jié)，利用人手對(duì)機(jī)器人進(jìn)行動(dòng)作示教，機(jī)器人能實(shí)現(xiàn)動(dòng)作的記錄和再現(xiàn)。這就是所謂的示教再現(xiàn)機(jī)器人?，F(xiàn)有的機(jī)器人差不多都采用這種控制方式。1958年美國(guó)聯(lián)合控制公司研制出第一臺(tái)機(jī)械手鉚接機(jī)器人。作為機(jī)器人產(chǎn)

7、品最早的實(shí)用機(jī)型（示教再現(xiàn)）是1962年美國(guó)AMF公司推出的“VERSTRAN”和UNIMATION公司推出的“UNIMATE”。這些工業(yè)機(jī)器人主要由類(lèi)似人的手和臂組成它可代替人的繁重勞動(dòng)以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化，能在有害環(huán)境下操作以保護(hù)人身安全，因而廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、冶金、電子、輕工和原子能等部門(mén)。 1.2機(jī)械手構(gòu)成機(jī)械手主要由手部、運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)三大部分組成。手部是用來(lái)抓持工件（或工具）的部件，根據(jù)被抓持物件的形狀、尺寸、重量、材料和作業(yè)要求而有多種結(jié)構(gòu)形式，如夾持型、托持型和吸附型等。運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，使手部完成各種轉(zhuǎn)動(dòng)（擺動(dòng)）、移動(dòng)或復(fù)合運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)規(guī)定的動(dòng)作，改變被抓持物件的位置和姿勢(shì)

8、。運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的升降、伸縮、旋轉(zhuǎn)等獨(dú)立運(yùn)動(dòng)方式，稱(chēng)為機(jī)械手的自由度 。為了抓取空間中任意位置和方位的物體，需有6個(gè)自由度。自由度是機(jī) 械手設(shè)計(jì)的關(guān) 鍵參數(shù)。自由 度越多，機(jī)械手的靈活性越大，通用性越廣，其結(jié)構(gòu)也越復(fù)雜。一般專(zhuān)用機(jī)械手有23個(gè)自由度?？刂葡到y(tǒng)是通過(guò)對(duì)機(jī)械手每個(gè)自由度的電機(jī)的控制，來(lái)完成特定動(dòng)作。同時(shí)接收傳感器反饋的信息，形成穩(wěn)定的閉環(huán)控制?？刂葡到y(tǒng)的核心通常是由單片機(jī)或dsp等微控制芯片構(gòu)成，通過(guò)對(duì)其編程實(shí)現(xiàn)所要功能。 1.3機(jī)械手分類(lèi)機(jī)械手的種類(lèi)，按驅(qū)動(dòng)方式可分為液壓式、氣動(dòng)式、電動(dòng)式、機(jī)械式機(jī)械手；按適用范圍可分為專(zhuān)用機(jī)械手和通用機(jī)械手兩種；按運(yùn)動(dòng)軌跡控制方式可分為點(diǎn)位控制和連續(xù)

9、軌跡控制機(jī)械手等機(jī)械手通常用作機(jī)床或其他機(jī)器的附加裝置，如在自動(dòng)機(jī)床或自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)上裝卸和傳遞工件，在加工中心中更換刀具等，一般沒(méi)有獨(dú)立的控制裝置。有些操作裝置需要由人直接操縱，如用于原子能部門(mén)操持危險(xiǎn)物品的主從式操作手也常稱(chēng)為機(jī)械手。機(jī)械手在鍛造工業(yè)中的應(yīng)用能進(jìn)一步發(fā)展鍛造設(shè)備的生產(chǎn)能力，改善熱、累等勞動(dòng)條件。機(jī)械手首先是從美國(guó)開(kāi)始研制的。1958年美國(guó)聯(lián)合控制公司研制出第一臺(tái)機(jī)械手。2.設(shè)計(jì)目標(biāo) 當(dāng)機(jī)械手在原點(diǎn)時(shí)，按下啟動(dòng)按鈕，接通狀態(tài)S20,其接點(diǎn)接通Y3，執(zhí)行下降動(dòng)作。當(dāng)碰到下限位開(kāi)關(guān)時(shí)X4接通，又接通下一個(gè)狀態(tài)S21，接著執(zhí)行下一步動(dòng)作。當(dāng)機(jī)械手夾緊工件時(shí)，計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)結(jié)束，計(jì)時(shí)器的常開(kāi)

10、觸點(diǎn)閉合，接通狀態(tài)S22，執(zhí)行上升動(dòng)作。當(dāng)碰到上限開(kāi)關(guān)時(shí)，X3接通，輸入繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，接通下一個(gè)狀態(tài)S23，機(jī)械手前進(jìn)。當(dāng)前進(jìn)到最右邊時(shí)，當(dāng)碰到右限開(kāi)關(guān)時(shí)，X6接通，輸入繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，接通下一個(gè)狀態(tài)S24，機(jī)械手開(kāi)始下降。當(dāng)碰到下限開(kāi)關(guān)時(shí)，X4接通，輸入繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，接通下一個(gè)狀態(tài)S25，機(jī)械手松開(kāi)。當(dāng)機(jī)械手完全松開(kāi)時(shí)，碰到松限開(kāi)關(guān)時(shí)，X7接通，其輸入繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，接通下一個(gè)狀態(tài)S26，機(jī)械手上升。再碰到上限開(kāi)關(guān)時(shí)，X3接通，其輸入繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，接通下一個(gè)狀態(tài)S27，機(jī)械手后退。碰到左限開(kāi)關(guān)時(shí)，X5接通，其輸入繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，接通下一個(gè)狀態(tài)S20，

11、機(jī)械手重復(fù)上個(gè)周期的操作。 3機(jī)械手移動(dòng)工件控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)3.1編程軟件及應(yīng)用由于本設(shè)計(jì)采用的是三菱FX2N-48MR-001模塊，故選擇三菱GX Developer編程軟件。GX-Developer是三菱公司所制作的PLC編程軟件，它包含了LLT仿真軟件，用戶(hù)可在個(gè)人計(jì)算器上模仿PLC的運(yùn)作情況，大大減低測(cè)試的時(shí)間。它可以對(duì)三菱的所有PLC進(jìn)行編程，包括FX系列PLC、A系列PLC和Q系列PLC。它對(duì)計(jì)算機(jī)要求的最低配置為：1）Pentium級(jí)CPU，主頻90MHz或者更快。2）最少16MB內(nèi)存配置，40MB硬盤(pán)空間。3）微軟Windows環(huán)境（Microsoft Windows95 或者

12、更新版本，或Microsoft WindowsNT 4.0 Service Pack3 或者更新版本）。4）800600 SVGA或者更高分辨率顯示系統(tǒng)。 當(dāng)程序編輯完成以后，運(yùn)行程序，程序自動(dòng)寫(xiě)入PLC的存儲(chǔ)器，若以后固定使用該程序，則可拔除RS-232C數(shù)據(jù)通訊線(xiàn)，用CPU模塊自帶的RUN/STOP開(kāi)關(guān)來(lái)運(yùn)行/停止程序。需要改動(dòng)程序時(shí)，先將PLC設(shè)定在STOP的狀態(tài)下，連接PC，運(yùn)行GX-Developer編程軟件，修改程序并寫(xiě)入PLC存儲(chǔ)器，也可使用編程器進(jìn)行編程和程序修改11。3.2程序流程圖1）正常運(yùn)行流程圖正常運(yùn)行的流程圖如圖3-1所示： 圖3-1正常運(yùn)行流程圖2）緊急停止流程圖緊

13、急停止流程圖如圖3-2所示： 圖3-2緊急停止流程圖4機(jī)械手移動(dòng)工件控制系統(tǒng)PLC程序4.1系統(tǒng)資源分配1）數(shù)字輸入部分 這個(gè)控制系統(tǒng)的輸入有啟動(dòng)按鈕，停止按鈕，急停按鈕，上、下、前、后、松限位開(kāi)關(guān)，手動(dòng)，單步，單周期，連續(xù)操作方式選擇，正/反、上/下、夾/松運(yùn)動(dòng)選擇共15輸入點(diǎn)，具體的輸入分配如下：x000 啟動(dòng)按鈕x001 停止按鈕x002 急停按鈕x003 上限位開(kāi)關(guān)x004 下限位開(kāi)關(guān)x005 后限位開(kāi)關(guān)x006 前限位開(kāi)關(guān)x007 松限位開(kāi)關(guān)x010 手動(dòng)操作方式選擇x011 單步操作方式選擇x012 單周期操作方式選擇x013 連續(xù)操作方式選擇x014 左/右運(yùn)動(dòng)選擇x015 夾/

14、松運(yùn)動(dòng)選擇X016 上/下運(yùn)動(dòng)選擇2）數(shù)字量輸出部分 這個(gè)控制系統(tǒng)需要控制的外部設(shè)備有正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)電磁閥線(xiàn)圈，正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)電磁閥線(xiàn)圈，正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)電磁閥線(xiàn)圈3個(gè)設(shè)備和一個(gè)原點(diǎn)指示燈，每個(gè)電磁閥線(xiàn)圈有兩個(gè)狀態(tài)，所以輸出點(diǎn)應(yīng)該有7點(diǎn)。具體的輸出分配如下：Y000 正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)電磁閥線(xiàn)圈(正轉(zhuǎn))Y001 正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)電磁閥線(xiàn)圈(反轉(zhuǎn))Y002 正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)電磁閥線(xiàn)圈(上升)Y003 上升/下降電磁閥線(xiàn)圈(下降)Y004 正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)電磁閥線(xiàn)圈(夾緊)Y005 夾緊/放松電磁閥線(xiàn)圈(放松)Y006 原點(diǎn)指示3）定時(shí)器部分 這個(gè)控制系統(tǒng)夾緊工件時(shí)需要定時(shí)器來(lái)控制夾緊程度。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的控制

15、要求和工藝要求，設(shè)定夾緊/放下電磁閥線(xiàn)圈(夾緊)通電5s后即夾緊動(dòng)作完成。 由此，選擇定時(shí)器 T0 ，其參數(shù)設(shè)置為 K50 。4）內(nèi)部繼電器部分 在機(jī)械手移動(dòng)工件控制系統(tǒng)中，需要根據(jù)所選擇的不同操作方式來(lái)實(shí)現(xiàn)程序的不同流程。另外，在自動(dòng)操作過(guò)程中，由于按下“停止按鈕”的時(shí)間是任意的，但是又不需要系統(tǒng)立即停止，而是完成一個(gè)周期的運(yùn)動(dòng)后自動(dòng)的停止在原點(diǎn)，即完成一個(gè)周期的運(yùn)動(dòng)后，之前的按下“停止按鈕”的動(dòng)作才開(kāi)始起作用，因此，也需要一個(gè)內(nèi)部繼電器把之前按下“停止按鈕”的動(dòng)作（電信號(hào)）存儲(chǔ)起來(lái)。因此需要選擇的內(nèi)部繼電器如下： M0 連續(xù)、單步、單周期的選擇 M1 存儲(chǔ)“停止”操作信號(hào)5）狀態(tài)器部分 在

16、控制系統(tǒng)中，由于自動(dòng)操作是一個(gè)順控操作，整個(gè)流程是步進(jìn)的，所以在自動(dòng)控制操作程序中，依據(jù)機(jī)械手的動(dòng)作過(guò)程，需要用到的狀態(tài)器如下：S 0 初始狀態(tài)S20 下降工步工作狀態(tài)S21 夾緊工步工作狀態(tài)S22 上升工步工作狀態(tài)S23 正轉(zhuǎn)工步工作狀態(tài)S24 下降工步工作狀態(tài)S25 放松工步工作狀態(tài)S26 上升工步工作狀態(tài)S27 反轉(zhuǎn)工步工作狀態(tài)6）指針P部分 在控制系統(tǒng)中，由于操作系統(tǒng)總體上分為手動(dòng)操作和自動(dòng)操作兩部分，而且兩部分是不允許同時(shí)出現(xiàn)在運(yùn)行的程序中，所以需要用跳轉(zhuǎn)指令跳過(guò)手動(dòng)操作程序或者自動(dòng)操作程序，使得在每次程序的運(yùn)行過(guò)程中，只有手動(dòng)操作程序和自動(dòng)操作程序中的一個(gè)運(yùn)行。選擇的指針為 P0

17、，P1 。4.2源程序4.2.1總體安排 本控制電路有四種控制方式，但其中的三種為自動(dòng)方式，都與步進(jìn)控制有關(guān)，可以一起設(shè)計(jì)。這樣僅考慮兩種情況就可以了，這兩種情況可用跳轉(zhuǎn)指令予以區(qū)分，其總程序結(jié)構(gòu)框圖如圖4-1所示，由于手動(dòng)程序和自動(dòng)程序采用了跳轉(zhuǎn)指令，故這兩個(gè)程序可以采用同樣的輸出端子12。 圖4-1總程序結(jié)構(gòu)框圖 在該結(jié)構(gòu)圖中，當(dāng)操作方式選擇開(kāi)關(guān)置于“手動(dòng)”時(shí)，輸入點(diǎn)X010接通，其輸入繼電器常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，執(zhí)行手動(dòng)操作程序。當(dāng)操作選擇開(kāi)關(guān)置于“單步”或“單周期”或“連續(xù)”時(shí)，其對(duì)應(yīng)的輸入點(diǎn)X011、X012、X013接通，CJ前的梯級(jí)為假，程序不跳轉(zhuǎn)而執(zhí)行自動(dòng)操作程序。4.2.2手動(dòng)操作程

18、序 在手動(dòng)操作方式下，各種動(dòng)作都是用按鈕操作來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其控制程序可以獨(dú)立于自動(dòng)操作程序而另行設(shè)計(jì)。手動(dòng)操作控制很簡(jiǎn)單，可以很方便地按一般繼電器控制線(xiàn)路來(lái)設(shè)計(jì)，其梯形圖如圖4-2所示。 圖 4-2手動(dòng)操作程序梯形圖 當(dāng)運(yùn)動(dòng)選擇開(kāi)關(guān)置于“進(jìn)/退”時(shí)，如機(jī)械手置于上限位置，則按啟動(dòng)按鈕機(jī)械手前進(jìn)；按下停止按鈕機(jī)械手左移。當(dāng)運(yùn)動(dòng)選擇開(kāi)關(guān)置于“夾/松”時(shí)，按啟動(dòng)按鈕時(shí)夾緊；按停止按鈕時(shí)放松。當(dāng)運(yùn)動(dòng)選擇開(kāi)關(guān)置于“上/下”時(shí)，按啟動(dòng)按鈕時(shí)下降；按停止按鈕時(shí)上升。在手動(dòng)操作過(guò)程中，有兩點(diǎn)是需要注意的：1）在單步、單周期、連續(xù)操作過(guò)程中，如果在夾緊過(guò)程中，按下“急?！保瑒t機(jī)械手停止動(dòng)作。再次啟動(dòng)機(jī)械手運(yùn)行時(shí)，需

19、要先進(jìn)行手動(dòng)操作將機(jī)械手返回原點(diǎn)。手動(dòng)操作時(shí)，選擇“夾/松”運(yùn)行方式，只允許按“停止按鈕”，使機(jī)械手執(zhí)行放松動(dòng)作。若此時(shí)需要機(jī)械手進(jìn)行手動(dòng)操作使機(jī)械手執(zhí)行夾緊動(dòng)作，也只能是先按“停止按鈕”，然后按“啟動(dòng)按鈕”進(jìn)行操作，使機(jī)械手完全松開(kāi)后，再執(zhí)行夾緊動(dòng)作。這樣操作的目的是防止機(jī)械手由于前后兩次的“夾緊”的動(dòng)作運(yùn)行超過(guò)5s（由定時(shí)器控制），從而使機(jī)械手手部由于長(zhǎng)時(shí)間的夾緊發(fā)生形變。2）手動(dòng)操作也有“急?！毙问剑僮鬟^(guò)程中只需按下相應(yīng)的按鈕，直到到達(dá)相應(yīng)的位置，限位開(kāi)關(guān)動(dòng)作，運(yùn)動(dòng)停止。若在運(yùn)行過(guò)程中需要機(jī)械手停止動(dòng)作，則只需要按下“急停按鈕”即可。4.2.3自動(dòng)操作程序1）連續(xù)操作 當(dāng)機(jī)械手在原點(diǎn)時(shí)

20、，按下啟動(dòng)按鈕，接通狀態(tài)S20,其接點(diǎn)接通Y3，執(zhí)行下降動(dòng)作。當(dāng)碰到下限位開(kāi)關(guān)時(shí)X4接通，又接通下一個(gè)狀態(tài)S21，接著執(zhí)行下一步動(dòng)作。當(dāng)機(jī)械手夾緊工件時(shí)，計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)結(jié)束，計(jì)時(shí)器的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，接通狀態(tài)S22，執(zhí)行上升動(dòng)作。當(dāng)碰到上限開(kāi)關(guān)時(shí)，X3接通，輸入繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，接通下一個(gè)狀態(tài)S23，機(jī)械手前進(jìn)。當(dāng)前進(jìn)到最右邊時(shí)，當(dāng)碰到右限開(kāi)關(guān)時(shí)，X6接通，輸入繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，接通下一個(gè)狀態(tài)S24，機(jī)械手開(kāi)始下降。當(dāng)碰到下限開(kāi)關(guān)時(shí)，X4接通，輸入繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，接通下一個(gè)狀態(tài)S25，機(jī)械手松開(kāi)。當(dāng)機(jī)械手完全松開(kāi)時(shí)，碰到松限開(kāi)關(guān)時(shí)，X7接通，其輸入繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，接通下一個(gè)狀態(tài)S2

21、6，機(jī)械手上升。再碰到上限開(kāi)關(guān)時(shí)，X3接通，其輸入繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，接通下一個(gè)狀態(tài)S27，機(jī)械手后退。碰到左限開(kāi)關(guān)時(shí)，X5接通，其輸入繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，接通下一個(gè)狀態(tài)S20，機(jī)械手重復(fù)上個(gè)周期的操作。 其自動(dòng)操作中連續(xù)運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖如圖4-3所示。 圖4-3自動(dòng)操作中連續(xù)運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖下面從可編程序控制器的工作原理來(lái)分析所設(shè)計(jì)的工作流程狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖?？删幊绦蚩刂破鞑捎弥芷谛苑绞焦ぷ?，每個(gè)循環(huán)周期含有若干階段：a 診斷階段：可編程序控制器自檢，當(dāng)狀態(tài)正常時(shí)，進(jìn)入下一步工作，否則待機(jī)。b 聯(lián)機(jī)通信階段：可編程序控制器與上位計(jì)算機(jī)及其它可編程序控制器相聯(lián)時(shí)，進(jìn)行聯(lián)機(jī)通信，傳送本機(jī)狀態(tài)信息和

22、接收上位計(jì)算機(jī)指令。c 輸入采樣階段：對(duì)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)輸入端口狀態(tài)（ON或OFF，即“0”和“1”）進(jìn)行掃描，并將信號(hào)狀態(tài)存放輸入狀態(tài)寄存器，也稱(chēng)輸入刷新，可編程序控制器工作在其它階段時(shí)，即使信號(hào)狀態(tài)發(fā)生變化，輸入狀態(tài)寄存器內(nèi)的內(nèi)容也不會(huì)發(fā)生變化，狀態(tài)變化只能在下一個(gè)工作周期的輸入采樣階段才能被讀入。d 程序執(zhí)行階段：可編程序控制器從程序第一條指令開(kāi)始按順序執(zhí)行，所需要的數(shù)據(jù)如輸入狀態(tài)和其他元素狀態(tài)分別由輸入狀態(tài)寄存器和其他狀態(tài)寄存器中讀出，程序執(zhí)行的結(jié)果分別寫(xiě)入相應(yīng)的元素狀態(tài)寄存器（包括輸入狀態(tài)寄存器），輸出狀態(tài)寄存器中的內(nèi)容會(huì)隨著程序執(zhí)行的進(jìn)程而變化。e 輸出刷新階段：程序執(zhí)行結(jié)束后，輸出狀態(tài)寄

23、存器中的內(nèi)容送輸出鎖存器，產(chǎn)生設(shè)備驅(qū)動(dòng)信號(hào)，驅(qū)動(dòng)負(fù)載設(shè)備，完成實(shí)際的輸出。 可編程序控制器依次執(zhí)行每個(gè)工作階段工作，如此往復(fù)循環(huán)，完成一個(gè)周期工作的時(shí)間即是一個(gè)工作周期（或掃描周期），工作周期的長(zhǎng)度與用戶(hù)程序的長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)4。可編程序控制器程序開(kāi)始“RUN”后，M8002發(fā)出一個(gè)掃描周期的脈沖，在可編程序控制器“STOP”之前，即可編程序控制器一直處于“RUN”狀態(tài)，M8002就不會(huì)再發(fā)生脈沖。注意：有時(shí)候機(jī)械手沒(méi)有動(dòng)作，并不能說(shuō)明可編程序控制器沒(méi)有運(yùn)行。有可能是程序依然在運(yùn)行，只是此時(shí)的程序不滿(mǎn)足機(jī)械手動(dòng)作的條件，所以這種條件下，M8002不會(huì)發(fā)生脈沖。所以只在可編程序控制器開(kāi)始運(yùn)行、按下“停止

24、”按鈕和單周期操作方式時(shí)，RST M1 指令才被執(zhí)行，其余的任何時(shí)候的任何一個(gè)掃描周期均不執(zhí)行。值得說(shuō)明的是連續(xù)操作的條件，只有當(dāng)旋轉(zhuǎn)按鈕選擇“連續(xù)”操作方式的時(shí)候，并且在運(yùn)行的過(guò)程中沒(méi)有按下“停止”按鈕，該機(jī)械手移動(dòng)系統(tǒng)才能連續(xù)不斷的運(yùn)行下去。但是如果選擇“連續(xù)”操作方式，在運(yùn)行的過(guò)程中按下了“停止”按鈕，機(jī)械手完成一個(gè)周期后自動(dòng)停止在原點(diǎn)，而不繼續(xù)運(yùn)行。同樣，無(wú)論是在什么操作方式下，如果按下“急停”按鈕，機(jī)械手立即停止動(dòng)作。再次運(yùn)行時(shí)，需要手動(dòng)操作先將機(jī)械手移動(dòng)原點(diǎn)，然后再執(zhí)行其他操作。 在機(jī)械手的自動(dòng)操作方式中，用內(nèi)部繼電器M0將自動(dòng)方式分為了連續(xù)/單步操作和單周期操作。內(nèi)部繼電器M0通

25、電，機(jī)械手運(yùn)動(dòng)程序轉(zhuǎn)向連續(xù)/單步操作。內(nèi)部繼電器M0不通電，機(jī)械手運(yùn)動(dòng)程序轉(zhuǎn)向單周期操作。 2）單步操作當(dāng)連續(xù)操作程序要實(shí)現(xiàn)單步操作的功能時(shí)，可以在連續(xù)操作的程序基礎(chǔ)上作一些簡(jiǎn)單的修改，即在連續(xù)操作的程序中加上圖8-4中的虛線(xiàn)部分的單步操作單元即可。 圖4-4單步操作單元當(dāng)沒(méi)有選擇“單步”操作時(shí)，對(duì)應(yīng)的輸入繼電器不通電，其常閉觸點(diǎn)閉合，常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)，該單步操作單元可以看作一條導(dǎo)線(xiàn)，沒(méi)有實(shí)際意義。如果選擇“單步”操作方式，對(duì)應(yīng)的輸入繼電器通電，其常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，按下“啟動(dòng)”按鈕，常開(kāi)觸點(diǎn)支路通電，其連接的相應(yīng)繼電器帶電，帶電繼電器的自鎖觸點(diǎn)閉合，從而使該帶電繼電器持續(xù)帶電，使得機(jī)械手

26、能夠完成完整的一步動(dòng)作。3）單周期操作 單周期操作是機(jī)械手自動(dòng)完成一個(gè)周期的動(dòng)作后自動(dòng)的停止在原點(diǎn)。當(dāng)操作方式旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)選擇“單周期”時(shí)，按下“啟動(dòng)”按鈕，機(jī)械手就能實(shí)現(xiàn)這樣的操作。同時(shí)，如果選擇“連續(xù)”操作方式，按下“啟動(dòng)”按鈕，機(jī)械手開(kāi)始連續(xù)工作方式運(yùn)動(dòng)，如果在此之后的任意時(shí)刻按下“停止”按鈕，此后機(jī)械手的動(dòng)作過(guò)程也同于“單周期”，即運(yùn)動(dòng)到原點(diǎn)自動(dòng)停止。 當(dāng)內(nèi)部繼電器M0不通電，機(jī)械手運(yùn)動(dòng)程序轉(zhuǎn)向單周期操作。4.2.4操作系統(tǒng)總程序由前面的章節(jié)，依據(jù)操作系統(tǒng)總程序結(jié)構(gòu)框圖，將手動(dòng)操作、單步、單周期、連續(xù)操作的程序全部編輯到總程序中，即可得到操作系統(tǒng)的總程序。機(jī)械手移動(dòng)工件控制系統(tǒng)的總程序梯形圖如圖4-5所示。到此為止，基于PLC的機(jī)械手移動(dòng)工件控制系統(tǒng)硬件和軟件部分均已全部設(shè)計(jì)完畢。 圖4-5機(jī)械手移動(dòng)工件控制系統(tǒng)的總程序梯形圖5結(jié)論在機(jī)械手移動(dòng)物體控制系統(tǒng)中，用PLC控制機(jī)械手的正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)、