基于SPLC气动控制机械手项目.docVIP

基于S7-200PLC的气动控制机械手项目 项目要求： 采用PLC为主组成的控制系统，控制若干个电磁阀，驱动机械手作伸出、下降、抓取工件、上升、缩进、下降、放下工件、上升等动作。 当选择手动调试时，通过各步的开关或按钮操作机械手进行单步的动作。 当选择自动时，按下启动按钮，机械手按BCD拨码开关（两位）设定的循环次数，自动进行上述动作的循环工作，循环工作次数完成，机械手自动停止工作。在自动循环过程中，若按下停止按钮，机械手在完成当前一个循环后停止。 2.4.1 机械手控制方案设计 1. 机械手的基本构成 项目要求机械手实现机械手下降——夹紧工件——机械手上升——机械手前伸——机械手下降——松开工件——机械手上升——机械手后退，共8步。 为此，需要有以压缩空气为动力源的气缸。 （1）控制机械手前伸/后退的气缸。 机械手前伸/后退的气缸水平安装在机械手立柱托架上，该气缸活塞的端头安装升降气缸构件。由双电控电磁阀控制气路来实现机械手前伸/后退。 （2）控制机械手上升/下降的气缸。 升降气缸垂直安装，气缸伸出端向下。该气缸活塞有上升（缩进）到位和下降（伸出）到位两个位置。由双电控电磁阀控制气路来实现升降。 （3）控制机械手对工件夹紧/松开的气缸。 夹紧/松开工件的气缸构件安装在升降气缸活塞的端头。该气缸活塞端头装有夹紧/松开工件的机械爪，由单电控电磁阀控制气路来实现机械爪的夹紧/松开。 2. 控制机械手气路的电磁阀 共使用双电控电磁阀2个、单电控电磁阀1个。各个电磁阀由PLC控制。 （1）控制机械手前伸/后退气缸的电磁阀。 采用双电控电磁阀控制前伸/后退气缸的气路。对控制气缸活塞伸出的电磁阀线圈通电，将使机械手前伸。对控制气缸活塞缩进的电磁阀线圈通电，将使机械手前伸。两者应互锁。 （2）控制机械手上升/下降气缸的电磁阀。 采用双电控电磁阀控制上升/下降气缸的气路。对控制气缸活塞伸出（下降）的电磁阀线圈通电，将使机械手下降。对控制气缸活塞缩进（上升）的电磁阀线圈通电，将使机械手上升。两者应互锁。 （3）控制机械手夹紧/松开工件的气缸的电磁阀。 采用单电控电磁阀控制夹紧/松开气缸的气路。对电磁阀线圈通电，将使机械手夹紧工件。对电磁阀线圈断电，将使机械手松开工件。 3. 机械手动作位置检测的机械式磁敏传感器 共使用机械式磁敏传感器5个，作为位置检测。检测信号送PLC输入端。 （1）机械手前伸/后退气缸活塞位置传感器（2个） 安装对应缩进到位和伸出到位的位置传感器。该两个位置之间就是气缸活塞的行程，活塞前伸或后退的速度可在气路中通过对流量阀的调节，达到对执行元件运动速度的控制。 （2）机械手上升/下降气缸活塞位置传感器（2个） 安装对应上升到位和下降到位的位置传感器。 （3）机械手夹紧/松开气缸活塞位置传感器（1个） 夹紧/松开气缸长度短，不便于安装两个位置传感器，而且只要采用一个位置传感器检测夹紧工件到位就可以达到目的。 对于松开工件，就是“夹紧”的否定，即只要对电磁阀线圈断电就执行“松开”动作。随着线圈断电时间的推移，该气缸活塞逐步缩进而松开机械爪，不必检测是否“松开”到位。因而采用定时器控制机械手松开工件的时间，时间到表示已松开工件。 4. 控制命令部分 （1）手动单步/自动循环选择开关 用一个选择开关实现机械手是手动单步动作还是自动多循环动作。当该开关合上时选择为自动多循环动作，由PLC完成控制。当开关断开时选择为手动单步动作，PLC退出控制，由手动开关实现控制。 （2）手动单步时的操作开关 安排在电磁阀控制线路中，对应机械手8步动作，需8个钮子开关。 （3）多循环时的起动/停止 多循环时，用起动按钮起动机械手自动循环工作。为了使机械手能实现完成当前一个循环工作后停止，专门用一个停止按钮。 5. 循环次数设置 自动多循环工作时，通过两个BCD码拨码开关来设置循环次数，PLC控制机械手循环工作。 6. 电源 因为自动多循环工作时，启动、停止按钮的指示灯电源为交流24V，所以需一个变压器，将交流220V降压为交流24V。 为了使PLC和一些元件稳定工作，添加直流24V的稳压电源。 机械手控制系统中的操作开关、按钮及指示灯等都使用安全电压。 为了对元件起到保护作用，在主电路上添加了电源开关和熔断器。 7. 控制方案框图 8. 机械手自动循环控制的方案流程图 初始状态： 机械手处于上升并缩进到位，机械爪张开。 位置传感器：上升到位SQ3=1，缩进到位SQ1=1； 伸出到位SQ2=0，下降到位SQ4=0，夹紧到位SQ5=0。 2.4.2 机械手控