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喀什自動(dòng)化設(shè)計(jì)機(jī)械手的應(yīng)用案例
（1）機(jī)械手及其控制要求
如圖6-19所示是一臺(tái)工件傳送的氣動(dòng)機(jī)械手的動(dòng)作示意圖，其作用是將工件從Ａ點(diǎn)傳遞到Ｂ點(diǎn)。氣動(dòng)機(jī)械手的升降和左右移行作分別由兩個(gè)具有雙線圈的兩位電磁閥驅(qū)動(dòng)氣缸來(lái)完成，其中上升與下降對(duì)應(yīng)電磁閥的線圈分別為YV1與YV2，左行、右行對(duì)應(yīng)電磁閥的線圈分別為YV3與YV4。一旦電磁閥線圈通電，就一直保持現(xiàn)有的動(dòng)作，直到相對(duì)的另一線圈通電為止。氣動(dòng)機(jī)械手的夾緊、松開(kāi)的動(dòng)作由只有一個(gè)線圈的兩位電磁閥驅(qū)動(dòng)的氣缸完成，線圈(YV5)斷電夾住工件，線圈(YV5)通電，松開(kāi)工件，以防止停電時(shí)的工件跌落。機(jī)械手的工作臂都設(shè)有上、下限位和左、右限位的位置開(kāi)關(guān)SQ1、SQ2和SQ3、SQ4，夾持裝置不帶限位開(kāi)關(guān)，它是通過(guò)一定的延時(shí)來(lái)表示其夾持動(dòng)作的完成。機(jī)械手在最上面、最左邊且除松開(kāi)的電磁線圈(YV5)通電外其它線圈全部斷電的狀態(tài)為機(jī)械手的原位。
圖6-19 機(jī)械手示意圖
機(jī)械手的操作面板分布情況如圖6-20所示，機(jī)械手具有手動(dòng)、單步、單周期、連續(xù)和回原位五種工作方式，用開(kāi)關(guān)SA進(jìn)行選擇。手動(dòng)工作方式時(shí)，用各操作按鈕（SB5、SB6、SB7、SB8、SB9、SB10、SB11）來(lái)點(diǎn)動(dòng)執(zhí)行相應(yīng)的各動(dòng)作；單步工作方式時(shí)，每按一次起動(dòng)按鈕（SB3），向前執(zhí)行一步動(dòng)作；單周期工作方式時(shí)，機(jī)械手在原位，按下起動(dòng)按鈕SB3，自動(dòng)地執(zhí)行一個(gè)工作周期的動(dòng)作，最后返回原位（如果在動(dòng)作過(guò)程中按下停止按鈕SB4，機(jī)械手停在該工序上，再按下起動(dòng)按鈕SB3，則又從該工序繼續(xù)工作，最后停在原位）；連續(xù)工作方式時(shí)，機(jī)械手在原位，按下起動(dòng)按鈕（SB3），機(jī)械手就連續(xù)重復(fù)進(jìn)行工作（如果按下停止按鈕SB4，機(jī)械手運(yùn)行到原位后停止）；返回原位工作方式時(shí)時(shí)，按下“回原位”按鈕SB11，機(jī)械手自動(dòng)回到原位狀態(tài)。

圖6-20 機(jī)械手操作面板示意圖
三菱PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)范例（3）PLC程序設(shè)計(jì)
1.程序的總體結(jié)構(gòu)
如圖6-22所示為機(jī)械手系統(tǒng)的PLC梯形圖程序的總體結(jié)構(gòu)，將程序分為公用程序、自動(dòng)程序、手動(dòng)程序和回原位程序四個(gè)部分，其中自動(dòng)程序包括單步、單周期和連續(xù)工作的程序，這是因?yàn)樗鼈兊墓ぷ鞫际前凑胀瑯拥捻樞蜻M(jìn)行，所以將它們合在一起編程更加簡(jiǎn)單。梯形圖中使用跳轉(zhuǎn)指令使得自動(dòng)程序、手動(dòng)程序和回原位程序不會(huì)同時(shí)執(zhí)行。假設(shè)選擇“手動(dòng)”方式，則X0為ON、X1為OFF，此時(shí)PLC執(zhí)行完公用程序后，將跳過(guò)自動(dòng)程序到P0處，由于X0常閉觸點(diǎn)為斷開(kāi)，故執(zhí)行“手動(dòng)程序”，執(zhí)行到P1處，由于X1常閉觸點(diǎn)為閉合，所以又跳過(guò)回原位程序到P2處；假設(shè)選擇分“回原位”方式，則X0為OFF、X1為ON，跳過(guò)自動(dòng)程序和手動(dòng)程序執(zhí)行回原位程序；假設(shè)選擇“單步”或“單周期”或“連續(xù)”方式，則X0、X1均為OFF，此時(shí)執(zhí)行完自動(dòng)程序后，跳過(guò)手動(dòng)程序和回原位程序。

圖6-22 機(jī)械手系統(tǒng)PLC梯形圖的總體結(jié)構(gòu)
各部分程序的設(shè)計(jì)
（1）公用程序 公用程序如圖6-23所示，左限位開(kāi)關(guān)X12、上限位開(kāi)關(guān)X10的常開(kāi)觸點(diǎn)和表示機(jī)械手松開(kāi)的Y4的常開(kāi)觸點(diǎn)的串聯(lián)電路接通時(shí)，輔助繼電器M0變?yōu)镺N，表示機(jī)械手在原位。
公用程序用于自動(dòng)程序和手動(dòng)程序相互切換的處理，當(dāng)系統(tǒng)處于手動(dòng)工作方式時(shí)，必須將除初始步以外的各步對(duì)應(yīng)的輔助繼電器（M11-M18）復(fù)位，同時(shí)將表示連續(xù)工作狀態(tài)的M1復(fù)位，否則當(dāng)系統(tǒng)從自動(dòng)工作方式切換到手動(dòng)工作方式，然后又返回自動(dòng)工作方式時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)同時(shí)有兩個(gè)活動(dòng)步的異常情況，引起錯(cuò)誤的動(dòng)作。
當(dāng)機(jī)械手處于原點(diǎn)狀態(tài)（M0為ON），在開(kāi)始執(zhí)行用戶程序（M8002為ON）、系統(tǒng)處于手動(dòng) 狀態(tài)或回原點(diǎn)狀態(tài)（X0或X1為ON）時(shí)，初始步對(duì)應(yīng)的M1O將被置位，為進(jìn)入單步、單同期和連續(xù)工作方式作好準(zhǔn)備。如果此時(shí)M0為OFF狀態(tài)，M1O將被復(fù)位，初始步為不活動(dòng)步，系統(tǒng)不能在單步、單周期和連續(xù)工作方式下工作。
圖6-23 公用程序
（2）手動(dòng)程序 手動(dòng)程序如圖6-24所示，手動(dòng)工作時(shí)用X14～X21對(duì)應(yīng)的6個(gè)按鈕控制機(jī)械手的上升、下降、左行、右行、松開(kāi)和夾緊。為了保證系統(tǒng)的安全運(yùn)行，在手動(dòng)程序中設(shè)置了一些必要的聯(lián)鎖，例如上升與下降之間、左行與右行之間的互鎖；上升、下降、左行、右行的限位；上限位開(kāi)關(guān)X10的常開(kāi)觸點(diǎn)與控制左、右行的 Y2和 Y3的線圈串聯(lián)，使得機(jī)械手升到最高位置才能左右移動(dòng)，以防止機(jī)械手在較低位置運(yùn)行時(shí)與別的物體碰撞。

圖6-24 手動(dòng)程序
（3）自動(dòng)程序 如圖6-25所示為機(jī)械手系統(tǒng)自動(dòng)程序的功能表圖。使用通用指令的編程方式設(shè)計(jì)出的自動(dòng)程序如圖6-26所示，也可采用其它編程方式編程，在此不再贅述。
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