楊保香,武欣竹,韓斌慧
(西安航空職業(yè)技術學院,陜西 西安 710089)
基于SIEMENS PLC的機械手控制分析
楊保香,武欣竹,韓斌慧
(西安航空職業(yè)技術學院,陜西 西安 710089)
本文以機械手為研究對象,采用西門子S7—200 PLC對機械手的運動過程進行控制,這些運動包括手臂上下、左右直線運動,手爪夾緊、松開動作和機械手整體旋轉運動等。所采用的動力機構是步進電機,能夠做到精確控制。同時在多個行程開關傳感器的保護下,保證了這些運動的精準。
PLC;機械手;控制分析
機械手是現(xiàn)代自動控制領域中出現(xiàn)的一項新技術,成為現(xiàn)代制造生產(chǎn)系統(tǒng)中的一個重要組成部分。本文的控制系統(tǒng)采用小型S7—200 PLC,它適用于各種場合中的自動控制、檢測、監(jiān)測等,同時具備編程簡單、控制靈活、可靠性高等優(yōu)點。
1.1控制要求
本文需要機械手按既定的動作,完成將傳送帶A上的物品等搬至B,其示意圖如圖1所示。
圖1 機械手動作示意圖
1.2控制系統(tǒng)設計的動作分析
(1)初始狀態(tài):機械手處于原位狀態(tài),即右限SQ3,下限SQ5受壓。(2)按下啟動按鈕,傳送帶B開始運行,同時機械手從右下限開始上升。(3)機械手上升至上限位,SQ4動作,上升動作結束,同時機械手開始左旋動作。(4)機械手旋轉至左限位,SQ2動作,左旋動作結束,同時機械手開始下降動作。(5)機械手下降至下限位,SQ5動作,下降動作結束,同時傳送帶A開始起動。(6)傳送帶A將工件送入光電開關檢測區(qū),SQ6動作,傳送帶A停止運行,同時機械手開始抓物動作。(7)機械手抓住工件,SQ1動作,抓物動作完成,同時機械手再次上升。(8)機械手上升至上限位開關SQ4動作,上升動作停止,同時機械手開始右旋動作。(9)機械手右旋至右限位,SQ3動作右旋動作停止,同時機械手開始下降動作。(10)機械手下降至下限位,SQ5動作,下降動作結束,同時機械手開始放物動作,延時5 s后,放物動作完成。
機械手要求精度非常高,所以系統(tǒng)采用的是步進電機,步進電機的轉速、停止的位置只取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)。當步進驅(qū)動器接收到一個脈沖信號,它就驅(qū)動步進電機按設定的方向轉動一個固定的角度,稱為“步距角”,它的旋轉是以固定的角度一步一步運行的??梢酝ㄟ^控制脈沖個數(shù)宋控制角位移量,從而達到準確定位的目的;同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉動的速度和加速度,從而達到調(diào)速的目的。
表1 I/O端口分配表
本文的機械手控制系統(tǒng)所采用的PLC是SIEMENS公司生產(chǎn)的S7-200 CPU226型。一共使用了8個輸入點。8個輸出點。I/O分配如表1所示。
整個機械手的控制流程如圖2所示。
實踐證明PLC在機械手控制系統(tǒng)中起到了十分重要的作用。但在PLC控制的過程中,還有諸多問題需要注意。本文就控制過程中的幾項關鍵問題提出了自己的一些看法。實踐證明,PLC控制下的機械手在自動化搬運方面取得了良好的效果。
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[3] 張波.多功能上下料用機械手液壓系統(tǒng)[J].液壓與氣動,2002.2.
圖2 控制流程圖
TG65
B
1671-0711(2016)09(上)-0106-02
本文為西安航空職業(yè)技術學院2014年度院級課題“3KG級高速桁架機械手及料倉的設計與分析”(項目編號:14XK-ZL001)的階段性成果。