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基于三菱fx2n48mrplc的-機(jī)械手電氣控制設(shè)計(jì)(編輯修改稿)

2026-01-11 02:23 本頁(yè)面

　

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】操作)，對(duì)控制的要求也各不相同，目前普遍需要通用性高的控制系統(tǒng)。PLC的出現(xiàn)受到了廣大工程技術(shù)人員的歡迎，其主要特點(diǎn)包括以下幾個(gè)方面。(1) 功能完善。 (2)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通用性強(qiáng)。(3)編程方便，使用簡(jiǎn)易。 (4)設(shè)計(jì)、施工和調(diào)試的周期短。(5)抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高。 (6)體積小，維護(hù)操作方便。 PLC在其產(chǎn)生的初期由于價(jià)格高等原因，使它的使用受到了限制。但近年來(lái)，PLC的應(yīng)用逐漸廣泛起來(lái)，主要原因有兩個(gè)：一是微處理器的芯片和相關(guān)元件的價(jià)格不斷下降；二是PLC自身的功能大大增強(qiáng)。PLC的應(yīng)用面很廣，在工廠自動(dòng)化和計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CMS)內(nèi)占有重要地位。目前PLC在國(guó)內(nèi)外己廣泛應(yīng)用于鋼鐵、采礦、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、造紙、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂(lè)等各個(gè)行業(yè)，使用情況大致可歸納為六種類型：①開(kāi)關(guān)量的邏輯控制。②模擬量控制。③運(yùn)動(dòng)控制。④過(guò)程控制。⑥數(shù)據(jù)處理。⑥通信及聯(lián)網(wǎng)。機(jī)械手控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要包括兩個(gè)方面：一個(gè)是機(jī)械方面的設(shè)計(jì)（動(dòng)作示意圖如圖圖三所示），另一個(gè)就是電氣控制方面的設(shè)計(jì)（信號(hào)輸入輸出表格一）。這兩個(gè)方面既相互獨(dú)立，又有很多的聯(lián)系，在設(shè)計(jì)機(jī)械結(jié)構(gòu)的時(shí)候不僅需要考慮電氣部分是否能夠?qū)崿F(xiàn)，而且也要考慮是否存在加工時(shí)的問(wèn)題，在設(shè)計(jì)電氣部分時(shí)，也要考慮是否有這樣的機(jī)械結(jié)構(gòu)能夠滿足要求。第三章機(jī)械手的硬件和軟件設(shè)計(jì)I/O分配表x1啟動(dòng)x12左移x2停止x13右移x3回原點(diǎn)x14加緊x4單步x15放松x5單周期x16油泵啟/停x6手動(dòng)x17原點(diǎn)x7自動(dòng)x20左限位X10上升x21右限位x11下降x22上限位　　x23下限位表格一 I/O分配表格PLC外圍接線圖圖三 PLC的外圍接線圖急停按鈕采用帶鎖的，常閉觸點(diǎn)，按下后旋轉(zhuǎn)復(fù)位：手動(dòng)／自動(dòng)按鈕采用旋扭，一邊常閉，一邊常通；其余按鈕均采用觸點(diǎn)觸發(fā)方式，按下即接通，松開(kāi)即復(fù)位。在此系統(tǒng)中，共用勒4個(gè)限位開(kāi)關(guān)：上升限位開(kāi)關(guān)、下降限位開(kāi)關(guān)、左限位開(kāi)關(guān)和右限位開(kāi)關(guān)。限位開(kāi)關(guān)主要是用來(lái)控制機(jī)械手在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的停止時(shí)刻和位置。 (1)上升限位開(kāi)關(guān)。上升限位開(kāi)關(guān)用于控制機(jī)械手在整體上升時(shí)的位置，防止機(jī)械手向上運(yùn)動(dòng)超出范圍。事先在機(jī)械工作平臺(tái)上方的合適位置上安裝好限位開(kāi)關(guān)，當(dāng)機(jī)械手逐漸上升，直到接觸到工作臺(tái)上方的限位開(kāi)關(guān)時(shí)，PLC控制機(jī)械手停止上升。 (2)下降限位開(kāi)關(guān)。下降限位開(kāi)關(guān)用于控制機(jī)械手在整體下降時(shí)的位置，防止機(jī)械手向下運(yùn)動(dòng)超出范圍。事先在機(jī)械工作平臺(tái)下方的合適位置上安裝好限位開(kāi)關(guān)，當(dāng)機(jī)械手逐漸下降，直到接觸到工作臺(tái)下方的限位開(kāi)關(guān)時(shí)，PLC控制機(jī)械手停止下降。 (3)左限位開(kāi)關(guān)。左限位開(kāi)關(guān)用于控制機(jī)械手手臂向左運(yùn)動(dòng)時(shí)的定位，防止機(jī)械手手臂運(yùn)動(dòng)到位后過(guò)沖。事先在機(jī)械工作平臺(tái)的合適位置上安裝好限位開(kāi)關(guān)，當(dāng)機(jī)械手手臂向左運(yùn)動(dòng)，直到接觸到工作臺(tái)左邊的限位開(kāi)關(guān)時(shí)，PLC控制機(jī)械手手臂停止向左運(yùn)動(dòng)。(4)右限位開(kāi)關(guān)。右限位開(kāi)關(guān)用于控制機(jī)械手手臂向右運(yùn)動(dòng)時(shí)的定位，防止機(jī)械手手臂運(yùn)動(dòng)到位后過(guò)沖。事先在機(jī)械工作平臺(tái)的合適位置上安裝好限位開(kāi)關(guān)，當(dāng)機(jī)械手手臂向右運(yùn)動(dòng)，直到接觸到工作臺(tái)右邊的限位開(kāi)關(guān)時(shí)，PLC控制機(jī)械手手臂停止向右運(yùn)動(dòng)。根據(jù)系統(tǒng)的控制要求，此機(jī)械手工作時(shí)的動(dòng)作有以下幾個(gè)步驟。 (1)旋鈕置于自動(dòng)方式，按下啟動(dòng)按鈕，工作臺(tái)開(kāi)始工作。 (2)機(jī)械手在油缸的驅(qū)動(dòng)下上升至設(shè)定位置。 (3)機(jī)械手在到達(dá)設(shè)定的高度后，開(kāi)始左移，同時(shí)左限位器檢測(cè)是否到位。 (4)若右限位檢測(cè)到位后，則機(jī)械手在油缸的驅(qū)動(dòng)下下降至設(shè)定位置；下限位檢測(cè)若到位，則機(jī)械手在下限位抓緊工件。 (5)手爪抓緊工件后，機(jī)械手上升至設(shè)定位置。 (6)上升到位后，機(jī)械手開(kāi)始右移至設(shè)定位置。 (7)手臂右移到位后，開(kāi)始下降至設(shè)定位置。 (8)下降到位后，手爪松開(kāi)，放下工件。 (9)放下工件后機(jī)械手再次上升至設(shè)定位置。(10)上升到位后，就往左移，一個(gè)周期完成。（11）動(dòng)作示意圖夾緊右移工件傳送機(jī)械左移下降上升放松工件 B點(diǎn) A點(diǎn)圖三動(dòng)作示意圖本文采用三菱 FX2N系列可編程控制器設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的，它功能強(qiáng)大，既可以作為用戶開(kāi)發(fā)控制程序使用，同時(shí)也可實(shí)時(shí)監(jiān)控用戶程序執(zhí)行的狀態(tài)。以上介紹了械手的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，以及PLC的外圍電路連接，這是控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)，該部分設(shè)計(jì)的好與壞直接影響控制系統(tǒng)的功能。軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)都是在機(jī)械結(jié)構(gòu)或硬件結(jié)構(gòu)確定后才開(kāi)始，一般采用自上而下的設(shè)計(jì)方式，即先設(shè)計(jì)出控制系統(tǒng)的框圖，然后按照具體的控制過(guò)程細(xì)化下去，接著完成梯形圖的設(shè)計(jì)，最后總成調(diào)試。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，會(huì)由于缺少經(jīng)驗(yàn)或者考慮不周等各種原因，造成設(shè)計(jì)出的系統(tǒng)不能滿足控制的要求，或者沒(méi)有按照設(shè)計(jì)的要求來(lái)運(yùn)行等問(wèn)題主要來(lái)自于兩個(gè)方面：一個(gè)是機(jī)械結(jié)構(gòu)方面的原因；另一個(gè)是軟件設(shè)計(jì)方面的時(shí)序問(wèn)題。在硬件方面主要有機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和PLC的外圍硬件連接部分。對(duì)于機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，完成一個(gè)多關(guān)節(jié)機(jī)械手的設(shè)計(jì)需要較好的機(jī)械設(shè)計(jì)與制造方面的知識(shí)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中既要考慮整體結(jié)構(gòu)的平衡性、各個(gè)部分的連接和動(dòng)力配置及傳送問(wèn)題，還要考慮它的可加工性，可加工性是整個(gè)系統(tǒng)的重中之重。因此在設(shè)計(jì)過(guò)程中，不僅需要設(shè)計(jì)整體的框架，同時(shí)還要考慮各種傳感器、限位開(kāi)關(guān)，以及油缸和電磁閥的擺放，預(yù)留出相應(yīng)的位置和安排線路的空間，并且要考慮到各種設(shè)備的安裝，以及更換是否方便等問(wèn)題。對(duì)于PLC連接外部設(shè)備方面，主要是一些按鈕和儀器、儀表的設(shè)置，還有對(duì)外圍一些電磁閥和繼電器的控制。注意考慮元件正負(fù)極的區(qū)別，并正確連接到PLC上，如果是對(duì)繼電器等進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，在輸出點(diǎn)還需并聯(lián)突波吸收二極管等保護(hù)裝置，防止電流回流對(duì)PLC造成損壞。

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