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外圆磨床气动机械手的PLC控制系统设计

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作者:JZ Editor来源:JZ Robot网址:http://www.jiezhongcnc.com/h-nd-90.html
PLC控制系统设计


外圆磨床自动上下料气动机械手的PLC控制系统设计


  一、机械手控制系统的基本功能要求


  1、本机械手要具有回原点,手动(点动)和自动(单步、连续)控制的操作方式。

  2、手动操作。用按钮操作对机械手的每一种运动单独进行控制。

  3、回原点操作方式。按下回原点启动按钮,机械手自动返回原点位置。

  4、自动操作。包括单步操作和连续运行两种操作方式。操作前提是机械手需处在原点位置上。

  (1)、单步操作。每按一次按钮,机械手完成一步动作后自动停止。

  (2)、连续运行。系统一旦启动,机械手的动作将自动地连续不断地周期性循环。期间若按停止按钮,要完成一个完整的动作循环才停止。


  二、PLC的选型及I/O地址分配


  根据上述功能要求,机械手的控制系统需设计成单级式,以实现对机械手各驱动器件的控制。根据工艺要求、控制功能等综合考虑,本系统选用三菱FZ2N-48MR微型PLC,其输入为24点,输出为24点。I/O端子接线图如图四所示。

  输入信号包括:四种工作方式旋转开关、六种点动运动按钮以及用于检测各气缸行程的位置检测开关(伸缩和回转气马达各采用2个行程开关)。

  由于控制气缸的电磁阀线圈1DT-6DT均为24V直流电压,故将其接至Y0-Y5,且均设指示灯指示。以便于观察和监视。考虑断开电流时电磁阀线圈会在其两端产生极高的感应电压的问题,在每一个电磁阀线圈两端并接了续流二极管。除外,还设有故障报警指示及原点指示。

  为了防止PLC停电后再来电会自行启动,有碍安全,设置了外部接触器来控制PLC的电源。另外,还设置了紧急停止开关。


PLC控制系统设计


  三、PLC程序设计


  为增强本程序的可读性及简化程序,整个软件系统采用模块化结构,以方便指令中的IST状态初始化指令来进行设计。

  总软件系统包括初始化电路、故障报警程序、点动操作程序、回原点程序及自动操作程序五大模块构成,分别解决单个问题,然后再进行综合。图五为经销商系统模块图。

  初始化电路:由于要用到IST指令,考虑到本系统省略了部分模式,故需借助辅助继电器进行模式选择输入的分配。

  故障报警程序:本系统中,将时间程序控制和行程程序控制结合起来,扬长避短,使系统既有时间控制的检测功能,又有行程控制的功能。为此,使用了ANS指令。不管机械手处于哪种工作方式,其每一个动作的期间中,若给定的延时时间已到,但行程开关仍未能到位闭合,说明系统出现故障,故障报警程序诊断报警。排除故障后,按复位按钮能消除故障指示及进行状态元件的成批复位。

  点动操作程序:可用单个按钮分别控制三个气缸的电磁阀工作,实现点动控制。

  回原点程序:按下启动按钮,可使机械手自动返回原点。

  自动操作程序:M8044检测原点状态,作为自动操作传送开始的条件。自动程序可实现:(1)单步操作:机械手在原点位置时,每次按启动按钮,执行一个工序。(2)连续运行操作:当机械手处于原位时,按启动按钮,机械手开始连续反复运行。在自动连续程序执行的期间李,若按下停止按钮使X17为1,系统都能完成一个完整的运动循环返回至原点才结束。

  图六为初始化电路,图七为自动操作程序状态转移图,其余模块的程序图略。


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  四、PLCo控制程序具有以下特点:


  (1)采用IST指令实现模块化设计,程序简洁,可读性好,调试方便,易于扩充。

  (2)具有回原点、手动及自动操作(单步和连续运行操作)三种工作方式。

  (3)回原点程序及自动操作程序都是用步进顺控方式编程的,以实现动作的连续顺序执行。

  (4)采用ANS指令组成故障报警陈故乡。故障排除后,可进行复位以消除故障指示及执行过的状态元件警醒复位(采用成批复位指令ZRSTP)。


  气动机械手是工业及非产业界的重要生产和服务性设备,也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备。气动机械手的设计和制造涉及到机械、电气控制、液压和气压传动等方面的专业知识。而机电液(气)一体化是工业自动化发展的必然趋势。


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