傳送指令在機(jī)械手搬運(yùn)機(jī)構(gòu)中的應(yīng)用

摘要：介紹了YL-235型系統(tǒng)裝置機(jī)械手搬運(yùn)機(jī)構(gòu)的工作原理，討論了左移指令在機(jī)械手搬運(yùn)過程中的應(yīng)用?？刂茩C(jī)械手完成任務(wù)的方法很多，左移指令的使用讓編程初學(xué)者更容易接受。

關(guān)鍵詞：PLC；傳送指令；機(jī)械手

0 YL-235型光機(jī)電一體化裝置機(jī)械手

亞龍YL-235型光機(jī)電一體化實(shí)訓(xùn)考核裝置的各種機(jī)械采用電控氣閥—?dú)飧昨?qū)動(dòng)，物料采用電動(dòng)機(jī)—傳送機(jī)構(gòu)（或傳送帶）輸送。檢測(cè)采用磁性開關(guān)、光電開關(guān)、接近開關(guān)、行程開關(guān)等工業(yè)上常用的傳感器發(fā)出檢測(cè)信號(hào)?？刂撇捎每删幊绦蚩刂破鳎≒LC）和交流變頻器以及配套的電氣控制線路。

圖1 機(jī)械手搬運(yùn)機(jī)構(gòu)

機(jī)械手搬運(yùn)機(jī)構(gòu)的實(shí)物圖如圖1所示。整個(gè)搬運(yùn)機(jī)構(gòu)能完成四個(gè)自由度動(dòng)作：手臂伸縮、手臂旋轉(zhuǎn)、手爪上下、手爪緊松。手爪提升氣缸：提升氣缸采用雙向電控氣閥控制，氣缸伸出或縮回可任意定位；雙桿氣缸：機(jī)械手臂伸出、縮回，由雙向電控氣閥控制；旋轉(zhuǎn)氣缸：機(jī)械手臂的正反轉(zhuǎn)，由雙向電控氣閥控制；磁性傳感器：檢測(cè)手爪提升氣缸處于伸出或縮回位置；手爪： 抓取物料由單向電控氣閥控制，當(dāng)單向電控氣閥得電，手爪夾緊時(shí)磁性傳感器有信號(hào)輸出，單向電控氣閥斷電，手爪松開；接近傳感器：機(jī)械手臂正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)到位后，接近傳感器信號(hào)輸出；緩沖器：旋轉(zhuǎn)氣缸高速正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)到位時(shí)，起緩沖減速作用。

1 控制方案

1.1 控制要求

（1）設(shè)備在初始狀態(tài)且在正常情況下，按啟動(dòng)按扭后，送料電機(jī)驅(qū)動(dòng)放料盤旋轉(zhuǎn)，將物料從儲(chǔ)料盤中送出。光電傳感器檢測(cè)到物料到達(dá)，送料電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，機(jī)械手手臂伸出，手爪下降抓物，然后手爪提升，手臂縮回，手臂向右旋轉(zhuǎn)到右限位，手臂伸出，手爪下降將物料放到進(jìn)料口，最后機(jī)械手返回原位重新開始下一個(gè)流程。

（2） 設(shè)備的初始狀態(tài)為儲(chǔ)料盤中有物料，機(jī)械手在左限位置，手爪提升氣缸、旋轉(zhuǎn)氣缸、雙桿氣缸的活塞桿縮回，手指處于松開狀態(tài)；送料電機(jī)停止。

（3）若突發(fā)故障需要進(jìn)行急停，可按下急停按鈕。松開急停按鈕，設(shè)備繼續(xù)執(zhí)行原流程。

（4）按下停止按鈕，機(jī)械手無論在一個(gè)流程的什么位置，都必須完成到該流程，設(shè)備才能停止。

1.2 控制方案

本控制采用S7-200作為控制器，通過用戶程序?qū)崿F(xiàn)對(duì)機(jī)械手搬運(yùn)機(jī)構(gòu)的邏輯控制，可靠實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的啟、停和各種動(dòng)作。PLC全部采用開關(guān)量控制，輸入量包括啟動(dòng)、停止、送物料出、手爪夾緊、手爪提升、手爪下降、手臂伸出、手臂縮回、手臂左轉(zhuǎn)、手臂右轉(zhuǎn)、緊急停止，共12點(diǎn)；輸出量包括料盤電機(jī)、手爪夾緊、手抓松開、手抓下降、手抓提升、手臂伸出、手臂縮回、手臂左轉(zhuǎn)、手臂右轉(zhuǎn)，共9點(diǎn)。因此選用S7-200CPU226CN完全能夠滿足控制要求。

1.3 I/O口分配表

表1 I/O口地址分配表

S7-200CPU226CN的I/O口地址分配見表1。

3 控制程序

3.1 MOVE指令介紹

MOVE指令有MOVB，MOVW，MOVD，MOVR四類，分別是字節(jié)傳送、字傳送，雙字傳送、實(shí)數(shù)傳送。根據(jù)表1可知，機(jī)械手一個(gè)流程總共有12個(gè)動(dòng)作，一個(gè)字節(jié)的最大存儲(chǔ)數(shù)值是255，所以選用字節(jié)傳送就能滿足編程要求。

圖2 MOV_B指令格式 表2 MOV_指令尋址范圍表

在梯形圖中，字節(jié)傳送指令以功能框的形式編程，如圖2所示，指令名稱為MOV_B。當(dāng)允許輸入EN有效時(shí)，將一個(gè)無符號(hào)的單字節(jié)數(shù)據(jù)IN傳送到0UT中。IN和0UT的尋址范圍如表2所示，移動(dòng)字節(jié)（MOVE）指令將輸入字節(jié)（IN）移至輸出字節(jié)（OUT），不改變?cè)瓉淼臄?shù)值。

3.2 程序編寫

控制程序如圖3所示，程序編寫使用了MOV_B指令，給VB0中存放不同的數(shù)值，機(jī)械手就有不同的動(dòng)作，比如VB0=1時(shí)，機(jī)械手手臂伸出，VB0=2時(shí)，機(jī)械手手臂下降。SM0.1在上電時(shí)執(zhí)行一次掃描周期，將VB0存儲(chǔ)地址中的值清零，為機(jī)械手的正確動(dòng)作做好準(zhǔn)備。當(dāng)機(jī)械手走完一個(gè)流程時(shí)（即第12個(gè)動(dòng)作走完），對(duì)VB0存儲(chǔ)地址中的值清零，為機(jī)械手下一流程動(dòng)作做好準(zhǔn)備。

3結(jié)束語

機(jī)械手搬運(yùn)機(jī)構(gòu)在工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)過程中應(yīng)用非廣泛，其控制方法也很多，有用步進(jìn)指令控制的、也有寄存器左移指令控制的……，用MOV_B指令控制機(jī)械手搬運(yùn)機(jī)構(gòu)是借鑒了企業(yè)的做法。在工廠，工人師傅希望用最簡(jiǎn)單的方法解決問題，并且他們習(xí)慣將問題順序處理。這種方法在教學(xué)中也得到了驗(yàn)證，學(xué)生容易、也樂意接受，并且試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用表明，利用PLC傳送指令控制機(jī)械手完成各種動(dòng)作，具有較高的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。

圖3 控制程序

參考文獻(xiàn)：

馬新榮.PLC左移指令在機(jī)械手搬運(yùn)機(jī)構(gòu)中的應(yīng)用[J].電工技術(shù)，2010，8（40）

作者簡(jiǎn)介：張永杰（1970年—），女，中級(jí)講師，從事于電工教學(xué)和電機(jī)控制的研究。