入触点动作是产生的抖动引起的不良影响,滤波电路的时间常数决定了输入滤波时间的长短,其典型值为10ms左右。输出模块的滞后时间与模块的类型有关,继电器型输出电路的滞后时间一般在10ms左右;双向可空硅型输出电路在负载接通时的滞后时间约为1ms,负载由导通到断开时的最大滞后时间为10ms;晶体管型输出电路的滞后时间约为1ms。由扫描工作方式引起的滞后时间最长可达到两个多扫描周期。可编程序控制器总的响应延迟时间一般只有几十ms,对于一般的系统是无关紧要的。要求输入—输出信号之间的滞后时间尽量短的系统,可以选用扫描速度快的可编程序控制器或采取其他措施。
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第四章机械手PLC控制系统设计
4.1 机械手的工艺过程
机械手的结构和各部分动作示意图,如图下图所示。机械手的工作均由电机驱动,它的上升、下降、左移、右移都是有电机驱动螺纹丝杆旋转来完成的。 分析工艺过程
机械手的初始位置停在原点,按下启动后按扭后,机械手将下降——加紧工件——上升——右移——再下降——放松工件——在上升——左移八个动作,完成一个工作周期。机械手的下降、上升、右移、左移等动作转换,是由相应的限位开关来控制的,而加紧、放松动作的转换是有时间来控制的。
为了确保安全,机械手右移到位后,必须在右工作台上无工件时才能下降,若上次搬到右工作台上的工件尚未移走,机械手应自动暂停,等待。为此设置了一个光电开关,以检测“无工件”信号。
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图4-1 整体设计图
为了满足生产要求,机械手设置了手动工作方式和自动工作方式,而自动工作方式又分为单步、单周期和连续工作方式。
1) 手动工作方式:利用按钮对机械手每一步动作进行控制。例如,按下“下降”按钮,机械手下降;按下“上升”按钮,机械手上升。手动操作可用于调整工作位置和紧急停车后机械手返回原点。
2) 单步工作方式:从原点开始,按照自动工作循环的步序,每按一次启动按钮,机械手完成一步动作后自动停止。
3) 单周期工作方式:按下启动按钮,机械手按工序自动自动完成一个周期的动作,返回原点后停止。
4) 连续工作方式:按下按钮,机械手从原点,按步序自动反复连续工作,在连续工作方式下设置两种停车状态:
正常停车:在正常工作状态下停车。按下复位按钮,机械手在完成最后一个周期的工作后,返回原点自动停机。
紧急停车:在发生事故或紧急状态时停车。按下紧急停车按钮,机械手停止在当前状态。当故障排除后,需手动回到原点。
4.2 PLC控制系统
1.确定输入/输出点数并选择PLC型号
1)输入信号
位置检测信号:下限、上限、右限、左限共4个行程开关,需要4个输入端子。
“无工件检测”信号:用光电开关作检测元件,需要1个端子。
“工作方式”选择开关:有手动、单步、单周期和连续4种工作方式,需要4个输如端子。
手动操作:需要有下降、上升、右移、左移、加紧、放松6个按钮,也需要6个输入端子。
自动工作:尚需启动、正常停车、紧急停车3个按钮,也需要3个输入端子。
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以上共需要18个输入信号。 2)输出信号
PLC的输出用于控制机械手的下降、上升、右移、左移、加紧、放松以三个电动机转速的控制等,共需要11个输出点。机械手从原点开始工作,需要一个原点指示灯,也需要1个输出点。所以,至少需要6个输出点。
由于机械手的控制属于开关量控制,在功能上未提出特殊要求。因此任何型号的小型PLC均可满足要求。根据所需的I/O总点数并留有一定的备用量,可选用FX2N-48RM,其输入和输出各24点,继电器输出型。FX2N-48RM的各项工作参数已在第二章介绍,在此不在做介绍。 2.分配PLC的输入/输出端子
PLC的输入输出端子分配接线图,如图4-2所示。 3.PLC控制系统程序设计
为了方便编程,可将手动和自动程序分别编出相对独立的程序段,用跳转指令进行选择,控制系统程序结构框图,如图4-3所示。选择手动方式时,X3接同,跳过自动程序,执行手动程序;选择自动工作方式时,X3断开,执行自动程序。
图4-2 输入/输出分配接线图
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图4-3 总程序结构框图
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