传统的往返各两次比较更加节省时间

,

效率更高。

3 　系统软硬件设计

整个机械手的控制

,

是通过向系统提供符合要求

的开关信号来实现的。具体地讲

,

就是按机械手的动

作要求

, PLC

通过信号采集、控制液压系统的电磁换

向阀的通断电

,

实现装置的自动或手动上下料。系统

的硬件主要由机械本体、液压驱动系统、

PLC

控制系

统组成

,

软件系统主要通过

PLC

的编程实现。

3

11　液压驱动系统

液压系统原理图如图

3

所示

,

在该系统中

,

为防

止各种干扰影响手指抓取工件

,

故采用双泵供油

;

手

部的夹紧和松开动作的控制

,

是由双作用式活塞缸配

合凸轮和连杆机构组合驱动

,

实现卡爪的圆弧开合

;

手腕、小手臂、大手臂的摆动则是由摆动液压马达实
现

,

手腕、小手臂可在相互垂直的两平面内摆动

,

大

手臂可正反旋转

180

°

;

为防止突然断电时手指松开

和大、小臂倒下来

,

在手指夹紧油缸和大、小臂油缸

的控制回路中采用液控单向阀

,

并在液压回路中配置

限位开关、压力继电器和位置传感器来实现动作的换
接控制。同时还设置急停、复位按钮

,

以及防干扰的

互锁、故障报警等装置。

图

3

　液压系统图

3

12　PLC控制系统

根据系统控制信号的数量

,

本系统选用三菱

FX

ON

- 60MR - D

型可编程控制器。该

PLC

自带编程

器

,

能实现离线及在线编程

,

还可以结合实际的工程

要求

,

调整控制程序

,

实现机械手的不同动作

,

实现

了柔性化设计。

图

4

　

PLC

主程序流程图

该机械手在

PLC

控制下可

实现手动、连续动作两种工作
方式

,

主程序流程图如图

4

所

示

,

手动方式是指利用按钮对

机械手每步动作单独进行控
制

,

连动方式是指机械手根据

控制信号自动循环执行每步动
作

,

直至收到停止信号。系统

启动后

,

根据工序要求

,

通过

旋转按钮确定机械手的工作方式

,

如果选择单动则执

行手动程序

,

否则默认执行连动程序。

PLC

的自动控制程序的编写方法很多

,

根据本次

设计中机械手的特点

,

要求每一个动作严格按顺序执

行

,

因此采用步进指令编写

,

可保证机械手的运行有

条不紊

,

即使出现误动作也不会造成混乱

,

图

5

即为

机械手动作过程控制的梯形图。其动作执行过程如
下

:

系统启动

,

机械手处于待料状态

,

获得取料信号

后机械手开始动作

,

从原点出发按工序自动循环工

作

,

直到收到停止信号

,

机械手在完成最后一个周期

的工作后返回原点

,

自动停机。

图

5

　机械手动作过程控制梯形图

为避免因压力不足或机械手动作不到位造成的误

动作

,

系统设置了延时报警系统

,

如图

6

所示。

图

6

　延时报警系统梯形图

当某一液压缸因故障被

卡超过设定时限

,

延时报警

系统将动作

:

设

Y5

为控制

该缸动作的继电器

, X5

为

对应动作的限位

,

若该动作

超时

,

对应的时间继电器

T4

将动作

,

则

T4

的动合触

点接通

,

首先接通

Y18,

切

断电源

,

停机。因故障排除

按钮为动作

,

内部继电器

R0

未导通

,

则

Y16

接通

,

与之相连的报警蜂鸣器通电发声报警

,

与此同时

,

R901C

导通后周期性地通断

,

通过已接通的

T0

导通

Y17,

使与之相连的报警指示灯不停闪烁

,

提醒工人

排除故障

,

从而避免故障加重造成损失。一旦按下故

障排除按钮

, X14

接通

,

内部继电器导通

,

其通断触

电打开

,

蜂鸣器停止报警

,

报警灯熄灭。

4 　结束语

本系统采用

PLC

对数控机床上下料机械手进行

控制

,

实现了手动、连动、互锁、状态显示、延时报

警等功能

,

具有较强的抗干扰能力和良好的可靠性。

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《机床与液压》

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