本文以日本OMRON的C系列P型PLC為基礎，介紹PLC在機械手步進(jìn)控制中應用，并給出了詳細的程序設計過(guò)程機械手 該程序已在工業(yè)機械手中獲得了應用，具有穩定、可靠的性能，可供同類(lèi)設計參考PLC
 
    1 引言
    機械手是工業(yè)自動(dòng)控制領(lǐng)域中經(jīng)常遇到的一種控制對象PLC 機械手可以完成許多工作，如搬物、裝配、切割、噴染等等，應用非常廣泛PLC 應用PLC控制機械手實(shí)現各種規定的工序動(dòng)作，可以簡(jiǎn)化控制線(xiàn)路，節省成本，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。圖1 是機械手搬運物品示意圖。

圖1 機械手搬物示意圖
    圖中機械手的任務(wù)是將傳送帶A上的物品搬運到傳送帶B。為使機械手動(dòng)作準確，在機械手的極限位置安裝了限位開(kāi)關(guān)SQ1、SQ2、SQ3、SQ4、SQ5，對機械手分別進(jìn)行抓緊、左轉、右轉、上升、下降動(dòng)作的限位，并發(fā)出動(dòng)作到位的輸入信號。傳送帶A上裝有光電開(kāi)關(guān)SP，用于檢測傳送帶A上物品是否到位。機械手的起、停由圖中的起動(dòng)按鈕SB1、停止按鈕SB2控制。
    傳送帶A、B由電動(dòng)機拖動(dòng)。機械手的上、下、左、右、抓緊、放松等動(dòng)作由液壓驅動(dòng)，并分別由六個(gè)電磁閥來(lái)控制。
    2 機械手的動(dòng)作流程
    傳送帶B處于連續運行狀態(tài)，故不需要用PLC控制。
    機械手及傳送帶C 順序動(dòng)作的要求是：
    1) 按下起動(dòng)按鈕SB1時(shí)，機械手系統工作。首先上升電磁閥通電，手臂上升，至上升限位開(kāi)關(guān)動(dòng)作；
    2) 左轉電磁閥通電，手臂左轉，至左轉限位開(kāi)關(guān)動(dòng)作；
    3) 下降電磁閥通電，手臂下降，至下降限位開(kāi)關(guān)動(dòng)作；
    4) 啟動(dòng)傳送帶A運行，由光電開(kāi)關(guān)SP檢測傳送帶A上有無(wú)物品送來(lái)，若檢測到物品，則抓緊電磁閥通電，機械手抓緊，至抓緊限位開(kāi)關(guān)動(dòng)作；
    5) 手臂再次上升，至上升限位開(kāi)關(guān)再次動(dòng)作；
    6) 右轉電磁閥通電，手臂右轉，至右轉限位開(kāi)關(guān)動(dòng)作；
    7) 手臂再次下降，至下降限位開(kāi)關(guān)再次動(dòng)作；
    8) 放松電磁閥通電，機械手松開(kāi)手爪，經(jīng)延時(shí)2秒后，完成一次搬運任務(wù)，然后重復循環(huán)以上過(guò)程。
    9) 按下停止按鈕SB2或斷電時(shí)，機械手停止在現行工步上，重新起動(dòng)時(shí)，機械手按停止前的動(dòng)作繼續工作。
    根據對機械手的順序動(dòng)作要求，可以畫(huà)出時(shí)序圖如圖2所示。由時(shí)序圖可作出圖3所示的機械手動(dòng)作流程圖。

圖2 機械手佛那故作布序圖

圖3 機械手動(dòng)作流程圖
    3 PLC選型及其I/O點(diǎn)編號分配
    3.1 PLC的選型
    由于機械手系統的輸入/輸出接點(diǎn)少，要求電氣控制部分體積小，成本低，并能夠用計算機對PLC進(jìn)行監控和管理，故選用日本OMRON（立石）公司生產(chǎn)的多功能小型C20P主機。該機輸入點(diǎn)為12，輸出點(diǎn)為8。內部主要有：136個(gè)輔助繼電器、16個(gè)特殊功能繼電器、160個(gè)保持繼電器、8個(gè)暫存繼電器、48個(gè)定時(shí)/計數器、64個(gè)16位數據存貯器。
    3.2 I/O點(diǎn)編號分配
    根據圖3所示的機械手動(dòng)作流程圖，可以確定電氣控制系統的I/O點(diǎn)分配，如表1所示。
表1 機械手控制I/O分配表

根據圖3流程圖和表1的I/O分配表，可以編制出狀態(tài)轉移圖如圖4所示。

圖4 機械手狀態(tài)轉移圖
    4 編程及程序運行
    4.1 用步進(jìn)指令編程
    根據圖4狀態(tài)轉移圖，編制的步進(jìn)梯形圖程序如圖5所示。

    圖5中，“全部輸出禁止”部分的作用是在停止時(shí)禁止全部輸出，使機械手停止在現行的工步上；重新起動(dòng)時(shí)又能從停止前的工步繼續動(dòng)作。
    在狀態(tài)由HR010轉移至HR000的條件中，增加了保持繼電器的常閉觸點(diǎn)，其作用是：當機械手工作在某一中間工步時(shí)，若PLC斷電或停止運行，機械手停止在中間工步上。PLC復電或重新投入運行后，由于保持繼電器HR具有狀態(tài)斷電保護的功能，因此在重新起動(dòng)時(shí)，中有某一個(gè)是斷開(kāi)的，使得HR000不能置位，機械手只能從停止前被置位的保持繼電器的后續工步繼續動(dòng)作。
    4.2 程序運行
    按下起動(dòng)按鈕SB1，輸入點(diǎn)0000為ON,則作為互鎖條件的輔助繼電器1000為ON，互鎖指令I(lǐng)L接通，IL與ILC之間的線(xiàn)圈正常工作，“全部輸出禁止”解除。若(抓圖1)常閉觸點(diǎn)都為ON，保持繼電器HR000接通，輸出點(diǎn)0503使上升電磁閥得電，手臂上升。當手臂上升到位時(shí)，上升限位開(kāi)關(guān)使輸入點(diǎn)0005閉合，保持繼電器HR001 接通，HR000復位，輸出點(diǎn)0501使左轉電磁閥得電，手臂左轉。......以后每當一步動(dòng)作到位，限位條件滿(mǎn)足時(shí)，狀態(tài)轉移，進(jìn)行下一工步動(dòng)作。當狀態(tài)轉移到HR008為ON時(shí)，輸出點(diǎn)0506使放松電磁閥得電，機械手放松，同時(shí)定時(shí)器TIM00計時(shí)。當計時(shí)2秒到，狀態(tài)又轉移到HR000，程序又重新從第一工步開(kāi)始循環(huán)。
    停止時(shí)，按下停止按鈕SB2，0001斷開(kāi)，輔助繼電器1000為OFF，互鎖指令斷開(kāi)，全部輸出被禁止，但各保持繼電器的狀態(tài)是斷電保護的，機械手停在現行的工步上。當重新按起動(dòng)按鈕時(shí)，互鎖指令接通，停止前的輸出被恢復，機械手繼續在停止前某保持繼電器為ON的工步動(dòng)作。
    5 結束語(yǔ)
    本文介紹了日本OMRON公司生產(chǎn)的C系列P型小型多功能PLC在機械手步進(jìn)控制中的設計應用OMRON 說(shuō)明了機械手的動(dòng)作原理，設計要求，程序設計方法OMRON 本文介紹的程序已在實(shí)際生產(chǎn)中獲得了成功的應用。