傳送指令在機械手搬運機構中的應用

摘要：介紹了YL-235型系統裝置機械手搬運機構的工作原理，討論了左移指令在機械手搬運過程中的應用。控制機械手完成任務的方法很多，左移指令的使用讓編程初學者更容易接受。

關鍵詞：PLC；傳送指令；機械手

0 YL-235型光機電一體化裝置機械手

亞龍YL-235型光機電一體化實訓考核裝置的各種機械采用電控氣閥—氣缸驅動，物料采用電動機—傳送機構（或傳送帶）輸送。檢測采用磁性開關、光電開關、接近開關、行程開關等工業上常用的傳感器發出檢測信號。控制采用可編程序控制器（PLC）和交流變頻器以及配套的電氣控制線路。

圖1 機械手搬運機構

機械手搬運機構的實物圖如圖1所示。整個搬運機構能完成四個自由度動作：手臂伸縮、手臂旋轉、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：機械手臂伸出、縮回，由雙向電控氣閥控制；旋轉氣缸：機械手臂的正反轉，由雙向電控氣閥控制；磁性傳感器：檢測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，當單向電控氣閥得電，手爪夾緊時磁性傳感器有信號輸出，單向電控氣閥斷電，手爪松開；接近傳感器：機械手臂正轉和反轉到位后，接近傳感器信號輸出；緩沖器：旋轉氣缸高速正轉和反轉到位時，起緩沖減速作用。

1 控制方案

1.1 控制要求

（1）設備在初始狀態且在正常情況下，按啟動按扭后，送料電機驅動放料盤旋轉，將物料從儲料盤中送出。光電傳感器檢測到物料到達，送料電機停止轉動，機械手手臂伸出，手爪下降抓物，然后手爪提升，手臂縮回，手臂向右旋轉到右限位，手臂伸出，手爪下降將物料放到進料口，最后機械手返回原位重新開始下一個流程。

（2） 設備的初始狀態為儲料盤中有物料，機械手在左限位置，手爪提升氣缸、旋轉氣缸、雙桿氣缸的活塞桿縮回，手指處于松開狀態；送料電機停止。

（3）若突發故障需要進行急停，可按下急停按鈕。松開急停按鈕，設備繼續執行原流程。

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

1.2 控制方案

本控制采用S7-200作為控制器，通過用戶程序實現對機械手搬運機構的邏輯控制，可靠實現機械手的啟、停和各種動作。PLC全部采用開關量控制，輸入量包括啟動、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、手臂右轉、緊急停止，共12點；輸出量包括料盤電機、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、手臂右轉，共9點。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，分別是字節傳送、字傳送，雙字傳送、實數傳送。根據表1可知，機械手一個流程總共有12個動作，一個字節的最大存儲數值是255，所以選用字節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。當允許輸入EN有效時，將一個無符號的單字節數據IN傳送到0UT中。IN和0UT的尋址范圍如表2所示，移動字節（MOVE）指令將輸入字節（IN）移至輸出字節（OUT），不改變原來的數值。

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中存放不同的數值，機械手就有不同的動作，比如VB0=1時，機械手手臂伸出，VB0=2時，機械手手臂下降。SM0.1在上電時執行一次掃描周期，將VB0存儲地址中的值清零，為機械手的正確動作做好準備。當機械手走完一個流程時（即第12個動作走完），對VB0存儲地址中的值清零，為機械手下一流程動作做好準備。

3結束語

機械手搬運機構在工業自動化生產過程中應用非廣泛，其控制方法也很多，有用步進指令控制的、也有寄存器左移指令控制的……，用MOV_B指令控制機械手搬運機構是借鑒了企業的做法。在工廠，工人師傅希望用最簡單的方法解決問題，并且他們習慣將問題順序處理。這種方法在教學中也得到了驗證，學生容易、也樂意接受，并且試驗和現場應用表明，利用PLC傳送指令控制機械手完成各種動作，具有較高的穩定性和準確性。

圖3 控制程序

參考文獻：

馬新榮.PLC左移指令在機械手搬運機構中的應用[J].電工技術，2010，8（40）

作者簡介：張永杰（1970年—），女，中級講師，從事于電工教學和電機控制的研究。