備料機械手的控制編程

西安航空學院教務處 西安 710077

1 備料機械手簡介

柔性制造系統的備料機械手［1-2］，功能為根據控制要求從料口中獲取零件，送入數控銑床單元加工，加工后，工件轉送至下一個工序。備料機械手主體組成如圖1所示，包括揚臂同步帶傳動機構、旋轉行星齒輪傳動機構、水平移動支架及齒輪齒條傳動機構、托盤直線傳送單元、托盤轉向從動單元、軌道等組件［3-4］。

▲圖1 備料機械手主體組成

2 硬件組成

備料機械手的硬件由檢測元件、執行機構、控制元件組成。其中，檢測元件即傳感器部分，執行機構的作用是完成具體的機械動作［5-8］。備料機械手的工作狀態見表1。

3 控制流程圖

備料機械手獨立運行時具有自動、手動兩種控制方式。當選擇自動方式時，機械手為連續運行工作狀態。當選擇手動方式時，相當于步進工作狀態，即每按動一次啟動按鈕，系統按設計步驟運行一步。在系統運行期間，若按下停止按鈕，執行動作立即停止。再按下啟動按鈕，將在上一停止狀態繼續運行下一步動作。當發生突發事故時，應立即按下急停按鈕，系統將切斷可編程序控制器（PLC）負載供電，即刻停止運行，此時所有其它按鈕都不起作用。排除故障后，需旋起急停按鈕，并按下復位按鈕，待各機構恢復初始狀態后按下啟動按鈕，機械手方可重新開始運行。備料機械手控制流程如圖2所示。

4 控制程序

備料機械手采用西門子S7-200系列PLC實現控制［9-12］，部分主要程序如下：

表1 備料機械手的工作狀態

▲圖2 備料機械手控制流程圖

5 調試驗證

調試時，通過點對點通信電纜連接上位機及PLC，下載前述程序，按操作規程完成機械手的動作控制，觀察輸入接口板的狀態指示和輸出接口板的繼電器動作情況，待功能與機械手的控制要求吻合時，再實際連接機械手的輸入和輸出信號。經調試驗證，由S7-200系列PLC對備料機械手進行控制的結果與事先設計的情況一致，完全能達到實際應用的目的。