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基于西门子PLC的移置机械手控制系统摘要：介绍了基于西门子PLC的移置机械手控制系统，提出了系统的工艺流程及控制要求，介绍了系统的组成、原理以及PLC的选型及资源配置，同时也给出了PLC程序的流程图、构成和相关设置。关键词：西门子PLC机械手中图分类号：TP241文献标识码：A文章编号：1007-9416（2014）03-0009-02机械手是在机械化、自动化过程中发展起来的一种新型装置。它能模仿人手部分动作，按照预先设定的程序，轨迹或其他要求，实现抓取，搬运工件或操纵工具的机械化装置。本文的移置机械手的设计，采取直角坐标式运动形式的机械手，液压驱动的方式，通过液压缸，阀，油泵，油箱等实现运动。同时采用PLC控制电磁换向阀，控制油缸的进油，从而控制机械手的直线移置运动，进而实现其自动化，具有提高生产效率，实现实时控制的意义。移动置机械手由PLC控制系统、驱动系统、和执行机构三大部分组成。机械手X方向移动通过液压缸带动手臂的伸缩来实现，Z向的移动通过伸缩液压缸带动手臂的移动来实现，Y向的移动同样通过液压缸带动移动来实现。1控制系统硬件设计控制系统采用西门子公司的s7-200系列PLC，CPU用226模块，采用AC/DC/Relay供电方式，输入17点，输出5点，I/O分配表如表1所示。2控制系统软件设计控制系统设有手动、单周、单步、连续和回原点5种工作方式。在手动工作方式下，用6个按钮分别独立控制机械手的升、降、左行、右行、夹紧、松开。在单周工作方式下，按下起动按钮后，机械手完成下降、夹紧、上升、右行、下降、松开、上升、左行一个周期的工作后，返回并停在初始步。在单步工作方式下，从初始步开始，按下起动按钮，系统转换到下一步，完成该步的任务后，自动停止工作并停在该步，再按下起按钮，又向前走一步。单步工作方式常用于系统的调试。在连续工作方式下，在初始状态按下起动按钮后，机械手从初始步开始，工作一个周期后又开始搬运下一个工件，反复连续地工作。按下停止按钮，并不马上停止工作，只有完成一个周期的工作后，系统才返回并停在初始步。机械手在最上面和最左边且平紧装置松开时，为系统处于原点状态。在进入单周期、连续、单步工作方式之前，系统处于原点状态，如不满这一条件，可以选择回原点工作然后按起动按钮，使系统自动返回原点状态。机械手的PLC控制程序可以分为公用程序，手动控制程序，自动控制程序以及初始化程序，下面主要介绍前面三部分。2.1机械手控制的公用程序公用程序是用于处理各种工作方式都要执行的任务，以及处理不同的工作方式之间的相互切换。在限位开关I0.4、上限位开关I0.2的常开触点和表示机械手松开的Q0.1的常闭触点的串联电路接通时，“原点条件M0.5变为ON。当机械手处于原点状态（M0.5ON），在开始执行用户程序（SM0.1为ON）、系统处于手动状态或自动回原点状态（I2.0或I2.0为ON）时，初始步对应的M0.0将被置位，为进入单步、单周期和连续工作方式做好准备。如果此时M0.5为OFF状态，M0.0将被复位，初始步为不活动步，按下起动按钮也不能进入步M2.0，系统不在单步、单周期和连续工作方式工作。当系统处于手动工作方式时，必须将图1中除初始步以外的各步对应的存储器位（M2.0～M2.7）复位，否则当系统从自动工作方式切换到手动工作方式，然后又反回自动工作方式时，可能会出现同时有个活动步的异常情况，引起错误的动作。在非连续方式下，I2.4的常才触点闭合，将表示连续工作状态的标志M0.7复位。2.2手动程序为了保证系统的安全运行，在手动程序中设置了一些必要的联锁：设置上升与下降之间、左行与右行之间的互锁，以防止功能相反的二个输出同时为ON，用限位开关I0.1～I0.4限制机械手移动的范围。用上限开关I0.2的常开触点与控制左、右行Q0.4和Q0.3的线圈串联，机械手升到最高位置才能左右移动，以防止机械手在较低位置动行时与别的物体相撞。（如图2）。2.3自动程序当机械手工作于自动工作方式时，其工作过程为：启动→手臂下降→手腕夹紧（抓物体，停止10秒）→手臂上升→右行→下降→手腕松开→手臂上升→左行→原点，等待下一个循环开始。如果中间按了停止按钮I2.7也必须等一个循环结束后才能停止。这个一个典型的顺序动作控制过程，可以顺序功能图来进行编程。3结语基于西门子PLC的移置机械手控制系统有很大的灵活性，当工艺过程改变时，等通过简单修改控制程序（主要是自动程序）来满足新的控制要求。参考文献[1]汪志锋.可编程序控制器原理与应用.西安电子科技大学出版社，2006.6：35-37.[2]夏辛明.可编程控制器技术及应用.北京理工大学出版社，2007.7：35-36.[3]王也仿.可编程控制器应用技术.机械工业出版社，2006.9：72-80.[4]廖常初.PLC编程及应用.机械工业出版社，2006.1：75-81PLC手动程序.