机械手控制系统的硬件结构与工作方式

  1.硬件结构

  为了满足生产的需要,很多设备要求设置多种工作方式,例如手动方式和自动方式,后者包括连续、单周期、单步、自动返回原点几种工作方式。手动程序比较简单,一般用经验法设计,复杂的自动程序一般用顺序控制法设计。

  图5-28中的机械手用来将工件从A点搬运到B点,操作面板如图5-29所示,图5-30是PIC的外部接线图。夹紧装置用单线圈电磁阀控制,输出84.1为1时工件被夹紧,为0付被松开。工作方式选择开关的5个位置分别对应于5种工作方式,操作面板左下部的6个按铅是手动按钮。为了保证在紧急情况下(包括PIC发生故障时)能可靠地切断PIC的负载电源,设置了交流接触器KV(见图5-30)。运行时按下"负载电源"按钮,使KV线圈得电并自锁,KV的主触点接通,给外部负载提供交流电源,出现紧急情况时用"紧急停车"按钮断开负载电源。

  2.工作方式

  系统设有手动、单周期、单步、连续和回原点5种工作方式。机械手从初始状态开始,将工件从A点搬运到B点,最后返回初始状态的过程,称为一个工作周期。

  1)在手动工作方式，用I0.5~I1.2对应的6个按钮分别独立控制机械手的升、降、左行、右行和松开、夹紧。

  2)在单周期工作方式的初始状态按下起动按钮 I2.6，从初始步 M0.0开始，机械手按顺序功能图(见图5-36)的规定完成一个周期的工作后，返回并停留在初始步。

  3)在连续工作方式的初始状态按下起动按钮，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，完成最后一个周期的工作后，系统才返回并停留在初始步。

  4)在单步工作方式，从初始步开始，按一下起动按钮，系统转换到下一步，完成该步的任务后，自动停止工作并停留在该步，再按一下起动按钮，才开始执行下一步的操作。单步工作方式常用于系统的调试。

  5)机械手在最上面和最左边且夹紧装置松开时，称为系统处于原点状态(或称初始状态)。在进入单周期、连续和单步工作方式之前，系统应处于原点状态。如果不满足这一条件，可以选择回原点工作方式，然后按起动按钮I2.6，使系统自动返回原点状态。

  3.程序的总体结构

  项目的名称为“机械手控制”(见随书光盘中的同名例程)，在主程序0B1中，用调用功能(FC)的方式来实现各种工作方式的切换(图5-31)。公用程序FC1是无条件调用的，供各种工作方式公用。由外部接线图可知，工作方式选择开关是单刀5掷开关，同时只能选择一种工作方式。符号表见图5-32

  方式选择开关在手动位置时调用手动程序FC2，选择回原点工作方式时调用回原点程序FC4。可以为连续、单周期和单步工作方式分别设计一个单独的子程序。考虑到这些工作方式使用相同的顺序功能图，程序有很多共同之处，为了简化程序，减少程序设计的工作量，将单步、单周期和连续这3种工作方式的程序合并为自动程序FC3。在自动程序中，应考虑用什么方法区分这3种工作方式。