基于PLC的机械手控制系统设计.doc

湖南机电职业技术学院毕业设计（论文） 湖南机电职业技术学院湖南机电职业技术学院 HUNAN MECHANICAL According to applicable range can be divided into robots for and general manipulator two; According to the trajectory control mode can be divided into position control and continuous track control robots. The design of the manipulator and add plane rotation type and structure, the action of the manipulator by pneumatic cylinder driving, pneumatic cylinder of the corresponding electromagnetic valve to control, electromagnetic valve controlled by PLC. Drive the implementation of the component finish, can very convenient embedded in all kinds of industrial production line. Manipulator used PLC control, and has high reliability, change program flexible, and other advantages, whether for time control or travel control or mixed control, can be set to realize through PLC program. According to the order of the manipulator action can modify the program, so that more of the manipulator strong generality. Keywords: manipulator electromagnetic valve PLC 湖南机电职业技术学院毕业设计（论文） 目目录录 摘要摘要 .1 1 ABSTRACTABSTRACT .3 3 第一章第一章 绪论绪论 .3 3 1.1 机械手的概述 .3 1.1.1 机械手的简介 .3 1.1.2 机械手的类型 .3 第二章第二章 机械手总体方案的设计机械手总体方案的设计 .3 3 2.1 机械手的工作过程及控制要求 .3 2.1.1 机械手的基本结构 .3 2.1.2 机械手的控制要求 .3 2.2.3 机械手的控制方案设计 .3 2.2.4 机械手的手部结构 .3 2.2.5 机械手的主要参数 .3 第三章第三章 PLCPLC 的介绍与选择的介绍与选择.3 3 3.1 PLC 的特点 .3 3.2 PLC 的选型 .3 3.3 机械手 PLC 控制的设计 .3 3.3.2 确定所需的用户输入/输出设备 I/O 点数 .3 3.4 PLC 的选择 .3 分配 PLC I/O 点的编号（定义号） .3 3.5 PLC 程序设计 .3 自动操作程序 .3 设计小结设计小结 .3 3 致致 谢谢 .3 3 主要参考文献主要参考文献 .3 3 湖南机电职业技术学院毕业设计（论文） 第1章绪论 1.1 第一章第一章 绪论绪论 1.11.1 机械手的概述机械手的概述 1.1.11.1.1机械手的简介机械手的简介 机械手是模仿着人手的部分动作，按照给定程序、轨迹和要求能实现自动 抓取、搬运的自动机械装置。在工业生产中应用的机械手叫做“工业机械手” 。 在实际生产中，应用机械手可以提高生产的自动化水平和劳动生产率，可以减 轻劳动强度、保证产品质量、实现安全生产。尤其在高温、高压、低温、低压、 粉尘、易爆、有毒气体和放射性等恶劣的环境下，它代替人进行正常的工作， 意义更为重大。随着生产的发展，功能和性能的不断改善和提高，在机械加工、 冲压、锻、铸、焊接、热处理、电镀、喷漆、装配以及轻工业、交通运输业等 领域得到了越来越广泛的应用。 国内外对机器人及机械手所作的定义不尽相同。国际标准化组织(ISO)对机 器人的定义:“机器人是一种能自动定位、可控的可编程的多功能操作机。这类 操作机具有几个轴，在可编程序操作下，能处理各种材料、零件、工具和专用 装置，以执行各种任务。” 美国国家标准(NBS)对机器人的定义:“一种可编程，并在自动化控制下执 行某种特定操作和移动作业任务的机械装置。”日本工业机器人协会对工业机 器人的定义:“一种装备有记忆装置和最终执行装置，能够完成各种移动来代替 人类劳动的通用机器。”它又分为以下两种情况来定义:(1)工业机器人:“一种 能执行与人的上肢类似动作的多功能机器。”(2)智能机器人:“一种具有感觉 和识别能力，并能够控制自身行为的机器。” 1.1.21.1.2 机械手的类型机械手的类型 机械手一般分为三类。第一类是不需要人工操作的通用机械手，它是一种 独立的不附属于某一主机的装置。它可以根据任务的需要编制程序，以完成各 项规定工作。它的特点是除具备普通机械的物理性能外，还具备通用机械、记 忆智能的三元机械。第二类是需要人工操作的，称为操作机。它起源于原子、 军事工业，先是通过操作机来完成特定的作业，后来发展到用无线电信号操作 机械手来进行探测月球、火星等。第三类是专用机械手，主要附属于自动机床 或自动线上，用于解决机床上下料和工件传送。这种机械手在国外称为 湖南机电职业技术学院毕业设计（论文） “Mechanical Hand”，它是为主机服务的，由主机驱动，除少数外，工作程序 一般是固定的，因此是专用的。 第二章 机械手总体方案的设计 2.12.1 机械手的工作过程及控制要求机械手的工作过程及控制要求 2.1.12.1.1 机械手的基本结构机械手的基本结构 机械手是一个水平、垂直运动的机械设备，用来将工件由左工作台搬到右 工作台。有上升、下降运动，左移、右移运动和夹紧、放松动作和位置控制。 简易机械手在各类全自动和半自动生产线上应用得十分广泛，主要用于零部件 或成品在固定位置之间的移动，替代人工作业，实现生产自动化。本设计中的 机械手采用上下升降加平面转动式结构，机械手的动作由气动缸驱动，气动缸 由相应的电磁阀来控制，电磁阀由 PLC 控制驱动执行元件完成，能十分方便的 嵌入到各类工业生产线中。图 2-1 为机械手简图,其中 1-执行气爪，2-水平伸 缩气缸，3-旋转轴，4-竖直气缸，5-底座，6-工件， 。 图 2-1 机械手简图 这个机械手具有二个直线运动和一个旋转运动自由度用于将源工作台上的 物品搬到其左侧或右侧目的工作台上。机械手的直线动作由气缸驱动，气缸由 电磁阀控制，整个机械手在工作中能实现上升/下降、左传/右转、夹紧/放松功 能，是目前较为简单的、应用比较广泛的一种机械手。其升降运动通过升降气 缸、垂直导柱、滑动导柱、垂直导轨及升降位置微动开关相互配合完成，升降 工作行程为 0100mm、转动是通过旋转气缸实现、转动工作行程为 0180；手 湖南机电职业技术学院毕业设计（论文） 爪是通过气缸、弹簧的作用来夹持物品，夹持力是靠调节弹簧的预压缩调整。 机械手的基本结构由感知部分、控制部分、主机部分和执行部分四个方面 组成。采集感知信号及控制信号均由气动缸驱动。主机部分采用了标准型材辅 以模块化的装配形式，使得气动机械手能拓展成系列化、标准化的产品。人们 根据应用工况的要求，选择相应功能和参数的模块，像积木一样随意的组合， 这是一种先进的设计思想，代表气动技术今后的发展方向，也将始终贯穿着机 械手的发展及实用性模块化拼装的气动机械手比组合导向装置更具有灵活的安 装体系。它集成电接口和带电缆及气管的导向系统装置，使机械手运动自如。 由于采用了模块化拼装结构，可组成立柱型气动机械手、门架型气动机械手及 滑块型气动机械手，及其它各种类型的机械手。这些模块化机械手组装方便， 动作灵活，具有较高的定位精度，但工作空间比较小，主要应用于一般的送料 自动线上。气动机械手具有三个自由度，即水平(Z)方向自由度、垂直(Y)方向 自由度和旋转自由度，并可以采用多种灵活的控制方案。 图 2-1 中工件所处位置为原点位置，根据要求：机械手初始位置在原点位 置，每次循环动作都从原点位置开始，完成上升、下降运动，左移、右移运动 和夹紧、放松动作和位置控制，并能实现手动操作和自动操作方式。当机械手 在原点位置下启动按钮，系统启动，左传送带运转。当光电开关检测到物品后， 左传送带停止运行。根据分析可得出机械手的工作流程图，如图 2-2 所示。 原位下降夹紧上升右移 停止左移上升松开下降 下限延时 上限左限 启 动 右 限 图 2-2 机械手工作流程图 可见，实现要求功能需要如下条件： (1)底座与横梁之间需要旋旋转气缸，旋转气缸有叶片式和齿轮齿条式。叶 片式是圆筒型缸筒内部有个围绕芯轴转动的叶片，在叶片两侧通气时，气压推 动叶片绕芯轴转动形成转动。齿轮齿条式，是由齿轮和齿条啮合组成，气压推 动齿条做直线运动，齿条与齿轮啮合，齿条的运动会形成齿轮的转动。 (2)横梁在普通情况下，长度是固定的，如果工作台不进行调整，横梁长度 可永远不变。由于课题任务要求手臂可以伸出缩短，本设计中在横梁上安装了 执行气缸，可使用手动按钮调整横梁长度。 湖南机电职业技术学院毕业设计（论文） (3)竖直方向上是频繁上下工作的机构，可选用电机传动的齿轮齿条啮合机 构，也可选用执行气缸，后者是新技术更经济、环保、噪音低，也更符合课题 要求。 (4)抓紧机构也可选用气动执行爪和执行气缸并用组成气动执行模块。 (5)光电开关在控制方面是作为输入量的信号源之一，它可以选择模拟输入 和数字输入，根据课题要求和后面 PLC 的各输入量的情况，选用数字输送式的 光电开关更方便简捷。 根据以上分析，机械构造方案基本固定。整个机械手一共用到三个气缸， PLC 需要控制每个气缸的动作：横梁长气缸的内外调，执行气爪的夹持与放松、 竖导杆气缸的升降、各气缸的定位控制和旋转轴的定位控制，另外两个是工件 计数和故障报警。 2.1.22.1.2 机械手的控制要求机械手的控制要求 机械手的操作方式分为手动操作和自动操作，自动操作又分为单周期操作 和连续操作方式。手动操作是指用按钮对机械手的每一步运动单独进行控制； 单周期操作指机械手从原点开始，按启动按钮，机械手自动完成 1 个周期的动 作后停止；连续操作指机械手从原点开始，按启动按钮，机械手的动作将自动 地、连续不断地周期性循环。在工作中若按停止按钮，机械手将继续完成 1 个 周期的动作后，回到原点自动停止。 （1）机械手的自动运行： 下降：当机械手检测到传送带 A 上有工件时，有原点位置开始下降， 下降到位时，碰到下极限开关，机械手停止下降，同时接通加紧电磁阀线圈。 加紧工件：当机械手加紧到位时，压力继电器动合触电闭合，接通上 升电磁阀线圈。 上升：当机械手夹紧到位时，机械手开始上升，上升到位时，碰到上 极限开关，机械手停止上升，同时接通右移电磁阀线圈。 右移：当机械手上升到位时，机械手开始右移，右移到位时，碰到有 极限开关，机械手停止右移，同时接通下降电磁阀线圈。 下降：当机械手右移到位时，机械手重新开始下降，下降到位时，碰到 下极限开关，机械手停止下降，同时释放加紧电磁阀线圈。 放松工件：放松动作为时间控制，设为 2 秒。 上升：工件放松后，机械手开始上升，上升到位时，碰到上极限开关， 湖南机电职业技术学院毕业设计（论文） 机械手停止上升，同时接通左移电磁阀线圈。 左移：机械手上升到位后，开始左移，左移到位时，碰到左极限开关， 机械手停止左移。 回到原位：机械手左移到位后，回到原点位置，再次自动启动传送带 A，当光电开关检测到工件后，又开始新的工作循环周期。 机械手的手动运行 （2）手动运行是指机械手的上升、下降、左移、右移及夹紧操作通过对应 的手动操作按钮控制，与操作顺序无关。 PLC 模块选择：电源模块，CPU 模块，输入模块，输出模块。其中输入和输 出模块都选用数字量的类型，输入量较多，选择 32 路模块，输出量较少选择 16 路的模块。 2.22.2 机械手的方案设计及其主要参数机械手的方案设计及其主要参数 2.2.12.2.1机械手的主要类型和自由度选择机械手的主要类型和自由度选择 手臂的机构基本上决定了操作机的工作空间范围，按机械手手臂运动的不 同运动的坐标形式和形态来进行分类，其座标型式可分为直角座标式、圆柱座 标式、球座标式和关节式。 （1）直角坐标型具有三个移动关节（PPP） ，可使手 部产生三个互相垂直的独立位移。由于其运动方程可独立处理，且为线性的， 具有定位精度高，控制简单等特点，但操作灵活性较差，运动速度低的特点。 （2）圆柱坐标型具有两个移动关节和一个转动关节（PPR） ，受部的坐标为 (z，r，)。这种操作机的优点是所占的空间尺寸较小，相对工作范围较大， 结构简单，手部可获得较高的速度。而缺点是手部外伸离中心轴愈远，其切向 线位移分辨精度愈低。通常用于搬运机器人。 （3）球座标型具有两个转动关节 和一个移动关节（RRP） ，优点是结构紧凑，所占空间尺寸小，但目前应用较少。 （4）关节型是模拟人的上肢而构成的。它具有三个转动关节（RRR） ，可绕铅垂 轴转动和绕两个平行于水平面的轴转动。具有结构紧凑，所占空间体积少，相 对工作空间大等特点，用于复杂设备当中。 由于本机械手在上下料时手臂具有升降、收缩及回转运动，在操作机中主 动关节的数目应等于操作机的自由度，因此，采用圆柱座标型式，相应的机械 手具有三个自由。 湖南机电职业技术学院毕业设计（论文） 2.2.22.2.2 机械手的驱动方案设计机械手的驱动方案设计 由于气压传动系统的动作迅速，反应 灵敏，阻力损失和泄漏较小，成本低廉因 此本机械手采用气压传动方式。 2.2.32.2.3 机械手的控制方案设计机械手的控制方案设计 考虑到机械手的通用性，同时使用点位控制，因此我们采用可编程序控制 器(PLC)对机械手进行控制。当机械手的动作流程改变时，只需改变PLC程序即 可实现，非常方便快捷。 2.2.42.2.4 机械手的手部结构机械手的手部结构 为了使机械手的通用性更强，把机械手的手部结构设计成可更换结构，当 工件是棒料时，使用夹持式手部;当工件是板料时，使用气流负压式吸盘。本 文设计的是抓握直径为5 20的零件。按照抓取工件的要求，本机械手的手 臂有三个自由度，即手臂的伸缩、左右回转和升降运动。手臂的回转和升降运 动是通过立柱来实现的，立柱的横向移动即为手臂的横移。手臂的各种运动由 气缸来实现。手臂的伸缩、升降运动由伸缩气缸来实现，回转由回转气缸实现。 第三章第三章 PLCPLC 的介绍与选择的介绍与选择 对于机械手的控制系统可以采用多种方式，如继电器控制、单片机控制、 PLC 控制等。但由于 PLC 可编程控制器操作灵活性强和稳定性较好，所以，我 们选择 PLC 控制。 3.13.1 PLCPLC 的的特点特点 可编程控制器是在计算机技术、通信技 术和继电器控制技术的发展基础上开发起来 的，现已广泛应用于工业控制的各个领域。 它以微处理器为核心，用编写的程序进行逻 辑控制、定时、计数和算术运算等，并通过 数字量和模拟量的输入/输出来控制机械设备 或生产过程。 湖南机电职业技术学院毕业设计（论文） 3.33.3 机械手机械手 PLCPLC 控制的设计控制的设计 （1）送料机械手的动作示意图如图 3-1 所示。启动控制有 2 种，1 个由启动开 关安装在现场，1 个由通过组态王软件控制。在控制面板上，安装一个档位开 关，分手动和自动两大档位，手动挡包括调试和回原位两档，自动挡分单步、 半自动和全自动三档，要求自动挡的操作必须在回原位的基础上才能进行。 原位 下降 夹紧 上升 右移 左移 上移 放松 下降 图 3-1 送料机械手的工作示意图 3.3.13.3.1 根据工艺过程分析控制要求根据工艺过程分析控制要求 机械手的全部动作有汽缸驱动，而汽缸又由相应的电磁阀控制。其中，上 升/下降和左移/右移分别由双线圈两位电磁阀控制。例如当下降电磁阀通电时， 机械手下降；当下降电磁阀断电时，机械手下降停止。只有当上升电磁阀通电 时，机械手才上升；当上升电磁阀端电时，机械手上升停止。同样，左移/右移 分别由左移电磁阀和右移电磁阀控制。机械的放松/加紧由一个单线圈两位置电 磁阀（称为加紧电磁阀）控制。当该线圈通电时，机械手加紧，该线圈断电时， 机械手放松。 当机械手处于原点时（即左限位开关和上限位开关合上） ，启动以后，机械 手移向 A 点，加紧工件，然后回到原位，移向 B 点，放下工件，再回到原位完 成一次动作。 当机械手右移到位并准备下降时，为了确保安全，必须在右工作台上无工 湖南机电职业技术学院毕业设计（论文） 作时才允许机械手下降。也就是说，若上一次搬运到右工作台上的工件尚未搬 走时，机械手应自动停止下降。 机械手的动作过程如图 3-2 所示。从原点开始，按下启动按钮时，下降电 磁阀通电，机械手下降。下降到底时，碰到下限位开关，下降电磁阀断电，下 降停止；同时接通夹紧电磁阀，机械手夹紧。夹紧后，上升电磁阀通电，机械 手上升。上升到顶时，碰到上位开关，上升电磁阀断电，上升停止；同时接通 右移电磁阀，机械手右移。右移到位时，碰到右限位开关，右移电磁阀断电， 右移停止。若此时右工作台上无工作，则光电开关接通，下降电磁阀通电，机 械手下降。下降到底时，碰到下限位开关，下降电磁阀断电，下降停止；同时 夹紧电磁阀断电，机械手放松。放松后，上升电磁阀通电，机械手上升。上升 到顶时，碰到上限位开关，上升电磁阀断电，上升停止；同时接通左移电磁阀， 机械手左移。左移到原点时，碰到左限位开关，左移电磁阀断电，左移停止。 至此，机械手经过八步动作完成一个周期。 机械手的操作方式分为手动操作方式和自动操作方式。自动操作方式又分 为单步、单周期和连续操作方式。 手动操作 手动操作：就是用按钮操作对机械手的每一种运动单独进行控制。例如， 当选择上/下运动时，按下启动按钮，机械上升；按下停止按钮，机械手下降。 当选择左右运动时，按下起动按钮，机械手左移；按下停止按钮，机械手右移。 当选择夹紧/放松运动时，按下起动按钮，机械手夹紧；按下停止按钮，机械手 放松。 单步操作 单步操作：每按一次起动按钮，机械手完成一步动作后自动停止 单周期操作 单周期操作：机械手从原点开始，按一下起动按钮，机械手自动完成一个 周期的动作后停止。在工作中若按一下停止按钮，则机械手停止重新起动时， 需要手动操作方式将机械手移回原点，然后按一下起动按钮，机械手又重新开 始单周期操作。 连续操作 连续操作：机械手从原点开始，按一下起动按钮，机械手的动作将自动的、 湖南机电职业技术学院毕业设计（论文） 连续不断地周期性循环。 在工作中若按一下停止按钮，则机械手动作停止。重新起动时，须用手动 操作方式将机械手移回原点，然后按一下起动按钮，机械手又重新开始连续操 作。 在工作中若按一下复位按钮，则机械手将继续完成一个周期的动作后，回 到原点自动停止。 3.43.4 PLCPLC 的选择的选择 该机械手的控制为纯开关量控制，且所要的 I/O 点数不多，因此选择一般 小型抵挡机即可。 该控制系统要实现的是步进控制，可以用一般 PLC 所具有的移位寄存器和 移位指令来编程，但若选择具有步进指令功能或鼓型控制器功能的 PLC，则实 现步进控制就更加方便了。 由于所要的 I/O 点数为 15/6 点，考虑到机械手操作的工艺固定，PLC 的 I/O 点基本上可不留裕量。根据资料的机型，可选择： (1)ACMY-S256 可选用 32 点主机（I/O 点数为 16/16）或 40 点主机（I/O 点 数为 24/16） 。 (2)GE-I/J（SR-10）其主机 I/O 点数为 15/9。或选用 GE-I（SR-20） ，采用 5 槽主机框架，一块 16 点输入模块，一块 8 点输出模块（或两块 8 点输入模块， 一块 8 点输出模块） 。 (3)F1-40M 其主机 I/O 点数为 24/16 点。 (4)具体选择何种机型，还需要比较价格，同时考虑使用维修方便等因素， 使之更加经济合理。故选择 F1-40M 机型。 3.4.13.4.1 分配分配 PLCPLC I/OI/O 点的编号（定义号）点的编号（定义号）3.3.23.3.2 确定所需的用户输入确定所需的用户输入/ /输出设备输出设备 I/OI/O 点数点数 名名 称称代号代号输入输入名名 称称代号代号输入输入名名 称称代号代号输出输出 启动SB1X0.1自动操作SB5X1.0电磁阀下降YV1Y0 下限行程SQ1X0.1单步SB6X1.1电磁阀夹紧YV2Y1 上限行程SQ2X0.2调试SB7X1.2电磁阀上升YV3Y2 右限行程SQ3X0.3回复SB8X1.3电磁阀右行YV4Y3 湖南机电职业技术学院毕业设计（论文） 由于不同记性的 PLC，其 I/O 点的编号不同，因此应根据所选择的机型， 对 PLC 的 I/O 点分配编号。如图 3-4 所示的编号。 3.53.5 PLCPLC 程序设计程序设计 为了便于编程,先绘制出整个控制程序的结构框图,如图 3-5 所示。 图 3-5 总结构程序框图 在该结构框图中，当操作方式选择开关置于“手动”时，输入点 X407 接通， 其输入继电器常闭接点断开，执行手动操作程序。 当操作选择开关置于“单步” 、 “单周期” 、 “连续”时，其对应的输入点 X410、X411、X412 接通，其输入继电器常闭接点断开，执行自动操作程序。 左限行程SQ4X0.4电磁阀左行YV5Y4 停止SB2X0.5上行灯指示EL1Y5 手动操作SB3X0.6下行灯指示EL2Y6 半自动操作SB4X0.7数字指示EL3Y7 湖南机电职业技术学院毕业设计（论文） 在执行自动操作时，如选择开关置于“连续”时，起动后辅助继电器 M200 接通，程序自动循环。操作选择开关置于“单步”时，M200 同样接通，程序也 可以循环，但必须是每按一次起动按钮执行一步。如果操作选择开关置于“单 周期”或运行过程中按下复位按钮时，则辅助继电器 N200 复位，程序执行完一 个周期（即机械手回到原点）时自动停止。 由于手动程序和自动程序采用了跳转指令，因此在着两个程序段可以采用 同样的一套输出继电器。 下面是各程序的设计。 3.5.23.5.2 自动操作程序自动操作程序 本设计是一个按顺序动作的典型步进控制。 步进控制可以用一般 PLC 都具有的位移寄存器来实现，但更方便的是用步 进指令和鼓形控制来实现。F1-40M 具有位移寄存器和步进指令的功能，本设计 用位移寄存器编程。 用移位器编程： 由于自动操作的控制比较，不容易直接设计出梯形图，因此可以先画出自 动的操作流程图，用以表明动作的顺序和条件，如图 3-7 湖南机电职业技术学院毕业设计（论文） 图 3-7 自动操作流程图 图 3-7 中，矩形方框代表完成某一动作的控制程序，方框之间的箭头线用 以表示程序的转换，箭头线上的小横线用以表示转换的条件。 当机械手处于原点时，压下上限位开关和左限开关，输入点 X402 和 X404 接通，产生原点指示输出。 机械手的动作从按下起动按钮开始，执行第一程序，产生下降输出，机械 手下降。当机械手下降到底碰到下限位开关时， 输入点 X401 接通，转入第二 湖南机电职业技术学院毕业设计（论文） 程序，产生夹紧输出并开始计时，机械手夹紧，经 3S 延时后。计时器 T450 动 作，转入第三程序，产生上升输出，机械手上升。当机械手上升。当机械手上 升到顶碰到上限位开关时，输入点 X402 接通，转入第四程序，产生右移输出， 机械手右移。当机械手右移到位碰到右限位开关时，输入点 X403 接通，转入第 五程序，当右工作台无工件时，光电开关发出信号使输入点 X405 接通，产生下 降输出，机械手下降。当机械手下降到底碰到下限位开关 X401 时，转入第六成 程序，产生放松输出并开始计时，机械手放松，经过 2s 延时后，计时器 T451 动作，转入第七程序，产生上升输出，机械手上升到顶碰到上限位开关 X402 时， 转入第八程序，产生左移输出，机械手左移。当机械手左移到原点位碰到左限 位开关 X404 时，又产生原点指示输出，完成了一个周期的动作。这时，如果是 单周期操作，则辅助继电器 M200 断开，机械手停止在原位，不在循环执行程序。 如果是连续操作，则辅助继电器 M200 接通，又开始从第一程序往下执行，然后 不断循环。 根据自动操作的流程图，就可以设计自动操作的梯形图如图 3-8 所示。 梯形图的控制原理： （1）连续及单周期操作 在连续及单周期操作方式下，单步输入点 X410 断开，输入继电器 X410 常闭接点闭合，将位移寄存器的位移输入直接接入输入端。 当机械手处于原点时，压下上限位开关和左限位开关，输入点 X402 和 X404 接通，Y435 接通，原点指示灯亮。 按下起动按钮，M120 接通并自保，移位器数据输入端接通，M100 置 “1” ，Y430 接通，下降电磁阀得电，机械手下降。 下降到底碰到下限位开关时，输入继电器 X401 接通，Y430 断开， 下降停止，同时产生移位信号，将 M100 的“1”态移到 M101。M101 的常开 接点将 Y431 接通，夹紧电磁阀的电，机械手夹紧工件，T450 开始计时。同 时，M101 的常闭接点将移位寄存器数据输入端断开，使 M100 置“0” 。 T450 延 3s 后，其常开接点闭合，产生移位信号，将 M102 置“1” ， M101 置“0” 。M102 的常开接点将 Y432 接通，上升电磁阀得电，机械手上升。 同时，M102 的常闭接点将移位寄存器数据输入端断开。 上升到顶碰到上限位开关时，输入继电器 X402 接通，Y432 断开，上 升停止，同时产生移位信号，将 M103 置“1” ，M102 置“0” ，M103 的常开接 湖南机电职业技术学院毕业设计（论文） 点将 Y433 接通，右移电磁阀得电，机械手右移。同时，M103 的常闭接点将 移位寄存器数据输入端断开。 右移到位碰到右限位开关时，输入继电器 X402 接通，Y432 断开， 右移停止，同时产生移位信号，将 M104 置“1” ，M103 置“0” 。M104 的常开 接点闭合，若此时右工作台无工件，则光电开关因露光而导通，其常开接点 使输入继电器 X405 接通，Y430 再次接通，机械手下降。同时，M104 的常闭 接点将移位寄存器数据输入端断开。若右工作台有工件，则光电开关因遮光 面断开，X405 断开，Y430 不能接通，机械手暂停等待。 湖南机电职业技术学院毕业设计（论文） 图 3-8 操作梯形图 湖南机电职业技术学院毕业设计（论文） 设计小结设计小结 1、本次设计的是气动自动上下料机械手，相对于专用机械手，此机械手 可用于各种生产中机械上下料，可配合不同的机械共同运作，适用面较广。 2、采用气压传动，动作迅速，反应灵敏，能实现过载保护，便于自动控 制。工作环境适应