22项目六 任务7 机械手 PLC控制电路设计与运行

机床电气控制与PLC任务七

机械手PLC控制电路设计与运行

项目六PLC控制与继电控制机床电气控制与PLC（1）练习ROR、ROL、SFTR、SFTL、WSFR、WSFL等指令的基本使用方法'能够正确编制工业机械手PLC控制程序，（2）能够独立完成工业机械手PLC控制的线路安装：（3）能够按规定进行通电调试，当出现故障时，能根据设计要求独立检修，直至系统正常能力目标（1）掌握移位指令的功能及应用编程。（2）学会PLC控制系统输入/输出端口分配及接线方法。（3）熟练运用编程软件进行控制系统联机调试。（4）熟悉工业机械手PLC控制的工作原理和程序设计方法。知识目标（1）培养提升团队合作能力；（2）培养提升组织实施能力；（3）培养“6S”规范操作能力；（4）培养学生的工匠精神。素养目标任务目标

电工车间主任接到生产车间小刘电话，要求完成0607号机械手PLC控制电路设计与运行任务。电工车间主任将任务单派给了电工七组。机床电气控制与PLC工作任务编号为0607号机械手PLC控制电路设计与运行派工日期年

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日完成人员电工一组任务负责人小张完工日期年

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日验收人验收日期年

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日任务内容1.进一步了解0607号用PLC完成计机械手运行控制电路要求2.准备安装需要工具、仪表、器材和相关器材资料3.将相关技术材料交付车间档案室归档保存材料申请任务负责人填写：

负责人：任务验收此项填写验收时设备的主要验收技术参数，由任务完成负责人填写：

负责人：车间负责人评价负责人：

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日任务描述机床电气控制与PLC机械手在工业生产中应用广泛，如在汽车生产线上利用机械手可以完成工件的搬运、工件的焊接、汽车的组装等；在机械加工生产中，利用机械手可以将零件送入数控机床进行加工；在家用电器生产中利用机械手在线路板上安装电子元件等。本任务利用工厂中常见的气动机械手，学习工业设备控制系统的设计、安装与调试。

任务分析机械手运动如图6-62所示，机械手左上方为原点（初始位置），按原点一下降→夹紧工件一上升一右移一下降一松开工件一左移一回原点完成一个工作循环，实现把工件从A处移动到B处。机械手上升、下降、左右移动时用双线圈二位电磁阀推动气缸完成。机床电气控制与PLC

机械手在一个工作周期应实现的动作过程包括：（1）启动后，机械手由原点位置开始向下运动，直到下限位开关闭合为止。（2）机械手夹紧工件，时间为1s。（3）夹紧工件后向上运动，直到上限位开关闭合为止。（4）再向右运动，直到右限位开关闭合为止。（5）再向下运动，直到下限位开关闭合为止。（6）机械手将工件放到工作台B上，其放松时间为1s。（7）再向上运动，直到上限位开关闭合为止。（8）再向左运动，直到左限位开关闭合，一个工作周期结束，机械手返回到原位。。机床电气控制与PLC机械手处于原位时,上升限位开关X002、左限位开关X004均处于接通状态,移位寄存器数据输入接通,使M100线圈得电,Y005线圈接通,原位指示灯亮。按下启动按钮SB1,X000接通,产生移位信号,M100的“1”状态移位到M101,输出继电器Y000线圈得电,接通下降电磁阀,执行下降动作,由于上升限位开关X002断开,M100线圈断电,原位指示灯灭。下降到位时,下限位开关X001接通,产生移位信号,执行下降→夹紧→上升→右移→下降→松开→上升→左移,到达原位,完成一个工作周期,再次按下按钮时,将重复上述动作。按下停止按钮SB2时,X005接通,移位寄存器全部复位,系统停止工作。机床电气控制与PLC指令名称助记符功能号操作数[D·]n循环右移ROR（P）FNC30KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、ZK、H16位操作：n≤1632位操作：n≤32循环左移ROL（P）FNC31带进位右移RCRFNC32带进位左移RCLFNC33知识超市1.循环移位指令

循环移位指令包含循环右移指令和循环左移指令，见表。机床电气控制与PLC循环右移指令ROR的功能是将指定的目标组件中的二进制数按照指令中规定的移动的位数由高位向低位移动,最后移出的那一位将进入进位标志位M8022。循环右移指令梯形图格式如图6-66(a)所示。每执行一次ROR指令,n位的状态向量向右移一次,最右端的n位状态循环移位到最左端n位处,特殊辅助继电器M8022表示最右端的n位中向右移出的最后一位的状态。ROL指令功能是将指定的目标组件中的二进制数按照指令规定的每次移动的位数由低位向高位移动,最后移出的那一位将进入进位标志位M8022。循环左移指令梯形图格式如图6-63(b)所示。ROL指令的执行类似于ROR,只是移位方向相反,如图6-63(b)所示。图6-63循环移位指令1.循环移位指令

机床电气控制与PLC1.循环移位指令

循环移位指令还有带进位的循环右移指令FNC32RCR[D]n,将指定的目标组件中的二进制数按照指令规定的每次移动的位数由高位向低位移动,最低位移动到进位标志位M8022,M8022中的内容则移动到最高位。带进位的循环左移指令FNC33RCL[D·]n,将指定的目标组件中的二进制数按照指令规定的每次移动的位数由低位向高位移动,最高位移动到进位标志位M8022,M8022中的内容则移动到最低位。2.位移位指令

位移位指令包括位右移指令和位左移指令，见表。指令名称指令编号助记符操作数SDn1n2位右移FNC34（16）SFTR(P)X,Y,M,SX,Y,M,SK、H，

n2≤n1≤1024位左移FNC34（16）SFTL(P)机床电气控制与PLC2.位移位指令

位右移是指源操作数的低位从目的位高位移入,目的位组件向右移n2位,源位组件中的数据保持不变。位右移指令执行后,n2个源位组件中的数被传送到了目的位高n2位中,目的位组件中的低n2位数从其低位溢出。位左移是指源位组件的高位从目的位低位移入,低位组件向左移n2位,源位组件中的数据保持不变。位左移指令执行后,n2个源位组件中的数被传送到了目的位低n2位中,目的位组件中的高n2位数从其高位溢出。指令的梯形图如图6-64所示。在图6-64(a)中，X020由OFF变为ON时,按图6-64(a)所示顺序移位(3位1组):M2~M0中的数溢出,X002~X000→M8~M6，M8~M6→M5~M3，M5~M3→M2~M0。机床电气控制与PLC2.位移位指令

例如图6-65所示,X000=ON时,M20清零,Y000置“1”,即Y007~Y000=00000001,M20=0。第一次X006=ON时,执行SFTLP位左移指令,将Y000~Y007连同M20一起向左移1位,左移的结果为Y007~Y000=00000010;第二次X006=ON时,执行SFTLP位左移指令,又将Y000~Y007连同M20一起向左移了1位,结果变为Y007~Y000=00000100。X006接通8次后,Y000~Y007全部为零。机床电气控制与PLC2.位移位指令

例如图6-66所示,X000=ON时,M20清零,Y007置“1”,即Y007~Y000=10000000,M20=0。第一次X006=ON时,执行SFTRP位右移指令,将Y000~Y007连同M20一起向右移了1位,右移的结果Y007~Y000=01000000;第二次X006=ON时,执行SFTRP位右移指令,又将Y000~Y007连

同M20一

起

向

右

移

了1位,结

果

变

为Y007~Y000=00100000。X006接通8次后,Y000~Y007全部为零。机床电气控制与PLC指令名称指令编号助记符操作数S（源地址）D（目标地址）n1n2字右移FNC36(16)WSFR(P)KnX,KnY,KnS,KnM,T,C，DKnY,KnS,KnM,T,C，DK,H,n2＜=nl<=512字左移FNC37(16)WSFL(P)3.字移位指令

字位移指令包括字右移指令和字左移指令，见表。字位移指令以字为单位，其工作的过程与位移位相似，可将n1个字右移或左移n2个字位，如图6-67所示。

本任务需团队合作完成。老师可根据班级人数、工位及设备情况将班级学生按4-6人一组分组。分组时应充分考虑学生认知水平、学习能力及动手能力，均衡各团队水平。机床电气控制与PLC团队角色团队成员组成任务分工及说明电工车间主任教师派发任务单并指导各团队工作项目经理各团队组长（1名学生）根据团队成员特点分配具体工作任务，并填写任务单及任务自查表操作工3-5名学生按照分工进行资料搜集、绘图、元器件检查、安装及调试等安全员1名学生监督团队成员工作过程，提醒规范操作、注意用电安全。任务角色机床电气控制与PLC输

入输

出编程元件地址功

能编程元件地址功

能X000启动按钮SB1Y000下降电磁阀YV1X001行程开关SQ1Y001夹紧电磁阀YV2X002行程开关SQ2Y002上升电磁阀YV3X003行程开关SQ3Y003右移电磁阀YV4X004行程开关SQ4Y004左移电磁阀YV5X005停止按钮SB2Y005原位指示灯HL任务实施１.I/O地址分配机床电气控制与PLC2.PLC控制电路接线机械手PLC控制电路接线如图6-68所示。机床电气控制与PLC3.编写梯形图程序机械手PLC控制梯形图程序,如图6-69所示。图6-69机械手PLC控制梯形图程序机床电气控制与PLC4.程序调试（1）PLC的I/O接拆线应在断电情况下进行，即先接线，后上电；先断电，后拆线。（2）调试单元和实验板上的插线不能插错或短路。（3）调试中如PLC的CPU状态指示灯报警，应分析原因，排除故障后再继续运行程序。用FX2n编程软件将梯形图输入PLC后，将PLC置于RUN状态，运行程序，按下启动按钮SB1，观察机械手的动作情况是否与控制要求一致，如果动作情况和控制要求一致，表明程序正确，保存程序；如果发现运行情况和控制要求不相符，应仔细分析，找出原因，重新修改，直到机械手动作情况和控制要求一致为止。5.注意事项机床电气控制与PLC

本任务对学生从任务资讯、元件的应用、电路分析、方案制定结果、操作实施正确性、项目总结报告及学习态度等多方面进行考核,采取教师评价和学生评价相结合的方式,将学生学习情况及任务完成情况评价验收。任务评价任务内容配分任务评分标准评

分自我评价团队评价教师评价输入输出分配表10分1）输入信号少选或错选

每个扣2分2）输出信号少选或错选

每只扣2分PLC线路安装10分1）输入信号不按照接线图安装

每只扣2分2）输出信号不按照接线图安装

每只扣2分3）损坏元件

每只扣10分程序编写20分1）是否会新建程序

每处扣5分2）是否会熟练使用基本指令

每处扣5分3）是否会监控程序

每处扣5分4）是否会修改调试程序

每处扣5分功能实现30分1