机械手自动控制

广东水利电力职业技术学院

电气与PLC控制技术项目六

机械手自动控制

机械手自动控制

学习目标知识目标 (1)掌握三菱FX系列PLC步进指令的用法； (2)掌握状态转移图的编程方法、及其转换梯 形图的编程规则； (3)掌握机械手自动控制的工作原理。 (4)了解PLC控制程序结构化程序设计方法。 (5)熟悉PLC顺序控制系统的程序设计方法。 (6)掌握PLC控制系统设计的方法和步骤。

机械手自动控制

能力目标 (1)掌握控制系统常用的工作方式及控制面板的 设计； (2)掌握用PLC对简易机械手控制的设计方法； (3)掌握工程中PLC的选型及硬件配置。

机械手自动控制

6.1 任务分析机械手是工业机器人系统中传统的任务执行机构， 是机器人的关键部件之一。 机械手可避免人体受到高温、腐蚀及有毒气体等因 素的危害，降低工人的劳动强度。

图6-1 机械手工作示意图

机械手自动控制

6.2 状态转移图及步进顺控指令6.2.1 状态转移图 状态转移图是一种用状态继电器来 表示的顺序功能图(Sequential Function Chart,简称 SFC图), 是FX系列PLC专门用于编制顺序控制程 序的一种编程方式。S20X1

Y1SET Y2

S21X2

Y3

机械手自动控制

6.2.3

状态图中的基本元素 主要由步(静步/动步)、转移条件、有 向线3个要素组成。S0-S9 触点或电路块 线圈指令 或 功能指令

初始步转移条件1 有 向 线 工作步1 转移条件2

动作1S20-S899 动作1 动作2

动作2

工作步2

机械手自动控制

状态图的构成规则： 1、步与步不能直接相连，必须用转移分开。 2、转移与转移不能相连，必须用步分开。 3、步与步之间的连接采用有向线，从上→下 或由左→右画时，可以省略箭头。当有向线 从下→上或由右→左时，必须画箭头，以明 示方向。 4、至少有一个起始步。S20 Y1 X1 S21

SETY3

Y2

X2

机械手自动控制

6.2.4 状态图的基本形式 6.2.4.1 单一序列与选择序列

3

5

d4 e 5 6

e 9

f 11

g

7 m

8 n

12 p

13(c)

(a)

(b)

单一序列

选择序列

机械手自动控制

6.2.4.3 并行序列 用于表示系统的几个同时工作的独立部分的 工作情况

3

2

d 4 6(a) 8

5e 9 (b)

7

分支

合并

机械手自动控制

6.2.2 步进顺控指令(STL和RET) 6.2.2.2 STL指令S22 S22 X2 S23 LD S23 Y2 X2 SET S23 STL Y2 STL OUT LD SET STL S22 Y2 X2 S23 S23

a)状态图

b)梯形图 图6-3 STL指令使用说明

c)语句表

机械手自动控制

STL指令用于“激活”某个状态。 与STL相连的起始接点要使用LD、LDI指令。 使用STL指令使新的状态置位，前一状态复位。 在STL接点接通转为断开后，仍要执行一个扫描 周期。 STL指令仅对状态继电器有效。

机械手自动控制

6.2.2.3 RET指令 RET指令用于返回主母线，其梯形图符号为 RET 。 状态转移程序的结尾必须使用RET步进返回指令。S 20 Y1 X7 SET S 21 RET X1 Y5

机械手自动控制

6.2.5 步进顺控指令应用注意事项一、与STL步进触点相连的触点应使用LD或LDI 指

令。最后一个STL电路结束时必须使用RET指 令，否则会出现“程序语法错误”信息。二、初始状态可由其他状态驱动，但运行开始 时，必须用其他方法预先作好驱动，否则状态 流程不可能向下进行。 三、STL触点可以直接驱动或通过别的触点驱 动Y、M、S、T等元件的线圈和应用指令。

机械手自动控制

6.2.5 步进顺控指令应用注意事项四、由于CPU只执行活动步对应的电路块， 因此，使用STL指令时允许双线圈输出，即 不同的STL触点可以驱动同一软元件的线圈 ，但是同一软元件的线圈不能在同时为活 动步的STL区内出现。 状态软元件S在状态转移图中不能重复 使用，否则会引起程序执行错误。

机械手自动控制

6.2.5 步进顺控指令应用注意事项五、在步的活动状态的转移过程中，相邻两 步的状态继电器会同时ON一个扫描周期，可 能会引发瞬时的双线圈问题。 所以，虽然相同编号的线圈可以出现在 相邻或者不相邻的状态上，但要慎用相邻状 态出现相同编号的定时器。

机械手自动控制

六、并行流程或选择流程中每一分支状态的支路 数不能超过8条，总的支路数不能超过16条。 七、若为顺序不连续转移(即跳转),不能使用 SET指令进行状态转移，应改用OUT指令进行 状态转移。 八、STL触点右边不能紧跟着使用入栈(MPS)指 令，也不能与MC、MCR指令一起使用。 九、需要在停电恢复后继续维持停电前的运行状 态时，可使用S500~S899停电保持状态继电 器。