物料搬运机械手控制系统设计,本文是一篇关于物料搬运论文范文，可作为相关选题参考,和写作参考文献。
物料搬运论文参考文献：
摘 要：机械手的全部动作均由汽缸驱动,而汽缸又由相关的电磁阀控制.其中,上升/下降、伸出/收缩和放松/夹紧均由一个线圈两位置的电磁阀控制.物料搬运机械手PLC控制系统是一个以PLC为核心控制器、汽缸、电磁阀、传感器为 设备所构成的PLC单机控制系统.这个系统以PLC硬件电路、气动控制电路为基础,以PLC控制軟件（控制程序）为核心.
关键词：PLC；机械手；物料；FX系列
一、物料搬运机械手的工作原理
本设计中的气动物料搬运机械手任务是将工作件从A处搬运到运输带上的B处,然后由运输带将工作件运输出去.机械手的全部动作均由汽缸驱动,而汽缸又由相关的电磁阀控制.其中,上升/下降、伸出/收缩和放松/夹紧均由一个线圈两位置的电磁阀控制.
在机械手“取和放”搬运系统中,定义原点为左下方所到达的极限位置,机械手处于放松状态.机械手的工作过程为：启动后机械手夹紧工作-夹住工作件上升到顶端-横向移动到右端-下降到B处-机械手松开,把工作件放到B处-机械手上升到顶端-横向左移到左极限-下降到下线原点处,如此循环往复.若中途按停止按钮,机械手并不立即停止,而是在当次循环所有过程都执行完后回到原点才能停止.
二、FX系列PLC步进顺序指令
在实际应用中不难发现,用基本逻辑指令实现较复杂的顺序控制时,程序设计困难,梯形图比较复杂,不易理解.状态转移图编程就是针对这些问题而问世的.PLC厂家为了方便用户的应用,开发出步进顺序控指令,使复杂的程序得以方便地实现.FX系列PLC的步进顺控指令有两条：一条为步进触电（步进开始）指令STL,一条是步进返回（步进结束）指令RET.
STL步进触电指令用于“启动”某个状态,操作组件为状态继电器S0～S899.RET指令用于返回主母线,其表示状态（S）流程的结束.每个状态器有3个功能：驱动有关负载、指定转换目标和指定转移条件.状态S40驱动输出Y000,其转换条件为X001,当X001的常开触点闭合时,状态S40向S41转换.STL触电和母线相连,和STL相连的起始触电要用LD、LDI指令.使用STL指令后,相当于母线右移到STL触点右侧,一直到出现下一条STL指令或者出现RET指令为止.RET指令使右移后的母线回到原来的母线.使用STL指令使新的状态置位,前一状态自动复位.STL指令和RET指令是一对步进（开始和结束）指令.在一系列指令STL后,加上RET指令,表明步进梯形指令功能的结束,LD点返回到原来母线.
三、控制电路设计
1.明确输入/输出设备,分配PLC的I/O地址
（1）确定输入/输出点.根据控制要求分析,机械手PLC输入设备有1个启动按钮、1个停止按钮、气爪的抓紧释放检测开关1个、升降汽缸的位置检测开关2个和伸缩汽缸的位置检测开关2个.由此确定,PLC需要7个输入点.
本设计需要控制伸缩汽缸的伸出和缩回、升降汽缸的上升和下降和气爪的夹紧和释放,故需要5路控制输出信号.由此确定,PLC需要5个输出点和其连接.
（2）PLC的选择.PLC的选择主要根据输入/输出点数以及输入/输出形式来选择.本系统共需要7个输入点和5个输出点,为考虑系统将来的扩展裕量（20%的裕量）,应选择输入点为9个,输出点为6个的小型PLC以满*项目的控制要求.接触器的电压和电流要根据其中控制的伸缩汽缸、升降汽缸和气爪的额定电压和电流选择,电磁阀要根据伸缩汽缸和升降汽缸的功率选择.
（3）系统控制电路.物料搬运机械手PLC控制系统的PLC控制短路.如图1所示.
四、PLC控制程序设计
根据系统要求和控制系统的具体情况绘制程序流程图或状态转移图,这是整个程序设计的核心部分.采用合理的编程方法设计PLC程序,程序要以满足系统控制要求为主线,逐一编写实现控制功能或各子任务的程序,逐步完善系统指定的功能.
将设计好的程序用编程器或编程软件输入PLC中进行检查,修改程序中的错误.用模拟设备按照工艺要求和控制要求进行模拟调试,发现问题应立即修改和调整程序,直到满足工艺流程和控制要求为止.根据物料搬运机械手的工艺过程和I/O分配,绘制出系统的状态转移图.
状态转移图就是右状态和状态转移条件及转移方向构成的流程图.步进顺控的编程过程就是设计状态转移图的过程,其一思想为：将一个复杂的控制过程分解为若干工作状态,搞清楚各状态的工作细节（各状态的功能、转移条件和转移方向）,再依据总的控制顺序要求,将这些状态联系起来,就形成了状态转移图.
参考文献：
[1]朱志伟,刘红兵.传感器原理和检测技术[M].南京：南京大学出版社,2012.
[2]李智明. 电气控制和PLC及变频器技术应用[M].北京：清华大学出版社,2012.
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