传送指令在机械手搬运机构中的应用

摘要：介绍了YL-235型系统装置机械手搬运机构的工作原理，讨论了左移指令在机械手搬运过程中的应用。控制机械手完成任务的方法很多，左移指令的使用让编程初学者更容易接受。

关键词：PLC；传送指令；机械手

0 YL-235型光机电一体化装置机械手

亚龙YL-235型光机电一体化实训考核装置的各种机械采用电控气阀—气缸驱动，物料采用电动机—传送机构（或传送带）输送。检测采用磁性开关、光电开关、接近开关、行程开关等工业上常用的传感器发出检测信号。控制采用可编程序控制器（PLC）和交流变频器以及配套的电气控制线路。

图1 机械手搬运机构

机械手搬运机构的实物图如图1所示。整个搬运机构能完成四个自由度动作：手臂伸缩、手臂旋转、手爪上下、手爪紧松。手爪提升气缸：提升气缸采用双向电控气阀控制，气缸伸出或缩回可任意定位；双杆气缸：机械手臂伸出、缩回，由双向电控气阀控制；旋转气缸：机械手臂的正反转，由双向电控气阀控制；磁性传感器：检测手爪提升气缸处于伸出或缩回位置；手爪： 抓取物料由单向电控气阀控制，当单向电控气阀得电，手爪夹紧时磁性传感器有信号输出，单向电控气阀断电，手爪松开；接近传感器：机械手臂正转和反转到位后，接近传感器信号输出；缓冲器：旋转气缸高速正转和反转到位时，起缓冲减速作用。

1 控制方案

1.1 控制要求

（1）设备在初始状态且在正常情况下，按启动按扭后，送料电机驱动放料盘旋转，将物料从储料盘中送出。光电传感器检测到物料到达，送料电机停止转动，机械手手臂伸出，手爪下降抓物，然后手爪提升，手臂缩回，手臂向右旋转到右限位，手臂伸出，手爪下降将物料放到进料口，最后机械手返回原位重新开始下一个流程。

（2） 设备的初始状态为储料盘中有物料，机械手在左限位置，手爪提升气缸、旋转气缸、双杆气缸的活塞杆缩回，手指处于松开状态；送料电机停止。

（3）若突发故障需要进行急停，可按下急停按钮。松开急停按钮，设备继续执行原流程。

（4）按下停止按钮，机械手无论在一个流程的什么位置，都必须完成到该流程，设备才能停止。

1.2 控制方案

本控制采用S7-200作为控制器，通过用户程序实现对机械手搬运机构的逻辑控制，可靠实现机械手的启、停和各种动作。PLC全部采用开关量控制，输入量包括启动、停止、送物料出、手爪夹紧、手爪提升、手爪下降、手臂伸出、手臂缩回、手臂左转、手臂右转、紧急停止，共12点；输出量包括料盘电机、手爪夹紧、手抓松开、手抓下降、手抓提升、手臂伸出、手臂缩回、手臂左转、手臂右转，共9点。因此选用S7-200CPU226CN完全能够满足控制要求。

1.3 I/O口分配表

表1 I/O口地址分配表

S7-200CPU226CN的I/O口地址分配见表1。

3 控制程序

3.1 MOVE指令介绍

MOVE指令有MOVB，MOVW，MOVD，MOVR四类，分别是字节传送、字传送，双字传送、实数传送。根据表1可知，机械手一个流程总共有12个动作，一个字节的最大存储数值是255，所以选用字节传送就能满足编程要求。

图2 MOV_B指令格式 表2 MOV_指令寻址范围表

在梯形图中，字节传送指令以功能框的形式编程，如图2所示，指令名称为MOV_B。当允许输入EN有效时，将一个无符号的单字节数据IN传送到0UT中。IN和0UT的寻址范围如表2所示，移动字节（MOVE）指令将输入字节（IN）移至输出字节（OUT），不改变原来的数值。

3.2 程序编写

控制程序如图3所示，程序编写使用了MOV_B指令，给VB0中存放不同的数值，机械手就有不同的动作，比如VB0=1时，机械手手臂伸出，VB0=2时，机械手手臂下降。SM0.1在上電时执行一次扫描周期，将VB0存储地址中的值清零，为机械手的正确动作做好准备。当机械手走完一个流程时（即第12个动作走完），对VB0存储地址中的值清零，为机械手下一流程动作做好准备。

3结束语

机械手搬运机构在工业自动化生产过程中应用非广泛，其控制方法也很多，有用步进指令控制的、也有寄存器左移指令控制的……，用MOV_B指令控制机械手搬运机构是借鉴了企业的做法。在工厂，工人师傅希望用最简单的方法解决问题，并且他们习惯将问题顺序处理。这种方法在教学中也得到了验证，学生容易、也乐意接受，并且试验和现场应用表明，利用PLC传送指令控制机械手完成各种动作，具有较高的稳定性和准确性。

图3 控制程序

参考文献：

马新荣.PLC左移指令在机械手搬运机构中的应用[J].电工技术，2010，8（40）

作者简介：张永杰（1970年—），女，中级讲师，从事于电工教学和电机控制的研究。