柔性制造系统加盖机械手的PLC控制

曹海泉，陈万强，李祥阳，郭文君

（西安航空学院，陕西 西安 710077）

1 柔性制造系统的加盖机械手

柔性制造系统的加盖机械手，其主要功能是由交流电动机带动蜗轮蜗杆，经过减速电机驱动摆臂将上盖装配至工件主体，完成装配后工件随托盘向下站传送。其主体结构组成如图1所示，主要包括蜗轮蜗杆减速机构、传送电机、料槽、摆臂、直线单元、工作指示灯等。

2 加盖机械手的控制部分的硬件组成

柔性制造系统的加盖机械手的控制部分的硬件是由由检测元件、执行机构、控制元件组成（见表1）。其中，检测元件即传感器部分，其输出作为PLC的输入信号；具体的机械动作由执行机构完成。

3 加盖机械手的控制部分软件设计

3.1 加盖机械手的输入输出映像关系表

图1 加盖机械手的主体结构图

加盖机械手是通过PLC控制程序来实现自动控制的，可编程控制器采用西门子S7－200PLC，完成机械手的控制任务。系统的输入输出映像关系如表2所示。

表1 检测元件、执行机构、控制元件一览表

类别 序号 编号 名称 功能 安装位置执行机构 1 M1直流电机 驱动直线单元传送带 直线单元上2 M2 直流电机 驱动蜗轮蜗杆减速电机 加盖嵌板上3 M3 蜗轮蜗杆减速电机 降低直流电机转速 加盖嵌板上4 YM 直流电磁吸铁 控制托盘位置 直线单元上5 HLHL1 红色指示灯 显示工作状态HL2 绿色指示灯 晶粒示工作状态 直线单元侧6 HA1 蜂鸣器 事故报警 控制板7 HA2 蜂鸣器 事故报警 控制板控制元件 1 KM1继电器 摆臂放件控制 加盖嵌板上继电器 摆臂事件控制 加盖底板上2 KM2

表2 控制系统的输入输出映像关系表

3.2 加盖机械手的PLC控制流程图

加盖机械手的PLC控制流程图如图2所示。

4 调试、验证

调试时，采用开关模拟机械手的信号状态，按其顺序动作控制模拟输入，监控输入接口板指示灯的状态和输出接口板的继电器动作结果，直至功能与机械手的控制要求一致时，再连接机械手输入和输出控制线缆。在控制程序的设计上，对交流电动机的正转和反转进行互锁，以免短路发生。经调试、验证：可编程控制器对机械手的控制的结果与事先预期一致，达到了实际应用的目的，值得推广。

图2 加盖机械手的PLC控制流程图

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