CN107486861A - 一种机械手的自动回原点控制系统 - Google Patents

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刘星平
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    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
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    • B25J13/00—Controls for manipulators
    • B25J13/06—Control stands, e.g. consoles, switchboards
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
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Abstract

本发明属于自动控制技术领域，公开了一种机械手的自动回原点控制系统，设置有对工件进行夹紧、松开的机械手；气缸，安装在机械手后端，推动机械手运动；双线圈二位电磁阀，与气缸相连接，对机械手进行上升/下降和左移/右移；单线圈二位电磁阀，与气缸相连接，对机械手进行夹紧/放松；控制面板，分别与双线圈二位电磁阀和单线圈二位电磁阀相连接，用于双线圈二位电磁阀和单线圈二位电磁阀的通断电控制。该机械手的自动回原点控制系统设计方法简单、实用、灵活，具有应用推广价值。

Description

一种机械手的自动回原点控制系统
技术领域
本发明属于自动控制技术领域，尤其涉及一种机械手的自动回原点控制系统。
背景技术
目前，为了满足生产的需要，很多设备要求设置多种工作方式，如手动方式和自动方式，后者包括连续、单周期、单步、自动返回初始状态几种工作方式。手动程序比较简单，一般用经验法设计，复杂的自动程序一般根据系统的顺序功能图用顺序控制法设计。但是现有的手动和自动控制方式不能很好的将机械手会圆点，严重影响机械手下一步的工作。
综上所述，现有技术存在的问题是：现在一般的机械手虽然都有手动调整和自动控制这两种基本的控制方式，但是控制系统所用的按钮较多，而且操作较复杂，还有，现有的手动和自动控制方式不能很好的将机械手自动回原点，严重影响机械手下一步的工作，从而影响机械手的工作效率。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种机械手的自动回原点控制系统。
本发明是这样实现的，一种机械手的自动回原点控制系统只需要利用一个起动按钮就能实现机械手的自动、快速回原点，整个系统的5种控制方式都只需要一个起动按钮，一个停止按钮。大大减少了控制系统所需要的按钮数，可以只需要一个很小的操作面板就可以实现较复杂的系统的控制。
进一步，所述控制面板上除了安装有起动按钮、停止按钮外；还安装有触摸屏或文本显示器，可以实现无触点的触摸控制。
本发明的优点及积极效果为：该机械手的自动回原点控制系统只需要利用一个起动按钮就能实现机械手的自动、快速回原点。大大减少了控制系统所需要的按钮数，也大大减少了控制系统的接线，设计方法简单、实用、灵活，操作更加方便，可以大大提高机械手的工作效率，具有应用推广价值。
附图说明
图1是本发明实施例提供的某机械手用来将工件从A点移到B点的工作过程示意图；
图2是本发明实施例提供的控制面板布局图；
图3是本发明实施例提供的PLC输入输出接线图；
图中：机械手是PLC控制器的控制对象，机械手上的位置检测信号要连接到PLC，PLC控制器的输出信号要通过连线连接到机械手的气动电磁阀上。控制面板、PLC控制器是安装在控制柜里，控制面板上还可以安装触摸屏或文本显示器。
图4是本发明实施例提供的控制系统的主程序结构图；
图5是本发明实施例提供的自动回原点的顺序功能图。
图6是本发明实施例提供的自动回原点对应的程序图。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。
下面结合附图对本发明作进一步描述。
本发明实施例提供的机械手的自动回原点控制系统设置有对工件进行夹紧、松开的机械手；
气缸，安装在机械手后端，推动机械手运动；
双线圈二位电磁阀，与气缸相连接，对机械手进行上升/下降和左移/右移；
单线圈二位电磁阀，与气缸相连接，对机械手进行夹紧/放松。
PLC控制器分别与双线圈二位电磁阀和单线圈二位电磁阀相连接，用于双线圈二位电磁阀和单线圈二位电磁阀的通断电控制；
作为本发明的优选实施例，所述控制面板上安装有起动按钮、停止按钮；还安装有文本显示器或触摸屏。
下面结合具体实施例对本发明作进一步描述。
如图1所示，某机械手用来将工件从A点移到B点，它的工作过程如图所示，有八个动作，即：下降、夹紧、上升、左移、下降、放松、上升、右移。升/下降和左移/右移的执行用双线圈二位电磁阀推动气缸完成。夹紧/放松由单线圈二位电磁阀推动气缸完成，线圈通电执行夹紧动作，线圈断电时执行放松动作。如输出Q0.1为“1”时，工件被夹紧(由电磁阀YV1驱动执行)，为“0”时工件被松开。考虑到系统停电或其它故障原因造成的误动作。控制系统除了自动连续的工作方式外，还要增加自动回原点、手动控制、单步、单周期等控制方式。
控制面板如图2所示，控制面板左上部的工作方式选择开关的5个位置分别对应于5种工作方式，控制面板右上部的方式选择开关为手动调整开关。整个机械手的控制只设置了一个起动、一个停止按钮，也可以在操作面板上布置文本显示器或触摸屏，可以显示控制系统的基本状态，也可以在触摸屏上显示机械手的动作过程。
在图3中，系统设有自动回原点、手动、单周期、单步、连续5种工作方式，机械手在最上面和最左边且松开时称为系统处于原点状态(或称为初始状态)。在公用程序中，右限位开关I0.3、上限位开关I0.2的常开触点和表示机械手松开的Q0.1的常闭触点的串联电路接通时，“原点条件”存储器位M0.5变为ON。
如果选择的是单周期工作方式，按下起动按钮I0.0后，从初始步M0.0开始，机械手按顺序功能图的规定完成一个周期的工作后，返回并停留在初始步。如果选择连续工作方式，在初始状态按下起动按钮，并不马上停止工作，完成最后一个周期的工作后，系统才返回并停留在初始步。在单步工作方式，从初始步开始，按一下起动按钮，系统转换到下一步，完成该步的任务后，自动停止工作并停在该步，再按一下起动按钮，又往前走一步。单步工作方式常用于系统的调试。
进入单周期、连续和单步工作方式之前，系统应处于原点状态，在原点状态，顺序功能图中的初始步M0.0为ON，为进入单周期、连续和单步工作方式做好了准备。
控制系统的主程序结构如图4所示，用跳转指令JMP来实现各种工作方式的切换。由外部接线图3可知，工作方式选择开关是单刀4掷开关，同时只能选择一种工作方式。例如选择开关位于手动方式时，I1.0为“1”，执行手动控制程序。在手动方式时由切换开关来实现上下、左右、松紧的手动调整和控制。
机械手处于最上面和最左边的位置、夹紧装置松开时，系统处于规定的初始条件，称为“原点条件”，此时左限位开关I0.4、上限位开关I0.2的常开触点和表示夹紧装置松开的Q0.1的常闭触点组成的串联电路接通，存储器位M0.5为1状态。
下面结合PLC控制系统的编程设计对本发明作进一步描述。
控制系统的主程序结构如图4所示，用跳转指令JMP来实现各种工作方式的切换。由外部接线图3可知，工作方式选择开关是单刀4掷开关，同时只能选择一种工作方式。例如选择开关位于手动方式时，I1.0为“1”，执行手动控制程序。在手动方式时由切换开关来实现上下、左右、松紧的手动调整和控制。
机械手处于最上面和最左边的位置、夹紧装置松开时，系统处于规定的初始条件，称为“原点条件”，此时左限位开关I0.4、上限位开关I0.2的常开触点和表示夹紧装置松开的Q0.1的常闭触点组成的串联电路接通，存储器位M0.5为1状态。
图4中的公用程序用于自动程序和手动程序相互切换的处理。当系统处于手动工作方式，I1.0为1状态，如果此时满足原点条件，顺序功能图中的初始步对应的M0.0被置位，反之则被复位。
在CPU刚进入RUN模式时执行公用程序时，如果原点条件满足，M0.5为1状态，顺序功能图中的初始步对应的M0.0由初始化脉冲信号SM0.1置位，为进入单步、单周期和连续工作方式作好准备。
当系统处于手动工作方式时，I1.0的常开触点闭合，用MOVE指令将顺序功能图中除初始步以外的各步对应的存储器位(M2.0～M2.7)复位，否则当系统从自动工作方式切换到手动工作方式，然后又返回自动工作方式时，可能会出现同时有两个活动步的异常情况，引起错误的动作。在非连续方式，将表示连续工作状态的标志M0.7复位。
下面结合自动回原点程序对本发明作进一步描述。
图5是自动回原点的顺序功能图。图6是自动回原点对应的程序图。在原点工作方式时，回原点开关接通，I1.5为ON，在该方式下按动启动按钮SB1，机械手可能处于任意状态，夹紧装置有可能处于夹紧或松开的状态，总的来说，有3种可能的情况。
1、机械手处于夹紧状态且在最右边，Q0.1和I0.3均为1，右边的选择条件满足，转到M3.3步执行下降-松开-上升-左行的动作。
2、机械手处于夹紧状态且不在最右边，Q0.1为1，I0.3为0,中间的选择条件满足，执行M3.1到M3.6步所对应的动作。
3、机械手处于松状态但不在原位，如果不在上限位，Q0,1为0，执行上升和左行的动作，如果已在上限位，则直接执行左行的动作。
本发明方法简单、实用、灵活，具有应用推广价值。
以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (2)

1.一种机械手的自动回原点控制系统，其特征在于，所述机械手的自动回原点控制系统设置有对工件进行夹紧、松开的机械手；
气缸，安装在机械手后端，推动机械手运动；
双线圈二位电磁阀，与气缸相连接，对机械手进行上升/下降和左移/右移；
单线圈二位电磁阀，与气缸相连接，对机械手进行夹紧/放松；
PLC控制器分别与双线圈二位电磁阀和单线圈二位电磁阀相连接，用于双线圈二位电磁阀和单线圈二位电磁阀的通断电控制。
2.如权利要求1所述机械手的自动回原点控制系统，其特征在于，所述控制面板上安装有起动按钮、停止按钮；
所述控制面板上还安装有文本显示器或触摸屏。
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