备料机械手的控制编程

西安航空学院教务处 西安 710077

1 备料机械手简介

柔性制造系统的备料机械手［1-2］，功能为根据控制要求从料口中获取零件，送入数控铣床单元加工，加工后，工件转送至下一个工序。备料机械手主体组成如图1所示，包括扬臂同步带传动机构、旋转行星齿轮传动机构、水平移动支架及齿轮齿条传动机构、托盘直线传送单元、托盘转向从动单元、轨道等组件［3-4］。

▲图1 备料机械手主体组成

2 硬件组成

备料机械手的硬件由检测元件、执行机构、控制元件组成。其中，检测元件即传感器部分，执行机构的作用是完成具体的机械动作［5-8］。备料机械手的工作状态见表1。

3 控制流程图

备料机械手独立运行时具有自动、手动两种控制方式。当选择自动方式时，机械手为连续运行工作状态。当选择手动方式时，相当于步进工作状态，即每按动一次启动按钮，系统按设计步骤运行一步。在系统运行期间，若按下停止按钮，执行动作立即停止。再按下启动按钮，将在上一停止状态继续运行下一步动作。当发生突发事故时，应立即按下急停按钮，系统将切断可编程序控制器（PLC）负载供电，即刻停止运行，此时所有其它按钮都不起作用。排除故障后，需旋起急停按钮，并按下复位按钮，待各机构恢复初始状态后按下启动按钮，机械手方可重新开始运行。备料机械手控制流程如图2所示。

4 控制程序

备料机械手采用西门子S7-200系列PLC实现控制［9-12］，部分主要程序如下：

表1 备料机械手的工作状态

▲图2 备料机械手控制流程图

5 调试验证

调试时，通过点对点通信电缆连接上位机及PLC，下载前述程序，按操作规程完成机械手的动作控制，观察输入接口板的状态指示和输出接口板的继电器动作情况，待功能与机械手的控制要求吻合时，再实际连接机械手的输入和输出信号。经调试验证，由S7-200系列PLC对备料机械手进行控制的结果与事先设计的情况一致，完全能达到实际应用的目的。