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摘?要 采用西门子S7-200 PLC为控制器，应用STEP7编程软件对机械手的动作过程进行控制。本文对简单机械手的运行过程及PLC的控制电路和程序等方面做了详细的叙述。
关键词 简单机械手；手动；自动；PLC
中图分类号 TP29 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)071-0148-01
在生产线上，通常需要机械手搬运物品。为满足生产的需要，很多系统要求设置多种工作方式，如手动工作方式和自动工作方式；自动工作方式又有连续、单周期、单步、回原点等几种工作方式之分。以前的机械手是采用继电控制系统控制，其控制系统复杂，大量的接线使系统的可靠性低，自动化程度不高，安全系数也不高，现在采用PLC进行顺序控制后，大大提高了系统的可靠性和工作效率。
1 机械手动作过程描述
图1 机械手工作示意图
本控制系统中，包括机械手本体、上限位、下限位、左限位、右限位等四个传感器。动作过程包括下降、夹紧、上升、右移、放松、上升等六个动作。如图1所示。控制任务是将物体从A点运送到B点。
一个完整的机械手动作过程包括：机械手从原点开始下降，当下降到下限位时（即A工位），停止下降，夹紧工件（持续1S钟，确保工件有效夹紧），然后上升，当机械手到上限位时，右移，到右限位时，机械手下降，到下限位时停止下降，松开机械手，将工件放于B工位（持续1S钟，确保工件有效释放），然后机械手上升、左移回到原点。完成一个完整的工作周期。
2 机械手控制面板功能说明
系统中操作面板如图2所示。操作面板上设有机械手的五种工作方式的选择开关以及手动运行时的各个操作按钮，以及各个开关、按钮的输入点地址分配。
机械手的五种工作方式通过方式开关来选择。
2.1 手动工作方式
在手动工作方式下，可以进行6种手动控制。
图2 机械手操作控制面板
2.2 回原点工作方式
可以使系统返回原点状态，为进入自动工作方式做好准备。
此系统原点状态是指：机械手停留在最上和最左位置，即左限位传感器和上限位传感器有效，且夹紧装置为松开状态。
2.3 单步工作方式
在此工作方式下，从初始步开始，每按下一次起动按钮，系统运行一步动作，完成该步动作后即停止，待下次起动按钮再次被按下，再向下个动作转换。
2.4 单周期工作方式
此方式下，按下起动按钮，从初始动作开始按顺序执行一个工作周期的所有动作，完成后，返回并停留在初始步。
2.5 连续工作方式
此方式下，按下起动按钮，从初始步开始循环执行若干个工作周期。当按下停止按钮，也要将当前工作周期执行完，返回并停留在初始步。
图3 自动控制程序顺序功能图
3 系统设计
根据系统要求，共需要17个输入点，5个输出点。选择s7-200系列CPU226来完成本任务。
外部接线图根据要求画出即可。
由主程序、公用子程序、手动子程序、自动子程序组成本项目程序结构。
自动控制程序用顺序控制设计法设计程序。其顺序功能图如图3。
将顺序功能图转为梯形图，其他程序部分用经验法编写，编译下载调试运行。
4 结束语
机械手是生产线中主要的辅助设备之一，而且经常要求其具备多工作方式的运行特点，使其满足生产过程的不同需求。用西门子S7-200PLC对其进行控制，简化了繁杂的硬件线路，节省了空间，降低了设备的故障率，使设备的性能稳定，操作简单。
参考文献
[1]西门子公司SIMATIC STEP7-Micro编程参考手册[M].
[2]廖常初.s7-200PLC编程及应用[J].机械工业出版社.
[3]张崇巍,李汉强.运动控制系统[J].武汉理工大学出版社.
关键词 简单机械手；手动；自动；PLC
中图分类号 TP29 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)071-0148-01
在生产线上，通常需要机械手搬运物品。为满足生产的需要，很多系统要求设置多种工作方式，如手动工作方式和自动工作方式；自动工作方式又有连续、单周期、单步、回原点等几种工作方式之分。以前的机械手是采用继电控制系统控制，其控制系统复杂，大量的接线使系统的可靠性低，自动化程度不高，安全系数也不高，现在采用PLC进行顺序控制后，大大提高了系统的可靠性和工作效率。
1 机械手动作过程描述
图1 机械手工作示意图
本控制系统中，包括机械手本体、上限位、下限位、左限位、右限位等四个传感器。动作过程包括下降、夹紧、上升、右移、放松、上升等六个动作。如图1所示。控制任务是将物体从A点运送到B点。
一个完整的机械手动作过程包括：机械手从原点开始下降，当下降到下限位时（即A工位），停止下降，夹紧工件（持续1S钟，确保工件有效夹紧），然后上升，当机械手到上限位时，右移，到右限位时，机械手下降，到下限位时停止下降，松开机械手，将工件放于B工位（持续1S钟，确保工件有效释放），然后机械手上升、左移回到原点。完成一个完整的工作周期。
2 机械手控制面板功能说明
系统中操作面板如图2所示。操作面板上设有机械手的五种工作方式的选择开关以及手动运行时的各个操作按钮，以及各个开关、按钮的输入点地址分配。
机械手的五种工作方式通过方式开关来选择。
2.1 手动工作方式
在手动工作方式下，可以进行6种手动控制。
图2 机械手操作控制面板
2.2 回原点工作方式
可以使系统返回原点状态，为进入自动工作方式做好准备。
此系统原点状态是指：机械手停留在最上和最左位置，即左限位传感器和上限位传感器有效，且夹紧装置为松开状态。
2.3 单步工作方式
在此工作方式下，从初始步开始，每按下一次起动按钮，系统运行一步动作，完成该步动作后即停止，待下次起动按钮再次被按下，再向下个动作转换。
2.4 单周期工作方式
此方式下，按下起动按钮，从初始动作开始按顺序执行一个工作周期的所有动作，完成后，返回并停留在初始步。
2.5 连续工作方式
此方式下，按下起动按钮，从初始步开始循环执行若干个工作周期。当按下停止按钮，也要将当前工作周期执行完，返回并停留在初始步。
图3 自动控制程序顺序功能图
3 系统设计
根据系统要求，共需要17个输入点，5个输出点。选择s7-200系列CPU226来完成本任务。
外部接线图根据要求画出即可。
由主程序、公用子程序、手动子程序、自动子程序组成本项目程序结构。
自动控制程序用顺序控制设计法设计程序。其顺序功能图如图3。
将顺序功能图转为梯形图，其他程序部分用经验法编写，编译下载调试运行。
4 结束语
机械手是生产线中主要的辅助设备之一，而且经常要求其具备多工作方式的运行特点，使其满足生产过程的不同需求。用西门子S7-200PLC对其进行控制，简化了繁杂的硬件线路，节省了空间，降低了设备的故障率，使设备的性能稳定，操作简单。
参考文献
[1]西门子公司SIMATIC STEP7-Micro编程参考手册[M].
[2]廖常初.s7-200PLC编程及应用[J].机械工业出版社.
[3]张崇巍,李汉强.运动控制系统[J].武汉理工大学出版社.