三菱触摸屏在气动机械手中的应用讲解Word格式.docx

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本文通过对三菱触摸屏在气动机械手电气操纵控制系统应用的工程实践，介绍了气动机械手的设计过程。

文中对三菱触摸屏画面制作、机械手的动作过程、气动控制技术、PLC控制技术、传感器技术等方面进行了详细的介绍。

它采用顺序功能图的设计方法,实现了气动机械手的手动、自动、单周期、单步、连续循环等多种工作模式，并给出了PLC外部接线图。

各种工艺参数的设定都可以在触摸屏上直接操作，使得用PLC设计的气动机械手具有操纵方便、互动性好、动作可靠、运行平稳，抗干扰能力强的特点，明显优于传统继电控制系统。

因此，在工业控制中得到了广泛的应用。

关键词三菱触摸屏气动机械手PLC顺序功能图

Mitsubishitouchscreenintheapplicationofthepneumaticmanipulator

Abstract

InelectricpneumaticmanipulatorbasedontheMitsubishitouchscreen

operationcontrolsystemapplicationofengineeringpractice,thispaper

introducesthedesignprocessofpneumaticmanipulator.Mitsubishitouch

screenimagesoftheproduction,theactionprocessofmanipulator,

pneumaticcontroltechnology,PLCcontroltechnology,sensortechnology

andsoonhascarriedonthedetailedintroduction.Sequencefunction

diagramdesignmethodwasadoptedtorealizethepneumaticmanipulator

manual,automatic,singlecycle,singlestep,continuouscycleandsoon

themanykindsofworkingmodeofoperation,andouterwiringdiagramof

PLCispresented.Variousprocessparameterscanbedirectlyonthetouch

screenoperation,makinguseofPLCdesignofpneumaticmanipulatorhas

goodmanipulationconvenient,interactive,reliable,stableoperation,

thecharacteristicsofstronganti-interferenceability,issuperiorto

thetraditionalrelaycontrolsystem.Asaresult,hasbeenwidelyused

inindustrialcontrol.

Keywords:

MitsubishitouchscreenPneumaticmanipulatorPLCSequencefunctiondiagram

目录

1绪论………………………………………………………………………………1

2气动机械手的结构与工作过程…………………………………………………2

2.1气动机械手的结构……………………………………………………………2

2.2气动机械手的工作过程………………………………………………………2

3气动机械手的气路设计…………………………………………………………4

3.1气动机械手常用的气动元件…………………………………………………4

3.2气动机械手气动回路控制原理图……………………………………………8

4气动机械手控制系统硬件设计…………………………………………………11

4.1PLC的选择……………………………………………………………………11

4.2传感器的选择…………………………………………………………………11

4.3气动机械手I/O分配…………………………………………………………14

4.4气动机械手电气控制系统原理图……………………………………………15

5气动机械手控制系统软件设计…………………………………………………17

5.1PLC软件设计方法……………………………………………………………17

5.2气动机械手的自动工作流程图………………………………………………17

5.3气动机械手的SFC图…………………………………………………………19

5.4气动机械手的PLC程序………………………………………………………20

6三菱触摸屏………………………………………………………………………24

6.1三菱触摸屏简介………………………………………………………………24

6.2触摸屏的主要类型……………………………………………………………24

6.3触摸屏的画面制作……………………………………………………………25

7触摸屏和气动机械手的调试……………………………………………………34

7.1通电前设备检查………………………………………………………………34

7.2设备调试………………………………………………………………………34

全文总结……………………………………………………………………………35

致谢…………………………………………………………………………………36

参考文献……………………………………………………………………………37

1绪论

随着科学技术的发展，电气自动化水平在不断提高，应用也普遍的广泛。

传统的开关信号主要由操作台上的按钮产生输入信号传到PLC，而监视信号一般采用外接输出信号连接LED灯或者外接显示器传到PLC。

大量的输入输出信号的电气连线使系统设计变得复杂而且降低了可靠性。

而触摸屏可以很好的解决I/O信号的操纵、监视的问题，同时其人机界面也更丰富友好。

机械手是一种模仿人手动作,并按设定程序、轨迹和要求代替人抓（吸）取，搬运工件或工具的自动化装置。

气动机械手是采用PLC控制及气压回路驱动气缸实现要求的运动轨迹，在结构上,与其他类型的机械手相比,气动机械手具有结构简单、容易控制的特点,其气动部件已系列化和组立化,便于设计与维护。

由于气动机械手这些特点,气动机械手在自动化生产中的应用已日益广泛。

本文将触摸屏和气动机械手有机结合,使得该系统简单方便易于操作，而且该控制原理具有通用性。

2气动机械手的结构与工作过程

2.1气动机械手的结构

由气爪、升降气缸、伸缩机构、转动气缸、托链等部分组成，将机械和电气有机组合在一起，实现点位控制。

（1）气爪单元

包括气爪、手指及位置检测传感器，主要功能是抓取或释放工件。

（2）升降单元

包括气缸及位置检测传感器，主要功能是通过电磁阀控制气缸的升降，以便于工件的输送。

（3）伸缩单元

包括气缸及位置检测传感器，主要功能是通过电磁阀控制气缸的伸缩，以便工件的输送。

（4）转动单元

包括气缸及位置检测传感器，主要功能是通过电磁阀控制气缸的旋转，以便于工件的输送。

（5）托链

内部放置传感器电缆及气管。

2.2气动机械手的工作过程

起初在初始位置，按下启动按钮，四自由度机械手开始运行，首先气爪开始下降，到位后停止；

气爪开始抓取工件，抓稳后，气爪开始上升，到位后停止；

摆动臂开始顺时针旋转，旋转180º

，到位后停止；

摆动臂又开始伸出，到位后停止；

气爪又开始下降，到适合释放工件位停止；

气爪又开始张开，释放工件；

工件完全释放后，气爪又开始上升，到位后停止；

气爪开始收拢，到位后停止；

摆动臂又开始缩回，到位后停止；

摆动臂又开始逆时针旋转，旋转180º

，到位后停止，即回到了原点。

自动操作有三个选择：

连续、单周期、单步。

连续：

机械手在运行执行过程中按停止按钮不会马上停止，只有所有过程都执行完后回到原点才会停止，如果不按停止按钮回到原点后继续上述运行过程，往复循环。

单周期：

机械手在运行执行过程中按停止按钮不会马上停止，只有所有过程都执行完后回到原点才会停止，只会运行一次。

单步：

机械手在运行执行过程中只有按下单步启动按钮才会运行，按下一次运行一个动作,按停止按钮不会马上停止，只有所有过程都执行完后回到原点才会停止。

此过程中设置急停按钮，在任何时候都可以停止。

手动操作：

按相应的按钮会发生相应的动作。

3气动机械手的气路设计

3.1气动机械手常用的气动元件

（1）气源处理装置

气源处理组件及其回路原理图分别如3.1（a）（b）所示。

气源处理组件是气动控制系统中的基本组成器件，它的作用是除去压缩空气中所含的杂质及凝结水，调节并保持恒定的工作压力。

在使用时，应注意经常检查过滤器中凝结水的水位，在超过最高标线以前，必须排放，以免被重新吸入。

在气源处理组件的气路入口处安装一个快速气路开关，用于启/闭气源，当把气路开关向左拨出时，气路接通气源，反之把气路开关向右推入时气路关闭。

图3.1气源处理组件

气源处理组件输入的气源来自空气压缩机，所提供的压力为0.6～1.0MPa,输出压力为0～0.8MPa（可调）。

输出的压缩空气通过快速三通接头和气管输送到各工作单元。

（2）标准双作用直线气缸

气动机械手的夹紧气缸和推料气缸都是标准双作用直线气缸。

标准气缸是指气缸的功能和规格是普遍使用的、结构容易制造的、制造厂通常作为通用产品供应市场的气缸。

双作用气缸是指活塞的往复运动均由压缩空气来推动。

图3.2是标准双作用直线气缸的半剖面图。

图3.2中气缸的两个端盖上都设有进排气通口，从无杆侧端盖气口进气时，推动活塞向前运动；

反之，从杆侧端盖气口进气时，推动活塞向后运动。

双作用气缸具有结构简单，输出力稳定，行程可选择的优点，但由于是利用压缩空气交替作用于活塞上实现伸缩运动的，回缩时压缩空气的有效作用面积较小，所以产生的力要小于伸出时产生的推力。

图3.2标准双作用直线气缸

为了使气缸的动作平稳可靠，应对气缸的运动速度加以控制，常用的方法是使用单向节流阀来实现。

单向节流阀是由单向阀和节流阀并联而成的流量控制阀，常用于控制气缸的运动速度，所以也称为速度控制阀。

图3.3给出了在双作用气缸上装上两个单向节流阀的连接示意图，这种连接方式称为排气节流方式。

即：

当压缩空气从A端进气从B端排气时，单向节流阀A的单向阀开启，向气缸无杆腔快速充气；

由于单向节流阀B的单向阀关闭，有杆腔的气体只能经节流阀排气，调节节流阀B的开度，便可改变气缸伸出时的运动速度。

反之，调节节流阀A的开度则可改变气缸缩回时的运动速度。

这种控制方式是最常用的方式。

图3.3节流阀连接和调整原理示意

单向节流阀上带有气管的快速接头，只要将合适外径的气管往快速接头上一插就可以将管连接好了，使用时十分方便。

图3.4是安装了带快速接头的限出型气缸节流阀的气缸外观。