日本東機美DG4V-3-0B-M-P2-T-7-P12-54東京計器新稱，蘇州瑤佐機電現(xiàn)貨供應(yīng)TOKYO_KEIKI(東京計器) TGMPC-3-ABK-BAK-50，TOKYO_KEIKI(東京計器) TGMFN-3-Y-A2W-B2W-51，TOKYO_KEIKI(東京計器) DG4M4-32-20-M12-JA，TOKYO_KEIKI(東京計器) P21VFR-20-CC-21-J，TOKYO_KEIKI(東京計器) SQP21-21-11-1CB-18，TOKYO_KEIKI(東京計器) DG4M4-36C-24DC-20-JA，TOKYO_KEIKI(東京計器) DG4V-3-2C-M-U1-D-7-56，TOKYO_KEIKI(東京計器) P16V-FRSG-11-CC-10-J，TOKYO_KEIKI(東京計器) SQP43-50-38-86CC2-18，TOKYO_KEIKI(東京計器) SQP41-60-12-86CC2-18，TOKYO_KEIKI(東京計器) SQP43-60-30-86AA-18-S116，TOKYO_KEIKI(東京計器) DG4V-3-2N-M-P7-T-7-56，TOKYO_KEIKI(東京計器) DG4V-5-22A-M-PL-T-6-40，TOKYO_KEIKI(東京計器) SQP41-60-8-86AA-LH-18，TOKYO_KEIKI(東京計器) TGMC-3-PT-GW-50，TOKYO_KEIKI(東京計器) SQP32-38-19-86BB-S116，TOKYO_KEIKI(東京計器) TGMC-3-PT-GW-50-S49，TOKYO_KEIKI(東京計器) TCG30-06-FV-12，TOKYO_KEIKI(東京計器) DG4V-3-6C-M-P7-D-7-56，TOKYO_KEIKI(東京計器) DG4V-5-6C-M-P7L-H-7-40，TOKYO_KEIKI(東京計器) DG4V-5-6B-M-P7L-H-7-40，信譽可靠的公司的質(zhì)量完美的品牌TOKYO_KEIKI(東京計器) P16V-RS-11-CCG-10-J，2008.10.01株式會社東機美(TOKIMEC)更名為東京計器株式會社(TOKYO KEIKI)日本TOKIMEC（東京計器，東機美）－液壓技術(shù)應(yīng)用于塑料注射成型機、機床、建筑機械、水庫閘門以及渡口碼頭的可動橋、游戲機等都利用了液壓技術(shù)。東京計器以制造使用更加便捷的液壓設(shè)備為目標，在追求大容量、低噪音、節(jié)能、環(huán)保等的同時，還致力于開發(fā) “動力控制”技術(shù)，以適應(yīng)信息網(wǎng)絡(luò)的要求。例如，液壓機器中內(nèi)藏傳感器和微型控制芯片，以實現(xiàn)各種工業(yè)設(shè)備的遠距離控制。 另外，東京計器還在研制新的液壓裝置，如在液壓控制系統(tǒng)中安裝電動伺朊機構(gòu)和氣壓控制機構(gòu)，以形成混合的動力控制系統(tǒng)等。
日本東機美DG4V-3-0B-M-P2-T-7-P12-54東京計器新稱，TOKYO_KEIKI(東京計器) P40VFR-22-CC-21-J，TOKYO_KEIKI(東京計器) P70VFR-22-CC-11-J，TOKYO_KEIKI(東京計器)CT-03-F-JA-10-S81-J，TOKYO_KEIKI(東京計器) CT-06-F-40-JA-J，TOKYO_KEIKI(東京計器) 4C2M-3-30-JA，TOKYO_KEIKI(東京計器) SQP3-30-1B-18，TOKYO_KEIKI(東京計器) SQP32-38-19-86BA-18-S116，TOKYO_KEIKI(東京計器) EPFRCG-06-210-500-EX-10-TN-S3，TOKYO_KEIKI(東京計器) ESPF-H3-HN-30，TOKYO_KEIKI(東京計器) DG4V-5-6C-M-PL-0V-6-40，TOKYO_KEIKI(東京計器) DG5V-H8-8C-2-E-P2-T-84-JA，TOKYO_KEIKI(東京計器) SG1-02-50-11-JA-S40，TOKYO_KEIKI(東京計器) DG4V-3-0C-M-P2-V-7-56，TOKYO_KEIKI(東京計器) DG4V-3-0C-M-P2-T-7-56，TOKYO_KEIKI(東京計器) DG4V-3-0C-M-P7-H-7-56，DG4V-3-2C-M-P7-H-7-56 電磁液壓閥 TOKYO KEIKI東京計器 (原舊稱 TOKIMEC東機美) 電磁閥，
本文以三菱FX1N系列PLC為基礎(chǔ)，介紹PLC在三維教學(xué)機械手步進控制指令（STL）中的設(shè)計與應(yīng)用。該程序已在競賽模擬三維機械手中獲得了應(yīng)用，具有穩(wěn)定、可靠的性能。
論文關(guān)鍵詞：PLC,三維機械手,步進控制
隨著自動化控制領(lǐng)域的不斷發(fā)展，智能機械手的不斷推新，機器人手臂的智能化程度不斷提升，連續(xù)多角度控制的機器人手臂的出現(xiàn)，給機械手的教學(xué)帶來了新的挑戰(zhàn)。原來的教學(xué)機械手均以兩維空間模擬仿真教學(xué)為主。自2007年全國電工電子技能大賽以來，三維空間的機械手的教學(xué)需求尤為突出。
一、三維機械手的硬件結(jié)構(gòu)
圖1所示是該三維機械手的實物圖。整個三維機械手能完成八個自由度動作，手臂伸縮、手臂旋轉(zhuǎn)、手爪上下、手爪緊松。手爪提升氣缸采用雙向電控氣閥控制，氣缸伸出或縮回可任意定位。磁性傳感器用來檢測手爪提升氣缸處于伸出或縮回位置。手爪抓取物料由單向電控氣閥控制，當(dāng)單向電控氣閥得電，手爪夾緊磁性傳感器有信號輸出，指示燈亮，單向電控氣閥斷電，手爪松開。旋轉(zhuǎn)氣缸用來控制機械手臂的正反轉(zhuǎn)，由雙向電控氣閥控制。接近傳感器用來判斷機械手臂正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)到位后，接近傳感器信號輸出。雙桿氣缸用來控制機械手臂伸出、縮回，由雙向電控氣閥控制。氣缸上裝有兩個磁性傳感器，檢測氣缸伸出或縮回位置。緩沖器對旋轉(zhuǎn)氣缸高速正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)到位時，起緩沖減速作用。
二、三維機械手的動作過程
日本東機美DG4V-3-0B-M-P2-T-7-P12-54東京計器新稱，圖2所示是該三維機械手的動作示意圖。當(dāng)需將工件有右工作臺搬至左工作臺時，在按下啟動的時候，右工作臺傳感器判斷有無工作，若有機械手動作，若無，機械手停止。當(dāng)機械手左旋并前伸到位準備下降時，為了確保安全，必須在左工作臺上無工件時才允許機械手下降。也就是說，若上一次搬運到左工作臺上的工件尚未搬走時，機械手應(yīng)自動停止下降。
三維機械手 PLC
圖1 三維機械手實物圖 圖2三維機械手動作示意圖
三維機械手的工作過程為：（1）從原點開始前伸；（原點位置為機械手右旋到限位，手臂縮回，手爪上升到上限位，手爪放松）（2）到前限位后開始下降；（3）倒下限位后，機械手加緊工件，延時2s；（4）上升；（5）到上限位后，縮回；（6）到后限位后，左旋；（7）到左限位后，前伸；（8）到前限位后，下降；（9）到下限位后，機械手松開，延時2s；（10）上升；（11）到上限位后，縮回；（12）到后限位后，右旋，返回原點。
根據(jù)三維機械手的工作過程及要求，可以畫出機械手的動作流程圖，如圖3所示。
步進控制 三維機械手
圖3 機械手動作流程圖 圖4機械手狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖
三、PLC硬件的選擇和I/O點分配
PLC的種類非常多，根據(jù)三維機械手的控制要求，由于其輸入、輸出節(jié)點少，要求電氣控制部分體積較小，成本低，并能夠用計算機對PLC進行監(jiān)控和管理，故選用日本三菱（MITSUBISHI）公司生產(chǎn)的多功能小型FX1N-40MR-001主機。該機型合計有輸入輸出點40個，其中24個輸入點和16個輸出點，采用繼電器方式有觸點輸出，能交流、直流負載兩用。內(nèi)部主要有：輔助繼電器1280個，其中特殊功能輔助繼電器256個，斷電保持輔助繼電器1152個；狀態(tài)繼電器1000個；定時繼電器256個；計數(shù)繼電器256個；數(shù)據(jù)寄存器8256個。
根據(jù)圖3所示的三維機械手動作流程圖，確定電氣控制系統(tǒng)的I/O點分配，如表1所示。
根據(jù)圖3流程圖和表1的I/O分配表，可以編制出機械手的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，如圖4所示。
四、控制程序設(shè)計方法及編程運行
常用的PLC程序設(shè)計方法有經(jīng)驗法和順序功能法。根據(jù)圖4狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，編制的步進梯形圖程序如圖5所示。
表1 三維機械手控制I/O分配表
日本東機美DG4V-3-0B-M-P2-T-7-P12-54東京計器新稱，
圖5中，M8044是用作原點條件，判斷機械手是否在原點開始工作。
如果要實現(xiàn)斷電保護，在圖5的步進控制梯形圖中，將普通輔助/計時/狀態(tài)繼電器均換成斷電保護型。
上電后，直接初始狀態(tài)繼電器S0，在滿足原點條件繼電器M8044下，按下啟動按鈕SB2，X1得電，進入等待狀態(tài)繼電器S20；此時物品檢測傳感器SQ0檢測到上料端有料，X2得電，進入機械手臂伸出狀態(tài)S21；機械手伸出Y2得電，機械手前伸到前限位時，進入機械手下降狀態(tài)；機械手下降Y4得電，機械手下降到下限位時，進入機械手抓料延時狀態(tài)；機械手抓緊并延時，延時時間到，進入機械手上升狀態(tài)…………如此，每當(dāng)該步動作到位，限位條件滿足時，狀態(tài)轉(zhuǎn)移進入下一工作步，進行動作。
需要停止時，按下停止按鈕SB1,X0得電，停止標志繼電器M0得電并自鎖，當(dāng)機械手右旋到有限位時，如果停止標志有信號，則機械手回到初始狀態(tài)，如果停止標志沒有信號，則機械手進行下一周期的搬運工作。
五、結(jié)束語
本文以三維機械手為例介紹了日本三菱MITSUBISHI公司生產(chǎn)的FX1N系列微型可編程控制器在步進控制中的設(shè)計應(yīng)用。闡述了三維機械手的動作原理，設(shè)計要求，程序設(shè)計方法等。本文介紹的程序在實際生產(chǎn)和各屆各級電工電子技能大賽中獲得成功的應(yīng)用。
