（2）限位开关
当档块碰到开关时，常开点闭合。
图15. 限位开关
5.旋转码盘
为了实现底盘的定位控制，需要用到旋转码盘。旋转码盘是一种将角位移转换成脉冲值的检测装置，其结构如图15 所示。
当电机旋转时，带动码盘一块旋转，此时光电开关在码盘的作用下发出一组脉冲信号，通过检测这些脉冲信号就可以检测电机的旋转角度了。
图16. 旋转码盘接线图
图17. 旋转码盘
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三、 应用PLC设计机械手的步骤
（一） 工艺控制和设计要求
本课题主要研究的是基于PLC的机械手模型控制系统的设计，包括硬件的设计和软件的设计。
通过设计编制PLC程序实现机械手模型控制系统的自动控制。利用组态软件设计出人机界面，进行设备和数据对象的连接，实现动画连接，实现机械手的监控。通过组态王将机械手的动作过程进行动画演示，使机械手的动作形象化。提供较为直观、清晰、准确的机械手运行状态，为维修和故障诊断提供多方面的可能性，充分提高系统的工作效率。 1.具体流程及步骤
图18. 机械手结构示意图
打开电源，按下启动按钮。机械手按下方动作依次执行： （1）机械手初始化过程
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S20：回原点，即机械手到达左上方，底盘转到原点 S21：手爪松开；
S22：手爪顺时针旋转一定角度；
S23：机械手同时下降并右移，到达物品所在A处上方后停止。 （2）A点动作过程
S24：手爪闭合，抓住物品； S25：机械手向上升一定高度； S26：顺时针旋转30°到达B点。
（3）B点动作过程(模仿工业过程中，物件在传送中停放进行加工的过程) S27：手爪下降一定高度； S28：手爪放松物品放B点； S29：机械手上升；
S30：计时3秒，此时模仿物品加工过程，3秒后加工完毕； S31、S32、S33：手爪下降取物再上升； S34：底盘再次顺时钟转动到达C点。 （4）C点动作过程
S35：手爪逆时针旋转一定角度；
S36、S37：机械手左移、下降到适合的位置； S38：手爪放松，将物品放下；
S39、S40、S41、S42：机械手经过一系列的动作回到A点物品上方。 至此，机械手经过一系列动作完成一个循环。之后再回到第（2）步，循环动作，将物品一一运送到C处。 2.设计要求
·选择PLC机型(FX2N系列)，进行PLC的I/O分配。
·根据控制要求绘制控制流程图，设计梯形图控制程序并加以说明。 ·下载梯形图程序至PLC，调试PLC控制程序。
·用组态王软件完成系统组态画面设计并实现监控功能。 ·在实验室实际机械手调试，检验设计功能。 ·整理资料及图纸、写毕业设计报告。
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（二）PLC程序设计
1. I/O点数的确定及PLC类型的选择
本次设计使用的是QSPLC-JXS机械手模型装置。本装置需采用晶体管输出型可编程控制器，可同时输出两路脉冲到步进电机驱动器，控制步进电机运行。由于机械手系统的输入/输出点少，要求电气控制部分体积小，成本低，并能够用计算机对PLC进行监控和管理，该机械手的控制为纯开关量控制，且I/O点数不多，仅需7个输入点和7个输出点，考虑留有一定的裕量。故选用日本三菱公司生产的多功能小型FX2N-48MT主机，该机输入点为24个，输出点为24个。 2. PLC的I/O分配
根据机械手动作的要求及机械手实物教学实验装置说明指导，输入、输出点分配如表6所示。
表6. PLC的I/O分配表
输入端口 PLC 端 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X10 X11 X0 X17 X16 单元板端口 SQ2 SQ1 SQ4 SQ5 SQ6 SQ7 SQ8 SQ9 SQ3 SW0 SW1 注释 S 轴原点（底盘） S 轴限位（底盘） L轴原点(水平方向) 输出端口 PLC 单元板 端 接口 Y0 L 轴-CP Y1 U 轴-CP 注释 垂直轴脉冲信号 水平轴脉冲信号 Y2 L 轴-DIR 垂直轴方向信号 S 轴-F S 轴-R B 轴-YV T 轴-R 底盘顺时针转动 底盘逆时针转动 气动夹手 手臂逆时针转动 旋转编码控制 旋转编码控制 L 轴限位（水平方向） Y3 U 轴-DIR 水平轴方向信号 U 轴原点（垂直方向） Y4 U 轴限位（垂直方向） Y5 T 轴限位（手爪） T 轴原点（手爪） 旋转码盘脉冲输出 启动暂停 单步运行控制 Y6 Y10 Y11 Y7 Y12 T 轴-F 手臂顺时针转动 注：S轴为底盘、T轴为手爪、L轴为竖轴、U轴为横轴、B轴为电磁阀。
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