四 机械手控制系统设计
（一）机械手电气控制系统的概述
应用PLC作为电气控制，可以简化控制线路，降低故障率，实现机械手多种动作线路。一般机械手有手动和自动控制之分，手动控制主要用来硬件调试。自动控制中也分单步、单周期、周期循环等工作状态。其控制要求为：按下启动按钮，检测气动机械手是否处于原位，如果不是，按下复位按钮回到原位，如果是，则检测气动机械手处于何种工作状态下，单步意味着每按下一次启动按钮，机械手执行一步动作；单周期指执行一次动作循环，最后回到初始位置；周期循环是机械手重复不断的执行动作，直到按下复位或停止按钮为止。
根据机械手的硬件结构，PLC输入信号有：工作状态选择开关输入、启动停止按钮输入、磁性接近开关信号输入、手动开关输入及程序选择开关输入共22个输入点；机械手的输出信号有：驱动4个气缸的电磁阀线圈4个，控制真空吸盘的电磁阀线圈2个，原点指示灯1个，共七个输出点。选择输入点大于22点，输出大于7点的PLC。
机械手的定位系统采取定位块定位，在设定位置装置定位块。并为了达到缓冲的目的，在满足工作要求的前提下，设计尽量轻的零部件。比如将某些铸钢件改用铝合金制造，或者将一些实心的零件做成空心的，以此来减轻总质量。采取PLC程序控制，控制系统选择三菱公司的FX1S系列的PLC控制器。另外机械手还可进行回零等，其有手动控制方式和全自动控制。
自动生产线机械手的主要参数:吸持力2kg；自由度数为3；运动形式为圆柱坐标；手臂伸缩最大行程300mm；手臂升降最大行程为200mm；手臂回转最大行程180度，手臂升降速度为150mm/s；大臂回转角度范围0-90°，大臂回转速度为135°/s；定位方式为定位块；定位精度为；控制方式为点位式、PLC控制；驱动方式为气压系统。
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（二）机械手电气控制程序
表4.1机械手自动控制程序
步序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 14 15 16 指令 LD ANI ANI OUT OUT AND ANI OUT OUT AND ANI OUT OUT OUT OUT 数据 X400 X401 T450 Y430 T450 K2 T450 T451 Y432 T451 K0.5 T451 T452 Y433 T452 K1.5 Y434 T453 K2 步序号 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 27 28 29 30 指令 AND ANI OUT OUT AND ANI OUT OUT AND ANI OUT OUT AND ANI OUT OUT 数据 T453 T454 Y435 T454 K1.5 T454 T455 Y436 T455 K2 T455 T456 Y437 T456 K0.5 T456 T457 Y438 T457 步序号 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 指令 OUT OUT AND ANI OUT OUT AND ANI OUT OUT OUT 数据 K1.5 Y439 T550 K2 T550 T551 Y530 T551 K1.5 X500 T552 Y531 Y532 T552 K3
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（三）机械手电气控制系统图
1自动控制系统图
图4.1 机械手自动控制系统图
上图为机械手自控控制系统图，他的指令采用FX1S的专用PLC控制器控制，他的工作顺序是按照上图中大臂下降开始直至最后一次大臂回转为完成一个完整的工作周期，每个工作段所用的时间在上图均已标明，从系统启动到结束程序，除非系统受到X500停车指令，否则系统均通过各个时间控制器来完成精确的控制。
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2 手动控制系统图
图4.2 机械手手动控制系统图
上图为本机械手在进行试运行和系统检查以及手动控制完成所需动作而设计的
手动控制系统，工作流程在上图已经清晰标明。
3 机械手自动方式状态图
机械手自动方式状态图如图4.3所示，其中S2是自动方式的初始状态。状态转
移开始辅助继电器M8041，原点位置条件辅助继电器M8044的状态都是在初始化程序中设定的，在自动系统程序运行中不再改变。
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