1、限位开关在机械手控制项目中的工艺要求

本例程的传送机械手装置用于分拣大球和小球，并且将小球和大球分别放入两个不，同的箱体中。机械臂原始位置在左限位，电磁铁在上限位。接近开关PX1用于检测是否有球。限位开关SQ1~SQ5分别用于传送机械手上下左右四个运动方向的定位。大小球分捡传送机械手装置示意图如图所示。

大小球分拣传送机械手示意图

2、电气原理图

本装置内的电动机采用AC380V/50Hz三相四线制电源供电,电动机M1带动机械手臂左右移动，右移时中间继电器CR2的线圈接通，其常开触点控制KM2的线圈闭合，串接在KM2线圈控制回路中的KMI的辅助常开触点使电动机不能进行左移动作。左移时中间继电器CR1的线圈接通，其常开触点控制KM1的线圈闭合，串接在KM1线圈控制回路中的KM2的辅助常开触点使电动机不能进行右移动作。电气原理图如图所示。

电气原理图

3、控制原理图

本示例采用AC220V电源供电，并且通过直流电源POWER Unit将AC220V电源转换为DC24V电源供给PLC用电。空气开关Q3作为电源隔离短路保护开关, PLC控制原理图如图所示。

大小球分拣传送机械手控制原理图

4、大小球分拣传送机械手的程序编制

设备在启动后，当接近开关检测到有球时电磁杆就下降，如果电磁铁碰到大球时下限位开关不动作，如果电磁铁碰到小球时下限位开关就会发生动作。而当电磁杆下降2s后电磁铁吸球，吸球的时间到达1s后上升，到上限位后机械臂右移，如果吸的是小球，机械臂到小球位，电磁杆下降2s电磁铁失电释放小球；

如果吸的是大球，机械臂到大球位，电磁杆下降2s，电磁铁失电释放大球，停留1s上升，到达上限位后，机械臂左移到左限位，并重复上述动作。如果要停止设备，必须在完成一次上述动作后到左限位停止。在编制主程序之前，为了方便编程和程序的可读性，应该首先编辑符号表，如图所示。

符号表

在大小球机械手控制项目中，创建一个功能FC1块，用于编制机械手自动控制程序，并在组织块OB1中对FC1块进行调用。另外，还创建了一个组织块OB100，用来完成FC1块标志位的初始化。项目中的块的详细信息如下图所示。

项目中块的组成图

(1)功能FC1的程序编写。

按照工艺要求，首先编制原点指示程序，因为如果起始位置不在原点则程序不能正常运行。如果在按开始按钮前，机械手在原点位置则开始程序的第一步。 原点指示灯亮和原点到位后置位第一步标志位的程序如下图所示。

程序段1和2的程序

在程序段3中实现的是机械手循环操作的第一步，程序中的连续位是为了实现机械手的周期运行，操作人员只要按一次启动，机械手就会一直工作，只要还有球(大小球检测的接近开关信号显示有球)。程序如下图所示。

机械手 循环操作的第一步程序

第一步标志建立后,如果球接近开关为1，显示当前有球，则汽缸首先下移，然后开始设置2s的延时。延时到达后，将连续位和第一步复位，并将第二步置位，同时复位连续运行位，为在工作过程中可能出现的停车信号作准备。程序如下图所示。

程序段

在程序段5中，判断是大球还是小球，如下图所示。

判断是大球还是小球程序

在判断是小球后,将电磁铁上电,机械手的电磁铁就会将小球吸住，延时2s确认小球吸牢后进入第三步(此处的第三步是按主流程的步数算的)。程序如下图所示。

程序6段小球运行的第三步

程序段7中实现的是电磁铁吸住球后，汽缸上移移动到上限位的程序，移动到位后复位第三步，置位小球第四步标志位，程序如图所示。

小球运动第三步

在程序段8中，小球移动到小球位的程序，移动到位后置位大小球第五步，也就是大小球通用的步骤程序。程序如下图所示。

程序8段小球运行第四步

在判断是大球后,将电磁铁上电，机械手的电磁铁就会将大球吸住，延时2s确认大球吸牢后进入大球第三步(此处的第三步是按主流程的步数算的，因为此次是大球、小球两个分支，算上主流程的两步，刚好是第三步)。程序如下图所示。

程序段9大球的第三步

程序段10中实现的是电磁铁吸住球后，汽缸上移移动到上限位的程序，移动到位后复位第三步，置位大球第四步标志位，程序如下图。

程序段10大球的第三步

在程序段11中，当机械手吸住大球移动到大球的限位开关后置位大小球第五步，也就是大小球通用的步骤程序。程序如图所示。

程序段11大球的第四步

移动到位后，在通用的第五步中汽缸下移到位后(因为此时已经没有物品挡住汽缸，无论大球还是小球都会到达下限位)。程序如图所示。

程序段12通用的第五步

在第六步中，机械手关闭电磁铁的电源，等待1s后，也就是等大球或小球掉落到相对应的容器内后进入第七步。程序如图所示。

松开电磁铁

机械手放下球后，汽缸运行到上限位，程序如图所示。

运行到上限为

汽缸移动到位后，再左移后到原点，同时置位连续位为下次循环作准备。程序如图所示。

回到原点程序

在程序段16中实现停止功能，停止标志位在按下停止按钮后设置停止标志位，按下后还会工作循环(在程序段15中的连续位将不会置位)。程序如所示。

停止标志复位

出现电动机热报警(常闭触点)复位电动机运行标志；同样，出现急停信号时，复位电动机运行标志和汽缸运行标志，但不断开电磁铁，以防止铁球掉落。安全程序的编写如图所示。

(2)组织块0B100的程序清单。

在每次启动都会调用的OB100中，在PLC启动时将M0.0~M3.7都置0。程序如图所示。

OB100程序

(3)组织块OB1的程序清单。

在组织块OB1中调用大小球机械手功能FC1块，一般不在OB1中直接编程，因为用到S7-400 CPU的程序一般都比较大，使用FC块的方法可以使程序易于维护。程序如图所示。

OB1