第七章    输送单元的结构与控制
7.1 输送单元的功能和结构
输送单元是YL-335A 系统中最为重要同时也是承担任务最为繁重的工作单元。该单元主要完成驱动它的抓取机械手装置精确定位到指定单元的物料台，在物料台上抓取工件，把抓取到的工件输送到指定地点然后放下的功能。同时，该单元在PPI 网络系统中担任着主站的角，它接收来自按钮/指示灯模块的系统主令信号，读取网络上各从站的状态信息，加以综合后，向各从站发送控制要求，协调整个系统的工作。
输送单元由抓取机械手装置、步进电机传动组件、PLC 模块、按钮/指示灯模块和接线端子排等部件组成。
7.1.1 抓取机械手装置
图 7-1 抓取机械手装置
具体构成如下：
1．气动手爪：双作用气爪由一个二位五通双向电控阀控制，带状态保持功能用于各个工作站抓物搬运。双向电控阀工作原理和双稳态触发器类似即输出状态由输入状态决定，如果输出状态确认了即使无输入状态双24  向电控阀一样保持被触发前的状态。
2．双杆气缸：双作用气缸由一个二位五通单向电控阀控制，用于控制手爪伸出缩回 3．回转气缸：双作用气缸由一个二位五通单向电控阀控制，用于控制手臂正反向90 度
旋转，气缸旋转角度可以任意调节范围0—180 度，调节通过节流阀下方两颗固定缓冲器进行调整。
4．提升气缸：双作用气缸由一个二位五通单向电控阀控制，用于整个机械手提升下降以上气缸运行速度快慢由进气口节流阀调整进气量进行速度调节。
7.1.2 步进电机传动组件
步进电机传动组件用以拖动抓取机械手装置作往复直线运动，完成精确定位的功能。图7-2 是该组件的正视和俯视示意图。图中，抓取机械手装置已经安装在组件的滑动溜板上。
图 7-2 步进电机传动组件的正视和俯视示意图
已经安装好的步进电机传动组件和抓取机械手装置如图7-3所示。
图 7-3
7.1.3 按钮/指示灯模块
该模块放置在抽屉式模块放置架上，模块上安装的所有元器件的引出线均连接到面板上的安全插孔，面板布置如图7-4所示。
调用子程序的例子
图 7-4 按钮/指示灯模块
按钮/指示灯模块内安装了按钮/开关，指示灯/蜂鸣器和开关稳压电源等三类元器件，
具体如下：
⑴ 按钮/开关：急停按钮1 只，转换开关2 只，复位按钮黄、绿、红各1 只，自锁按钮黄、绿、红各1只。
⑵ 指示灯/蜂鸣器：24V指示灯黄、绿、红各2只，蜂鸣器1只。
⑶ 开关稳压电源：DC 24 V/6 A、12 V/2 A各一组。
7.1.3 气动控制回路
输送单元的抓取机械手装置是气动驱动的，其气动控制回路如图7-5所示。
图 7-5 气动控制回路原理图
图中，驱动气动手指气缸的电磁阀采用的是二位五通的带手控开关的双侧电磁先导控制阀（简称双电控电磁阀），双电控电磁阀采用两端都用电磁线圈控制的方式。双电控电磁阀外形如图7-6所示。
图 7-6 双电控气阀
双电控电磁阀与单电控电磁阀的区别在于，对于单电控电磁阀，在无电控信号时，阀芯在弹簧力的作用下会被复位，而对于双电控电磁阀，在两端都无电控信号时，阀芯的位置是取决于前一个电控信号。
注意：双电控电磁阀的两个电控信号不能同时为“1”，即在控制过程中不允许两个线圈同时得电，否则，可能会造成电磁线圈烧毁，当然，在这种情况下阀芯的位置是不确定的。
7.2 输送单元的PLC 控制与编程
7.2.1 PLC 的选型和I/O 接线
输送单元所需的I/O 点较多。其中，输入信号包括来自按钮/指示灯模块的按钮、开关等主令信号，单元各构件的传感器信号等；输出信号包括输出到抓取机械手装置各电磁阀的控制信号和输出到步进电机驱动器的脉冲信号和驱动方向信号；此外尚须考虑在需要时输出信号到按钮/指示灯模块的指示灯、蜂鸣器等，以显示本单元或系统的工作状态。
由于需要输出驱动步进电机的高速脉冲，PLC 应采用晶体管输出型。
基于上述考虑，选用西门子S7-226 AC/DC/DC型PLC，共24 点输入，16 点晶体管输出。PLC 安装在模块盒中，如图7-7所示。PLC的引出线都连接面板上的安全插孔处。面板上每一输入插孔旁都设有一个钮子开关，该开关的2 根引出线分别连接到PLC 输入端的公共参考点和相应的输入点，开关板到接通位置时，使该输入点ON，可以用于程序调试。须注意的是，在调试后要把开关板回OFF位置，以免影响正常程序的运行。