1.程序的总体结构

   如图6-22所示为机械手系统的PLC梯形图程序的总体结构，将程序分为公用程序、自动程序、手动程序和回原位程序四个部分，其中自动程序包括单步、单周期和连续工作的程序，这是因为它们的工作都是按照同样的顺序进行，所以将它们合在一起编程更加简单。梯形图中使用跳转指令使得自动程序、手动程序和回原位程序不会同时执行。假设选择“手动”方式，则X0为ON、X1为OFF，此时PLC执行完公用程序后，将跳过自动程序到P0处，由于X0常闭触点为断开，故执行“手动程序”，执行到P1处，由于X1常闭触点为闭合，所以又跳过回原位程序到P2处；假设选择分“回原位”方式，则X0为OFF、X1为ON，跳过自动程序和手动程序执行回原位程序；假设选择“单步”或“单周期”或“连续”方式，则X0、X1均为OFF，此时执行完自动程序后，跳过手动程序和回原位程序。

图6-22 机械手系统PLC梯形图的总体结构

2.各部分程序的设计

（1）公用程序  公用程序如图6-23所示，左限位开关X12、上限位开关X10的常开触点和表示机械手松开的Y4的常开触点的串联电路接通时，辅助继电器M0变为ON，表示机械手在原位。

    公用程序用于自动程序和手动程序相互切换的处理，当系统处于手动工作方式时，必须将除初始步以外的各步对应的辅助继电器（M11-M18）复位，同时将表示连续工作状态的M1复位，否则当系统从自动工作方式切换到手动工作方式，然后又返回自动工作方式时，可能会出现同时有两个活动步的异常情况，引起错误的动作。

    当机械手处于原点状态（M0为ON），在开始执行用户程序（M8002为ON）、系统处于手动

状态或回原点状态（X0或X1为ON）时，初始步对应的M1O将被置位，为进入单步、单同期和连续工作方式作好准备。如果此时M0为OFF状态，M1O将被复位，初始步为不活动步，系统不能在单步、单周期和连续工作方式下工作。

图6-23  公用程序

（2）手动程序  手动程序如图6-24所示，手动工作时用X14～X21对应的6个按钮控制机械手的上升、下降、左行、右行、松开和夹紧。为了保证系统的安全运行，在手动程序中设置了一些必要的联锁，例如上升与下降之间、左行与右行之间的互锁；上升、下降、左行、右行的限位；上限位开关X10的常开触点与控制左、右行的 Y2和 Y3的线圈串联，使得机械手升到最高位置才能左右移动，以防止机械手在较低位置运行时与别的物体碰撞。

图6-24  手动程序

（3）自动程序  如图6-25所示为机械手系统自动程序的功能表图。使用通用指令的编程方式设计出的自动程序如图6-26所示，也可采用其它编程方式编程，在此不再赘述。

图6-25  自动程序的功能表图

图6-26  自动程序

系统工作在连续、单周期（非单步）工作方式时，X2的常闭触点接通，使M2（转换允许）ON，串联在各步电路中的M2的常开触点接通，允许步与步之间的转换。

假设选择的是单周期工作方式，此时X3为ON， X1和X2的常闭触点闭合，M2为ON，允许转换。在初始步时按下起动按钮X5，在M11的电路中，M1O、X5、M2的常开触点和X12的常闭触点均接通，使M11为ON，系统进入下降步，Y1为ON，机械手下降；机械手碰到下限位开关X11时，M12变为ON，转换到夹紧步，Y4被复位，工件被夹紧；同时TO得电，2s以后TO的定时时间到，其常开触点接通，使系统进入上升步。系统将这样一步一步地往下工作，当机械手在步M18返回最左边时，X4为ON，因为此时不是连续工作方式， M1处于OFF状态，

转换条件·X12满足，系统返回并停留在初始步M10。

    在连续工作方式，X4为ON，在初始状态按下起动按钮X5，与单周期工作方式时相同，M11变为ON，机械手下降，与此同时，控制连续工作的M1为ON，往后的工作过程与单周期工作方式相同。当机械手在步M18返回最左边时，X12为ON，因为M1为ON，转换条件M7·X4满足，系统将返回步M11，反复连续地工作下去。按下停止按钮X6后，M1变为OFF，但是系统不会立即停止工作，在完成当前工作周期的全部动作后，在步M18返回最左边，左限位开关X12为ON，转换条件·X12满足，系统才返回并停留在初始步。

    如果系统处于单步工作方式，X2为ON，它的常闭触点断开，“转换允许”辅助继电器M2在一般情况下为OFF，不允许步与步之间的转换。设系统处于初始状态，M10为ON，按下起动按钮X5，M2变为ON，使M11为ON，系统进入下降步。放开起动按钮后， M2马上变为OFF。在下降步， YO的得电，机械手降到下限位开关X11处时，与YO的线圈串联的X11的常闭触点断开，使YO的线圈断电，机械手停止下降。X11的常开触点闭合后，如果没有按起动按钮，     X5和M2处于OFF状态，一直要等到按下起动按钮，M5和M2变为ON，M2的常开触点接通，转换条件X11才能使M12接通，M12得电并自保持，系统才能由下降步进入夹紧步。以后在完成某一步的操作后，都必须按一次起动按钮，系统才能进入下一步。

    在输出程序部分，X10～X13的常闭触点是为单步工作方式设置的。以下降为例，当小车碰到限位开关X11后，与下降步对应的辅助继电器M11不会马上变为OFF，如果YO的线圈不与X11的常闭触点串联，机械手不能停在下限位开关X11处，还会继续下降，这种情况下可能造成事故。

   （4）回原点程序  如图6-27所示为机械手自动回原点程序的梯形图。在回原点工作方式（X1为ON），按下回原点起动按钮X7，M3变为ON，机械手松开和上升，升到上限位开关时X10为0N，机械手左行，到左限位处时，X12变为ON，左行停止并将M3复位。这时原点条件满足，M0为ON，在公用程序中，初始步M0被置位，为进入单周期、连续和单步工作方式作好了准备。

图6-27  回原位程序

3.程序综合与模拟调试

由于在分部分程序设计时已经考虑各部分之间的相互关系，因此只要将公用程序（图6-23）、手动程序（图6-24）、自动程序（图6-26）和回原位程序（图6-27）按照机械手程序总体结构（图6-22）综合起来即为机械手控制系统的PLC程序。

模拟调试时各部分程序可先分别调试，然后再再进行全部程序的调试，也可直接进行全部程序的调试。