1.程序的總體結構

如圖6-22所示為機械手系統的PLC梯形圖程序的總體結構，將程序分為公用程序、自動程序、手動程序和回原位程序四個部分，其中自動程序包括單步、單周期和連續工作的程序，這是因為它們的工作都是按照同樣的順序進行，所以將它們合在一起編程更加簡單。梯形圖中使用跳轉指令使得自動程序、手動程序和回原位程序不會同時執行。假設選擇“手動”方式，則X0為ON、X1為OFF，此時PLC執行完公用程序后，將跳過自動程序到P0處，由于X0常閉觸點為斷開，故執行“手動程序”，執行到P1處，由于X1常閉觸點為閉合，所以又跳過回原位程序到P2處；假設選擇分“回原位”方式，則X0為OFF、X1為ON，跳過自動程序和手動程序執行回原位程序；假設選擇“單步”或“單周期”或“連續”方式，則X0、X1均為OFF，此時執行完自動程序后，跳過手動程序和回原位程序。

圖6-22 機械手系統PLC梯形圖的總體結構

2.各部分程序的設計

（1）公用程序 公用程序如圖6-23所示，左限位開關X12、上限位開關X10的常開觸點和表示機械手松開的Y4的常開觸點的串聯電路接通時，輔助繼電器M0變為ON，表示機械手在原位。

公用程序用于自動程序和手動程序相互切換的處理，當系統處于手動工作方式時，必須將除初始步以外的各步對應的輔助繼電器（M11-M18）復位，同時將表示連續工作狀態的M1復位，否則當系統從自動工作方式切換到手動工作方式，然后又返回自動工作方式時，可能會出現同時有兩個活動步的異常情況，引起錯誤的動作。

當機械手處于原點狀態（M0為ON），在開始執行用戶程序（M8002為ON）、系統處于手動

狀態或回原點狀態（X0或X1為ON）時，初始步對應的M1O將被置位，為進入單步、單同期和連續工作方式作好準備。如果此時M0為OFF狀態，M1O將被復位，初始步為不活動步，系統不能在單步、單周期和連續工作方式下工作。

圖6-23 公用程序

（2）手動程序 手動程序如圖6-24所示，手動工作時用X14～X21對應的6個按鈕控制機械手的上升、下降、左行、右行、松開和夾緊。為了保證系統的安全運行，在手動程序中設置了一些必要的聯鎖，例如上升與下降之間、左行與右行之間的互鎖；上升、下降、左行、右行的限位；上限位開關X10的常開觸點與控制左、右行的 Y2和 Y3的線圈串聯，使得機械手升到最高位置才能左右移動，以防止機械手在較低位置運行時與別的物體碰撞。

圖6-24 手動程序

（3）自動程序 如圖6-25所示為機械手系統自動程序的功能表圖。使用通用指令的編程方式設計出的自動程序如圖6-26所示，也可采用其它編程方式編程，在此不再贅述。

圖6-25 自動程序的功能表圖

圖6-26 自動程序

系統工作在連續、單周期（非單步）工作方式時，X2的常閉觸點接通，使M2（轉換允許）ON，串聯在各步電路中的M2的常開觸點接通，允許步與步之間的轉換。

假設選擇的是單周期工作方式，此時X3為ON， X1和X2的常閉觸點閉合，M2為ON，允許轉換。在初始步時按下起動按鈕X5，在M11的電路中，M1O、X5、M2的常開觸點和X12的常閉觸點均接通，使M11為ON，系統進入下降步，Y1為ON，機械手下降；機械手碰到下限位開關X11時，M12變為ON，轉換到夾緊步，Y4被復位，工件被夾緊；同時TO得電，2s以后TO的定時時間到，其常開觸點接通，使系統進入上升步。系統將這樣一步一步地往下工作，當機械手在步M18返回最左邊時，X4為ON，因為此時不是連續工作方式， M1處于OFF狀態，

轉換條件·X12滿足，系統返回并停留在初始步M10。

在連續工作方式，X4為ON，在初始狀態按下起動按鈕X5，與單周期工作方式時相同，M11變為ON，機械手下降，與此同時，控制連續工作的M1為ON，往后的工作過程與單周期工作方式相同。當機械手在步M18返回最左邊時，X12為ON，因為M1為ON，轉換條件M7·X4滿足，系統將返回步M11，反復連續地工作下去。按下停止按鈕X6后，M1變為OFF，但是系統不會立即停止工作，在完成當前工作周期的全部動作后，在步M18返回最左邊，左限位開關X12為ON，轉換條件·X12滿足，系統才返回并停留在初始步。

如果系統處于單步工作方式，X2為ON，它的常閉觸點斷開，“轉換允許”輔助繼電器M2在一般情況下為OFF，不允許步與步之間的轉換。設系統處于初始狀態，M10為ON，按下起動按鈕X5，M2變為ON，使M11為ON，系統進入下降步。放開起動按鈕后， M2馬上變為OFF。在下降步， YO的得電，機械手降到下限位開關X11處時，與YO的線圈串聯的X11的常閉觸點斷開，使YO的線圈斷電，機械手停止下降。X11的常開觸點閉合后，如果沒有按起動按鈕， X5和M2處于OFF狀態，一直要等到按下起動按鈕，M5和M2變為ON，M2的常開觸點接通，轉換條件X11才能使M12接通，M12得電并自保持，系統才能由下降步進入夾緊步。以后在完成某一步的操作后，都必須按一次起動按鈕，系統才能進入下一步。

在輸出程序部分，X10～X13的常閉觸點是為單步工作方式設置的。以下降為例，當小車碰到限位開關X11后，與下降步對應的輔助繼電器M11不會馬上變為OFF，如果YO的線圈不與X11的常閉觸點串聯，機械手不能停在下限位開關X11處，還會繼續下降，這種情況下可能造成事故。

（4）回原點程序 如圖6-27所示為機械手自動回原點程序的梯形圖。在回原點工作方式（X1為ON），按下回原點起動按鈕X7，M3變為ON，機械手松開和上升，升到上限位開關時X10為0N，機械手左行，到左限位處時，X12變為ON，左行停止并將M3復位。這時原點條件滿足，M0為ON，在公用程序中，初始步M0被置位，為進入單周期、連續和單步工作方式作好了準備。

圖6-27 回原位程序

3.程序綜合與模擬調試

由于在分部分程序設計時已經考慮各部分之間的相互關系，因此只要將公用程序（圖6-23）、手動程序（圖6-24）、自動程序（圖6-26）和回原位程序（圖6-27）按照機械手程序總體結構（圖6-22）綜合起來即為機械手控制系統的PLC程序。

模擬調試時各部分程序可先分別調試，然后再再進行全部程序的調試，也可直接進行全部程序的調試。