PLC氣動(dòng)機械手控制系統的設計與應用

隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，自動(dòng)化生成設備的應用越來(lái)越廣泛，由于氣動(dòng)機械手具有結構簡(jiǎn)單，使用方便，制造成本低等優(yōu)勢，在生產(chǎn)線(xiàn)上被廣泛應用。氣動(dòng)機械手通過(guò)控制系統和執行系統來(lái)共同完成生產(chǎn)指標，隨著(zhù)PLC技術(shù)的成熟，基于PLC技術(shù)的氣動(dòng)機械手控制系統的設計實(shí)現了新的突破。

1、PLC技術(shù)概述

PLC的全稱(chēng)是可編輯邏輯控制器（Programmable LogicController），通過(guò)可編程的存儲器元件進(jìn)行邏輯運算、程序控制、設備定時(shí)，zui后將數字模擬轉化為機械設備的生產(chǎn)指令。PLC電子系統裝置的核心是微處理器，可用于各種工業(yè)生產(chǎn)，它的出現克服了許多原有技術(shù)的障礙，具有操作簡(jiǎn)便、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，由于整合了微處理器的優(yōu)勢，也更加符合電氣設備操作人員的操作習慣。我國引進(jìn)PLC技術(shù)是在上個(gè)世紀七十年代，時(shí)至今日已經(jīng)可以用于生產(chǎn)一些中小型的產(chǎn)品，在電子、紡織、產(chǎn)品、印刷等多個(gè)領(lǐng)域都有廣泛的應用。

2、機械手的基本結構和控制要求

2.1機械手的基本結構

機械手由控制系統和執行系統組成，二者相互配合共同完成生產(chǎn)要求，其控制系統由PLC技術(shù)主導，執行系統則是機械手完成各種復雜操作的實(shí)體裝置。機械手的工作性能受執行機構分布的影響，其形式也比較多，如直角坐標式、球坐標式、關(guān)節式和圓柱坐標式。

直角坐標式機械手可以沿著(zhù)X、Y、Z 三個(gè)不同的方向做往返運動(dòng)，這種形式的機械運動(dòng)適用于工作位置位于一條線(xiàn)上的設備，優(yōu)點(diǎn)是節拍間隔短、定位準確、度高、效率高，可與傳送帶或者其他加工設備配合使用，缺點(diǎn)就是受到運動(dòng)方向的限制作業(yè)范圍比較小。球坐標式機械手可以實(shí)現在坐標平面下的直線(xiàn)運動(dòng)或者兩個(gè)方向之間的旋轉運動(dòng)，其優(yōu)點(diǎn)是活動(dòng)范圍大，可進(jìn)行伸縮回轉、左右擺動(dòng)、旋轉等動(dòng)作，工作效率也高。關(guān)節式機械手的命名就是因為它可以像人的手臂一樣實(shí)現多個(gè)自由度的轉動(dòng)，優(yōu)點(diǎn)是動(dòng)作靈活。圓柱式機械手是實(shí)際生產(chǎn)中應用zui多的一種機械手，優(yōu)點(diǎn)是體積小、動(dòng)作范圍大。

2.2機械手的控制要求

機械手的控制根據適用場(chǎng)合的不同可以分為自動(dòng)控制和手動(dòng)控制兩種控制方式。自動(dòng)控制是基于PLC技術(shù)下的編寫(xiě)程序實(shí)現設備控制的，而手動(dòng)控制操作主要是用于設備的安裝調試以及故障維修過(guò)程。機械手的自動(dòng)運行過(guò)程要求擺動(dòng)氣缸處于中心右側，此時(shí)氣缸活塞控制桿和垂直氣缸活塞控制桿同時(shí)后退，真空吸盤(pán)沒(méi)有抓取工件，在運行過(guò)程中通過(guò)轉動(dòng)氣缸的擺動(dòng)和伸出等引起其他組件的一系列運動(dòng)，實(shí)現整個(gè)自動(dòng)控制操作。機械手的手動(dòng)運行主要有機械手的升降、伸縮和擺動(dòng)操作，它與實(shí)際操作無(wú)關(guān)，只是在裝置進(jìn)行初次安裝或者出現故障時(shí)采用的一種工作方式。

3、PLC氣動(dòng)機械手控制系統的軟件設計

3.1順序功能設計

為了保證生產(chǎn)過(guò)程能夠按照預定的先后順序正常進(jìn)行，就需要嚴格的設計順序功能圖，順序功能圖能夠保證機械手按照規定的步驟完成控制任務(wù)，可以有效的提高工程師的設計效率，由于設計思路簡(jiǎn)單，也便于初學(xué)者理解。順序功能圖實(shí)現了通用編程元件和編程元件的結合使用，這種專(zhuān)門(mén)用于控制程序編制的功能圖已被PLC設計廣泛采用。通過(guò)氣動(dòng)機械手的操作流程可以看出，需要機械手按照控制要求，從原點(diǎn)位置出發(fā)，依次進(jìn)行擺動(dòng)缸擺動(dòng)、伸出、吸件、退回、右擺、伸出、松件、退回原位的循環(huán)操作。

3.2氣動(dòng)機械手的總體順序功能

自動(dòng)控制系統的檢測開(kāi)關(guān)和手動(dòng)開(kāi)關(guān)只能有一個(gè)處于開(kāi)放狀態(tài)，所以需要安裝轉換開(kāi)關(guān)以保證控制方式的單一性。對于手動(dòng)操作方式和自動(dòng)操作方式需要按照選擇開(kāi)關(guān)來(lái)決定，如果是先選用自動(dòng)操作的方式，但此時(shí)機械手并沒(méi)有處于原始狀態(tài)，就需要先使用手動(dòng)操作方式使機械手回到初始位置之后再執行其他操作，通過(guò)選擇開(kāi)關(guān)就可以輕松的實(shí)現單周期或者自動(dòng)化的操作。

4、PLC氣動(dòng)氣動(dòng)機械手控制系統的測試與發(fā)展前景

對PLC氣動(dòng)機械手控制系統的設計部分進(jìn)行測試，可以保證出廠(chǎng)的設備質(zhì)量，為設備功能的完整實(shí)現以及設備運行的速度提供強有力的。通過(guò)系統測試也可以為廣大的客戶(hù)提供一個(gè)直觀(guān)了解設備工作原理的平臺，友好的操作界面也讓用戶(hù)需求與設備操作之間的信息傳遞更加簡(jiǎn)便，操作起來(lái)更加方便。

氣動(dòng)機械手是在氣動(dòng)條件下實(shí)現的，所以動(dòng)力來(lái)源取之不盡，不僅節約能源，還可以實(shí)現生產(chǎn)效率的提高，在醫藥、食品等多個(gè)加工制造行業(yè)被推廣使用。機械手的多向旋轉與氣爪夾緊功能相互配合，共同實(shí)現生產(chǎn)線(xiàn)的全自動(dòng)化生產(chǎn)?；谖⑻幚砥鞯腜LC技術(shù)使氣動(dòng)機械手的控制系統邏輯編程更加簡(jiǎn)單明了，提高了生產(chǎn)效率。PLC技術(shù)與氣動(dòng)機械手的優(yōu)勢合并，不僅節約能源，而且操作性能更加穩定可靠，這也必然使PLC氣動(dòng)機械手控制系統在未來(lái)幾十年內被更多的

生產(chǎn)行業(yè)所推廣使用。

5、結語(yǔ)

隨著(zhù)計算機信息技術(shù)的迅速發(fā)展，以PLC技術(shù)為核心的氣動(dòng)機械手控制系統在生產(chǎn)加工過(guò)程中得到廣泛的應用。由于PLC技術(shù)的*優(yōu)勢，使其非常適合實(shí)現氣動(dòng)機械手的控制要求，不僅操作更加準確，安全性能也更高，故障頻率也較之前有大幅度的降低?；赑LC技術(shù)的氣動(dòng)機械手控制系統大大提高了工業(yè)生產(chǎn)的工作效率，為企業(yè)創(chuàng )造了更多的經(jīng)濟效益，是一種未來(lái)發(fā)展前景廣闊的自動(dòng)控制系統，必將得到大范圍的推廣使用。