吳爭(哈爾濱石油學院,黑龍江哈爾濱 150028)

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數(shù)控車床氣壓機械手臂的PLC控制系統(tǒng)

吳爭
(哈爾濱石油學院,黑龍江哈爾濱 150028)

【摘 要】本文的研究中以可編控制器為主要方法對機械搖臂的氣壓設備實行電器的控制,并且把數(shù)控車床的上下料機機械手臂作為本次探索的對象,目的是要將系統(tǒng)的自動化以及柔性化凸現(xiàn)出來。此外,本文還詳細介紹了該系統(tǒng)主要的工作機理,描述了主要的機械零部件構造,闡明了氣壓控制原理以及可變遙控器的具體操作方法。

【關鍵詞】PLC控制系統(tǒng) 氣壓系統(tǒng) 上下裝料

隨著經濟的不斷發(fā)展，科學技術的不斷進步，大部分的生產已經從人工化轉向自動化、智能化。傳統(tǒng)數(shù)控加工方式瑣碎、重復的加工工序都是靠人工完成的，繁重的體力勞動勢必會降低工作的效率。這種單純地依靠人工操作機器工作或者是繼電器控制的半自動化的裝置來完成上下料的工作都存在一定的弊端?？删幙刂破鱌LC控制的裝料機機械控制系統(tǒng)就是針對這一問題研究出來的方法，這一系統(tǒng)使用方便，原理簡單，抗干擾能力強，工作效率高。

1 工作原理

在這個系統(tǒng)中上下料機械手的結構趨于整體化，它由料斗與搬運以及上下料零部件組合而成。這種改造后的料斗在使用過程中更加功能化。此外，它的結構比較緊湊，運動既平穩(wěn)又準確，這一特點能夠很好的實現(xiàn)五級調速。這種設備制造出來的工件質量僅有一千克，并且工作范圍比較靈活。

系統(tǒng)啟動后會有一個自我檢查的程序，若結果良好則會開啟工作模式，各項組件處于工作準備狀態(tài)，當收到開始工作的信息時，機械手臂就會啟動工作模式，詳細工作流程如圖1:

2 系統(tǒng)的結構

PLC控制系統(tǒng)包括控制系統(tǒng)，驅動系統(tǒng)，執(zhí)行系統(tǒng)。所謂控制系統(tǒng)，它有四個組成因子，包括位置檢測裝置以及可編程控制器、主控柜與主控面板。驅動系統(tǒng)則是采用全氣壓的驅動方式，它既能滿足手動調節(jié)的條件也能夠進行自動化操作。執(zhí)行系統(tǒng)的組成部分有升降機構以及吸盤夾持結構等，它的手臂有兩個夾持，進行流水線工作，與傳統(tǒng)的系統(tǒng)結構相比，大大提高了工作效率。

3 系統(tǒng)的軟件與硬件

3.1 氣壓驅動系統(tǒng)

在這一系統(tǒng)中，使用的是雙泵供氣，目的是避免外界對抓取工作的干擾；真空吸盤與凸輪以及連桿機構的組合運行，能夠完成手部的夾緊以及松開的動作，進而完成工件的吸放工作；氣缸與齒輪的合作能夠完成機械臂的搖擺以及移動的工作；真空吸盤以及手臂的氣缸的控制回路中都設置為氣控單向閥，并且裝配了限位開關，它的控制由壓力繼電器以及光柵位置傳感器來完成，這樣的設計解決了緊急停電時容易出現(xiàn)手指的松開等問題。另外，還增添了緊急停止以及恢復原位的按鈕，這樣就能避免干擾互鎖等裝置。

3.2 PLC控制系統(tǒng)

設計PLC所要遵循的基本原則有下面幾點:第一系統(tǒng)的設計務必要保證操作人員以及運行設備本身的安全；第二PLC不僅要在程序設計上作出安全措施，在進行硬件的相關知識普及時也要做好安全方面的思想教育工作；第三在對軟件進行安全程序編寫的保護措施外，還要對硬件進行保護措施的安裝，這樣能夠避免因為軟件的編寫漏洞而產生的安全隱患；第四要對PLC本身的特點進行了解。不同的系統(tǒng)提供者會在系統(tǒng)設計方面有一些差異，因此要對所使用的系統(tǒng)本身的特點進行詳細的了解，用正確的操作方法進行操作，才能真正實現(xiàn)系統(tǒng)自身的價值；第五調試點的設計是整個系統(tǒng)成功與否的關鍵。當然PLC程序的設計需要多次調試、修改，最終達到想要的結果。

PLC系統(tǒng)的整個設計流程如下:第一如果所選擇的系統(tǒng)自帶程序，就需要對程序的屬性有一個全面的了解，能夠保障程序的后續(xù)工作順利進行，由于系統(tǒng)工作機理大致相同，因此沒必要花費大量的時間從初始編碼進行編寫，進而選擇自帶程序的可編控制器系統(tǒng)是最佳的選擇；第二將全部與PLC有關的進出信號排列出來，并且參考PLC內部接口的固有屬性，編制出相對應的標號；第三畫出生產所需要的流程圖以及工作循環(huán)圖和功能圖等等；第四根據(jù)具體語言環(huán)境，編寫圖文符號所對應的文字注解。

3.3系統(tǒng)的調試

調試的過程簡要過程如下:輸入程序→檢查電器線路→虛擬調試→運營調試→非常規(guī)調試。

調試注意事項:檢查電源，運行調試時檢查機械與電氣的配合是否有效，在非常規(guī)調試時檢查PLC設計的保護功能是否有效以及報警功能是否完善。

3.4 PLC控制系統(tǒng)

可以依據(jù)系統(tǒng)控制信號的數(shù)量來進行可編控制器的選擇。在這里簡要介紹三菱FX型號的可編制控制器，它是自帶程序的，有在線以及離線編輯的功能，能夠根據(jù)實際情況進行改變，體現(xiàn)柔性化。機械在它的控制下有手動以及連續(xù)操作兩種工作方式。在實際工作中，默認的是連續(xù)工作，若是要求單動，就要選擇手動程序。

4 結語

通過研究我們發(fā)現(xiàn)，利用PLC對數(shù)控車床上下料機械手進行控制，手動、連續(xù)以及互鎖等多種功能可以很好的展現(xiàn)出來，并且它還具有比較好的規(guī)避外界干擾的優(yōu)點以及良好的可靠性。

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作者簡介:吳爭(1995—),男,黑龍江綏化人,學位職稱:機械電子工程系機械制造設計及其自動化7班本科在讀,研究方向:PLC控制系統(tǒng)。