鐘建元+毛文坡

摘 要：隨著科技的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，自動(dòng)化、機(jī)械化這樣的生產(chǎn)模式被廣泛運(yùn)用于企業(yè)的生產(chǎn)車間。像無人車間、無人流水線這樣實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)化的生產(chǎn)模式勢(shì)必會(huì)成為將來廣泛存在的生產(chǎn)模式。數(shù)字化，幾乎已經(jīng)完全籠罩了現(xiàn)在人類所有的活動(dòng)區(qū)域，工業(yè)機(jī)械手是21世紀(jì)出現(xiàn)的自動(dòng)型控制的新技術(shù)，而PLC這種可編程控制器，更是科技和智慧的產(chǎn)物，必然會(huì)成為科研工作者的重點(diǎn)研究對(duì)象。自動(dòng)型生產(chǎn)模式的重點(diǎn)在于：將機(jī)械化代替人工化，減少人工操作時(shí)存在的意外傷害，并提升工作效率，提高產(chǎn)品質(zhì)量。以上幾點(diǎn)正是企業(yè)工廠所要追尋的生產(chǎn)目標(biāo)，所以機(jī)械手的應(yīng)用勢(shì)必會(huì)越來越廣泛。

關(guān)鍵詞：工業(yè)機(jī)械手；自動(dòng)化；生產(chǎn)線；控制

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.17.129

0 引言

機(jī)械手的含義實(shí)際是：將科學(xué)技術(shù)和自動(dòng)化相結(jié)合，制造出與人手相似的機(jī)械手臂，并輸入相應(yīng)的程序，讓機(jī)械手代替人手完成一些基本工作來減少企業(yè)員工的聘用，降低生產(chǎn)成本。機(jī)械手主要運(yùn)用于產(chǎn)品的安裝和搬運(yùn)過程中，不僅可以提高工作效率，還可以減輕工廠工人的工作負(fù)擔(dān)。如今，基于PLC工業(yè)機(jī)械手的控制系統(tǒng)，還具有成本低、高效等優(yōu)點(diǎn)，相信在今后的改革和創(chuàng)新中，還可以提高該系統(tǒng)的通用性。

1 工業(yè)機(jī)械手概述

工業(yè)機(jī)械手實(shí)際也是工業(yè)機(jī)器人的一種，現(xiàn)在被廣泛運(yùn)用于企業(yè)工廠的流水線、零件的安裝、產(chǎn)品的運(yùn)輸?shù)鹊?。采用機(jī)械自動(dòng)化的模式不僅可以大大地提高工作效率，而且還可以減少員工的聘用，使得工廠的管理更加便捷。雖然在購(gòu)買機(jī)器方面需要更多財(cái)力，但是可以減少一部分聘請(qǐng)員工的支出。這樣同時(shí)實(shí)現(xiàn)了高生產(chǎn)力和高利潤(rùn)的兩大要素。目前，在企業(yè)工廠里被廣泛運(yùn)用的工業(yè)機(jī)械手主要有ABB、KUKA、FANUC、MOTOMAN等幾種類型的機(jī)械手。

2 PLC的概念及其應(yīng)用

PLC這種可編程控制器的操作優(yōu)勢(shì)主要在于其操作簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)明了，而且在日后維護(hù)過程中也只需要簡(jiǎn)單的維護(hù)。正是由于這些優(yōu)勢(shì)，使得這一類型的控制器在眾多控制器中脫穎而出。PLC很大程度上減輕了企業(yè)工廠員工的工作負(fù)荷，而且它在工作過程中盡可能地配合流水線的流程，盡可能減少外來不可控因素對(duì)它的干擾。PLC這類控制器在工業(yè)機(jī)械自動(dòng)化的生產(chǎn)線中主要起搬運(yùn)原材料、對(duì)原材料進(jìn)行安裝等等相對(duì)簡(jiǎn)單的工作，但這類工作較為強(qiáng)調(diào)工作的精準(zhǔn)度，因此在程序的設(shè)計(jì)上也要保證萬無一失。

3 PLC控制的工業(yè)機(jī)械手在自動(dòng)化生產(chǎn)線中的應(yīng)用

PLC控制器在工業(yè)機(jī)械手中的應(yīng)用主要是結(jié)合控制器自身的功能性，配合企業(yè)流水線的流程進(jìn)行工作。在自動(dòng)化的生產(chǎn)線中控制器的作用主要是其指揮作用，控制整個(gè)流程。使企業(yè)工廠的每個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)井然有序。自動(dòng)化的機(jī)械設(shè)備有高效、低成本的優(yōu)勢(shì)，因此被廣大企業(yè)工廠廣泛運(yùn)用。隨著科技的不斷發(fā)展，機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)不段向前進(jìn)步。機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備的生產(chǎn)也不斷向環(huán)?；⑷诵曰?、多功能化、模塊化、數(shù)字化靠攏。

3.1 工業(yè)機(jī)械手的工作原理

PLC控制的工業(yè)機(jī)械手的運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng)實(shí)際是一個(gè)無限循環(huán)的過程。其起點(diǎn)一般是機(jī)械手的左高位。機(jī)械手在左高位開始運(yùn)轉(zhuǎn)后會(huì)先出現(xiàn)下降這樣的動(dòng)作，在下降到具體工件位置后系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)停止，然后將具體工件夾緊，最后搬運(yùn)到具體要操作的流水線位置。機(jī)械手在夾緊工件后會(huì)向右偏移，移動(dòng)到具體設(shè)定的位置之后再繼續(xù)下降，然后將工件放到原先設(shè)定好的位置上。以上就是機(jī)械手完成了一次循環(huán)，一般的機(jī)械手就是完成這樣簡(jiǎn)單的搬運(yùn)工作，無限的循環(huán)，使得整個(gè)流水線的工作有條不紊地進(jìn)行。雖然工業(yè)機(jī)械手的工作流程相對(duì)而說比較簡(jiǎn)單，但其工作量是十分巨大的，因此對(duì)于設(shè)備的質(zhì)量來說也是十分重大的考驗(yàn)。

3.2 系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)

正常的電子設(shè)備比如電腦、手機(jī)都需要軟件和硬件相互作用，來執(zhí)行人類輸入的程序。而機(jī)械手系統(tǒng)的操作系統(tǒng)也類似。由PLC控制的工業(yè)機(jī)械手上，硬件設(shè)計(jì)主要需要注意的是地址的輸入和輸出的分配，更為重要的是要合理分配PLC外圍接線的位置，還需要運(yùn)用合理的接線方法。而在軟件的設(shè)計(jì)上，需要特別注意程序的可行性和順暢性，以保證機(jī)械手在工作過程中的自如，盡最大可能減少意外發(fā)生。設(shè)計(jì)人員也應(yīng)當(dāng)事先考慮好設(shè)備在運(yùn)行過程中會(huì)發(fā)生的意外，及時(shí)準(zhǔn)備好解決措施，以免不時(shí)之需。總之機(jī)械化自動(dòng)化設(shè)備的出現(xiàn)時(shí)為了利人利己，既然如此我們就應(yīng)當(dāng)根據(jù)現(xiàn)在的實(shí)際情況不斷完善、不斷發(fā)展。

3.3 機(jī)械手在應(yīng)用中的維護(hù)

所有的機(jī)械化設(shè)備判斷其好壞的根本因素，就是其在運(yùn)行過程中的順暢度和靈敏度。而PLC控制器的機(jī)械手，主要還是要工作人員的指揮操作，再按下開關(guān)，機(jī)械設(shè)備進(jìn)行工作的那一刻，就要保證控制器良好的靈敏度。機(jī)械動(dòng)作完成的好壞，很大程度上與控制器的位置相關(guān)。所以設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)時(shí)就應(yīng)當(dāng)把這一因素考慮進(jìn)去。由于PLC控制的工業(yè)機(jī)械手的運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng)實(shí)際是一個(gè)無限循環(huán)的過程。所以，一旦在運(yùn)行過程中的某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，設(shè)備應(yīng)當(dāng)具備自動(dòng)停止功能，以免影響后續(xù)流程的進(jìn)行。然后及時(shí)通知相關(guān)人員及時(shí)搶修，在日常使用過程中，相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)做好設(shè)備的維護(hù)工作。定期排查設(shè)備的潛在問題，準(zhǔn)備好特殊狀況的應(yīng)對(duì)措施。以防止設(shè)備一旦出現(xiàn)問題時(shí)，因無法及時(shí)解決，而耽誤企業(yè)的工作進(jìn)度，造成不必要的損失。

4 結(jié)束語

雖然現(xiàn)在機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備已經(jīng)大范圍運(yùn)用于企業(yè)工廠中產(chǎn)品的生產(chǎn)，但是機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備的創(chuàng)新和改革是不容忽視的。在當(dāng)今社會(huì)上，不進(jìn)步就是退步這是生存規(guī)律。目前，我國(guó)的PLC控制的機(jī)械手在企業(yè)工廠中所起到的還只是簡(jiǎn)單的安裝、搬運(yùn)工作。今后的科研之路還很長(zhǎng)，PLC控制的機(jī)械手的發(fā)展前景還很大。我國(guó)的機(jī)械化設(shè)備想要在世界范圍內(nèi)立足還需要更大的創(chuàng)新，將機(jī)械設(shè)備往更精細(xì)、更多功能、成本更低這些方面去努力。在提升工作效率的前提下，更加提升產(chǎn)品的質(zhì)量。生產(chǎn)力固然重要，但是對(duì)于企業(yè)來說產(chǎn)品的質(zhì)量代表著一家企業(yè)的工作能力。實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)化創(chuàng)新和改革，往更好的方面發(fā)展是我們現(xiàn)在的第一努力方向。

參考文獻(xiàn)：

[1]王宇.PLC控制機(jī)械手在現(xiàn)代自動(dòng)化生產(chǎn)中的有效應(yīng)用探析[J].科技與創(chuàng)新，2015（09）.

[6]自動(dòng)化領(lǐng)域的“遼寧艦”——和利時(shí)PLC進(jìn)駐新浪微博[J].國(guó)內(nèi)外機(jī)電一體化技術(shù)，2013（05）.

作者簡(jiǎn)介：鐘建元（1989-），男，湖北黃岡人，本科，助理工程師。