摘 要：在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展過(guò)程中，工業(yè)發(fā)展也呈現(xiàn)著智能化以及自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)。其中機(jī)械手作為工業(yè)發(fā)展的重要內(nèi)容，在現(xiàn)階段的發(fā)展中應(yīng)用了PLC技術(shù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了模擬手臂部分動(dòng)作，基于特定的操作程序，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)生產(chǎn)的目標(biāo)。也可以在一些有害以及相對(duì)復(fù)雜的環(huán)境中應(yīng)用，可以有效的減少人工失誤問(wèn)題，提升整體的生產(chǎn)效率與質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：PLC；工業(yè)機(jī)械手控制系統(tǒng)；應(yīng)用與技術(shù)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.11.112

1 工業(yè)機(jī)械手控制系統(tǒng)概述

1.1 工業(yè)機(jī)械手控制系統(tǒng)發(fā)展歷史

機(jī)械手控制系統(tǒng)是基于機(jī)器人為基礎(chǔ)逐漸發(fā)展起來(lái)的一種控制方式。機(jī)械手在上個(gè)世紀(jì)中葉就開(kāi)始了相關(guān)研究。而在就似乎安靜技術(shù)手段不斷發(fā)展過(guò)程中，自動(dòng)化技術(shù)也在日益長(zhǎng)輸，隨著數(shù)字電子計(jì)算機(jī)的問(wèn)世，其呈現(xiàn)著高速度、大容量以及低成本的發(fā)展趨勢(shì)，大批量的生產(chǎn)推動(dòng)了自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，也為機(jī)器人以及機(jī)械手控制系統(tǒng)的發(fā)展與研究奠定了基礎(chǔ)。

1.2 工業(yè)機(jī)械手控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)模式

1.2.1 液壓驅(qū)動(dòng)式

液壓驅(qū)動(dòng)式機(jī)械手就是利用通常油缸以及油馬達(dá)等液動(dòng)機(jī)、伺服閥系統(tǒng)、油泵系統(tǒng)、油箱系統(tǒng)構(gòu)成驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，主要就是通過(guò)驅(qū)動(dòng)機(jī)械手執(zhí)行工作。在常規(guī)狀況之下其具有一些抓舉能力，主要的特點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)緊湊、動(dòng)作操作較為平穩(wěn)、且沖擊性能良好，耐震動(dòng)以及防爆性較為良好。但是在液壓元件中對(duì)于制造的精準(zhǔn)度以及密封性能有著嚴(yán)格的要求，可以有效的避免環(huán)境污染等問(wèn)題。

1.2.2 氣壓驅(qū)動(dòng)式

氣壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要就是通過(guò)氣缸系統(tǒng)、氣閥系統(tǒng)、氣罐系統(tǒng)以及空壓機(jī)系統(tǒng)共同構(gòu)成，在操作中的主要特點(diǎn)就是其氣源來(lái)源較為便捷，動(dòng)作較為迅速，且結(jié)果簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，維修也相對(duì)較為便捷。在操作中存在的主要問(wèn)題就是無(wú)法控制其速度，氣壓適宜，因此其抓舉能力相對(duì)較低。

1.2.3 電氣驅(qū)動(dòng)式

電力驅(qū)動(dòng)是一種較為常見(jiàn)的驅(qū)動(dòng)方式。其電源方便，且響應(yīng)速度較快，驅(qū)動(dòng)力相對(duì)較大。信號(hào)監(jiān)測(cè)、傳動(dòng)以及處理相對(duì)較為便捷，可以通過(guò)不同的方式對(duì)其進(jìn)行系統(tǒng)控制。

其中以進(jìn)給伺服電動(dòng)機(jī)的負(fù)載為例，計(jì)算負(fù)載轉(zhuǎn)矩方法如下：

M=Fl/2πη+Mf；其中：

M為加到電到電機(jī)軸上的負(fù)矩（N·cm）；

F為軸向移動(dòng)滑塊所需的力（N）；

η為驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)效率；

l為電機(jī)軸每轉(zhuǎn)的機(jī)械位移量（cm）；

π為圓周率；

Mf為折算到電機(jī)軸上的滾珠絲杠、螺母部分、軸承部分的摩擦轉(zhuǎn)矩（N·cm），不包括η。

2 基于PLC技術(shù)的機(jī)械手控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)運(yùn)用

2.1 PLC技術(shù)中的I/O表以及機(jī)械手控制系統(tǒng)

為了充分的凸顯機(jī)械手在工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用，必須要對(duì)PLC技術(shù)I/O表與機(jī)械手控制系統(tǒng)的關(guān)系，系統(tǒng)分析，綜合其具體狀況才可以合理應(yīng)用PLC技術(shù)。其具體的關(guān)系如表1。

2.2 機(jī)械手的軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)運(yùn)用

工業(yè)機(jī)械手的軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)在運(yùn)行中的主要要求就是要將小車(chē)?？吭诔绦蛟c(diǎn)系統(tǒng)、伸縮氣缸系統(tǒng)、放松機(jī)械爪系統(tǒng)，然后將旋轉(zhuǎn)的手臂復(fù)位。在對(duì)機(jī)械手進(jìn)行原始位置之后，就可以啟動(dòng)程序，小車(chē)進(jìn)入運(yùn)行軌道之后就會(huì)到達(dá)既定的工作點(diǎn)，然后在順時(shí)針將機(jī)械手進(jìn)行旋轉(zhuǎn)90°，將其延伸到最大距離，這樣就可以完成取件操作。然后逆時(shí)針將機(jī)械手旋轉(zhuǎn)90°之后就會(huì)收回機(jī)械手，然后在到達(dá)預(yù)定傳送的工作點(diǎn)，這樣就會(huì)完成整個(gè)搬運(yùn)作業(yè)。

在PLC技術(shù)中直流、交流步在工業(yè)機(jī)械手控制系統(tǒng)中有著較為重要的作用，二者可以將電脈沖轉(zhuǎn)化為一種執(zhí)行機(jī)構(gòu)，在驅(qū)動(dòng)器接收到此種信號(hào)之后，就會(huì)基于既定的程序旋轉(zhuǎn)其設(shè)置好固定的“步距角”，進(jìn)而在根本上降低誤差問(wèn)題，可以做到零誤差，主要在機(jī)械手的開(kāi)環(huán)控制中應(yīng)用。PLC技術(shù)的控制程序與I/O表中的輸出位置、輸出位置并沒(méi)有異議，在實(shí)踐中可以基于梯形設(shè)計(jì)的方式，綜合報(bào)停程度，基于特定的條件對(duì)其進(jìn)行啟動(dòng)，進(jìn)行自鎖程度的設(shè)計(jì)，這樣可以保障下一個(gè)程序執(zhí)行前一個(gè)程序，可以有效的增強(qiáng)其抗干擾性能。進(jìn)而增加PLC技術(shù)對(duì)工業(yè)機(jī)械手的影響。

3 結(jié)束語(yǔ)

PLC技術(shù)是一種可編程的存儲(chǔ)器，試題中控制系統(tǒng)，在機(jī)械手的設(shè)計(jì)中有著較為重要的作用，將PLC技術(shù)在工業(yè)機(jī)械手控制系統(tǒng)中應(yīng)用，可以有效的提升其整體性能。

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作者簡(jiǎn)介：張志強(qiáng)（1982-），男，助理工程師，安全工程專(zhuān)業(yè)。