PLC在工業(yè)機械手控制系統(tǒng)中的應用與技術研究

摘 要：在現代科學技術不斷發(fā)展過程中，工業(yè)發(fā)展也呈現著智能化以及自動化的發(fā)展趨勢。其中機械手作為工業(yè)發(fā)展的重要內容，在現階段的發(fā)展中應用了PLC技術，進而實現了模擬手臂部分動作，基于特定的操作程序，可以實現自動生產的目標。也可以在一些有害以及相對復雜的環(huán)境中應用，可以有效的減少人工失誤問題，提升整體的生產效率與質量。

關鍵詞：PLC；工業(yè)機械手控制系統(tǒng)；應用與技術

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

1 工業(yè)機械手控制系統(tǒng)概述

1.1 工業(yè)機械手控制系統(tǒng)發(fā)展歷史

機械手控制系統(tǒng)是基于機器人為基礎逐漸發(fā)展起來的一種控制方式。機械手在上個世紀中葉就開始了相關研究。而在就似乎安靜技術手段不斷發(fā)展過程中，自動化技術也在日益長輸，隨著數字電子計算機的問世，其呈現著高速度、大容量以及低成本的發(fā)展趨勢，大批量的生產推動了自動化技術的發(fā)展，也為機器人以及機械手控制系統(tǒng)的發(fā)展與研究奠定了基礎。

1.2 工業(yè)機械手控制系統(tǒng)驅動模式

1.2.1 液壓驅動式

液壓驅動式機械手就是利用通常油缸以及油馬達等液動機、伺服閥系統(tǒng)、油泵系統(tǒng)、油箱系統(tǒng)構成驅動系統(tǒng)，主要就是通過驅動機械手執(zhí)行工作。在常規(guī)狀況之下其具有一些抓舉能力，主要的特點就是結構緊湊、動作操作較為平穩(wěn)、且沖擊性能良好，耐震動以及防爆性較為良好。但是在液壓元件中對于制造的精準度以及密封性能有著嚴格的要求，可以有效的避免環(huán)境污染等問題。

1.2.2 氣壓驅動式

氣壓驅動系統(tǒng)主要就是通過氣缸系統(tǒng)、氣閥系統(tǒng)、氣罐系統(tǒng)以及空壓機系統(tǒng)共同構成，在操作中的主要特點就是其氣源來源較為便捷，動作較為迅速，且結果簡單，價格低廉，維修也相對較為便捷。在操作中存在的主要問題就是無法控制其速度，氣壓適宜，因此其抓舉能力相對較低。

1.2.3 電氣驅動式

電力驅動是一種較為常見的驅動方式。其電源方便，且響應速度較快，驅動力相對較大。信號監(jiān)測、傳動以及處理相對較為便捷，可以通過不同的方式對其進行系統(tǒng)控制。

其中以進給伺服電動機的負載為例，計算負載轉矩方法如下：

M=Fl/2πη+Mf；其中：

M為加到電到電機軸上的負矩（N·cm）；

F為軸向移動滑塊所需的力（N）；

η為驅動系統(tǒng)效率；

l為電機軸每轉的機械位移量（cm）；

π為圓周率；

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

2 基于PLC技術的機械手控制系統(tǒng)設計運用

2.1 PLC技術中的I/O表以及機械手控制系統(tǒng)

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

2.2 機械手的軟件系統(tǒng)設計運用

工業(yè)機械手的軟件系統(tǒng)設計在運行中的主要要求就是要將小車?？吭诔绦蛟c系統(tǒng)、伸縮氣缸系統(tǒng)、放松機械爪系統(tǒng)，然后將旋轉的手臂復位。在對機械手進行原始位置之后，就可以啟動程序，小車進入運行軌道之后就會到達既定的工作點，然后在順時針將機械手進行旋轉90°，將其延伸到最大距離，這樣就可以完成取件操作。然后逆時針將機械手旋轉90°之后就會收回機械手，然后在到達預定傳送的工作點，這樣就會完成整個搬運作業(yè)。

在PLC技術中直流、交流步在工業(yè)機械手控制系統(tǒng)中有著較為重要的作用，二者可以將電脈沖轉化為一種執(zhí)行機構，在驅動器接收到此種信號之后，就會基于既定的程序旋轉其設置好固定的“步距角”，進而在根本上降低誤差問題，可以做到零誤差，主要在機械手的開環(huán)控制中應用。PLC技術的控制程序與I/O表中的輸出位置、輸出位置并沒有異議，在實踐中可以基于梯形設計的方式，綜合報停程度，基于特定的條件對其進行啟動，進行自鎖程度的設計，這樣可以保障下一個程序執(zhí)行前一個程序，可以有效的增強其抗干擾性能。進而增加PLC技術對工業(yè)機械手的影響。

3 結束語

PLC技術是一種可編程的存儲器，試題中控制系統(tǒng)，在機械手的設計中有著較為重要的作用，將PLC技術在工業(yè)機械手控制系統(tǒng)中應用，可以有效的提升其整體性能。

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作者簡介：張志強（1982-），男，助理工程師，安全工程專業(yè)。