原创《自动化生产中PLC控制机械手应用探析》：这是一篇与机械手论文范文相关的免费优秀学术论文范文资料,为你的论文写作提供参考。
摘 要：机械手是自动控制领域中出现的一项新技术,主要利用系统控制下的机械手臂,实现空间范围内物体的抓、放和搬运,可以有效提升生产效率,同时也能够避免一些危险工序中意外事故的发生.文章结合PLC的概念和特点,对自动化生产中PLC控制机械手的应用进行了研究和探讨.
关键词：自动化生产；PLC控制机械手；应用
中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）35-0115-02
随着科学技术的不断进步,工业生产逐渐开始步入自动化、智能化的时代,自动化生产成为当前工业生产发展中的必然趋势.在工业自动化生产中,无论是单机还是组合机床,在对部分工序进行处理时,都会用到机械手来辅助完成.因此,对于机械手的控制也就成为影响生产质量的质量和效率的关键因素,需要相关技术人员的重视.
1 机械手概述
机械手,是指能够模仿人类手臂的某些功能动作,可以按照预先设置好的固定程度,对工件进行抓取、搬运,或者对工具进行操作的自动操作装置.机械手可以说是最早的工业机器人,可以代替人工进行繁重或者重复的劳动,不仅可以提高生产效率,实现生产的自动化和机械化,还可以有效保护工作人员的人身安全,因此,在机械制造、冶金、电子等多个领域和部门得到了广泛应用.
机械手在自动化生产中的优势是十分明显的,首先,可以部分代替人工操作,从而减省人工成本,提高生产效率；其次,可以按照设定好的程序,实现对于部件的传输和装卸,永不疲惫而且精准度高,一般不容易出现误差,相比于人工操作更加精确；然后,可以提升产品的质量,提高企业的经济效益.应用机械手进行生产,由于精准度较高,不会受环境因素和情绪因素的影响,可以切实保证产品的质量,从而提升企业的市场竞争力；最后,安全性好,对于一些危险性较大的工序进行施工时,由于不需要进行人工操作,因此可以有效保障人员安全,减少意外事物的发生.
就目前来看,机械手的控制方式主要包括PLC控制、继电器控制以及微机控制.其中,继电器控制自身存在较高的故障率,功率消耗大且控制方式死板,因此已经逐渐被淘汰；微机控制虽然在智能控制方面存在较大的优势,但是自身抗干扰能力差,系统设计复杂且维修困难,一般只用于部分高新技术行业或者电子行业；而PLC控制,主要是以PLC（可编程逻辑控制器）为依托,集成了计算机技术、自动控制技术以及现代通信技术,属于一种通用的自动控制系统,不仅结构简单,编程容易,而且具有优越的性能和良好的可靠性,同时抗干扰能力强,维修方便,是目前机械手控制中应用最为广泛的一种控制方式.
2 PLC控制机械手在自动化生产中的应用
在对生产设备的控制程序进行编写时,需要充分考虑三个方面的问题,即安全性、有效性以及简洁性.也就是说,编写出的控制程度在实际应用中,必须确保设备能够安全运行,在安全运行的基础上,有效提高设备的运行质量和运行效率,之后才能考虑操作的便捷性问题.在应用PLC对机械手控制系统进行编写的过程中,需要注意以下几个方面的问题.
2.1 控制需求分析
通常情况下,机械手都是有气缸驱动进行作业的,而气缸由相应的电磁阀进行控制,而机械手的抓取和放松动作则由一个单线圈的两位置电磁阀进行控制.当这个线圈通电时,机械手表现出抓取动作,当时线圈断电时,机械手则放松.为了保证安全性,必须确保一道工序完结后,另一道工序才能继续进行.同时,要确保机械手的工作始终从原点开始,在运动过程中,利用相应的限位开关和电磁阀对其动作进行控制,以保证生产安全.一般来说,机械手的控制系统都需要设置手动控制和自动控制两种工作方式,并通过相应的指示灯,对设备的状态进行显示.因此,在对控制系统进行设计时,要根据实际工艺流程,对控制需求进行分析,以确保控制的有效性和合理性.
2.2 初始位置确定
初始位置的确定对于机电设备的运行而言是十分重要的,而初始位置的作用,是对设备进行相应的限制,使得控制系统能够根据设备位置和初始位置的对比,对其进行合理控制,以确保生产安全.以汽车的离合器为例,在汽车发动时,离合器必须处于“离”或者“空挡”的位置,也就是默认的初始位置,否则,很可能会出现意外情况,影响驾驶员的人身安全.对于机械手而言,其初始位置并不是固定的,但是要求在这个位置上,所有的汽缸活塞必须处于缩回状态,在这种状态下,机械手处于正常停止位置.选择这个位置作为初始位置,主要是因为在设备的停止过程中,如果活塞处于伸出状态,活塞杆表面容易和空气发生氧化反应,出现腐蚀,从而导致气缸的气密性降低,影响设备的正常运行.
2.3 输入/输出设备的选择
在对输入/输出设备进行选择时,需要结合实际情况,进行全面分析,以确保选择的合理性,保证控制系统功能的充分发挥.一般情况下,机械手控制系统的输入设备主要包括：①转化开关,主要用于对操作方式进行手动/自动的转换,以适应不同的操作需求；②运行选择开关,主要是针对手动操作的各种指令进行选择；③启动、停止以及复位按钮；④位置检测元件,也可以说是限位开关,主要是针对机械手的运行范围进行限制,以确保其操作的准确性,避免出现安全事故.输出设备主要包括下降/上升电磁阀、左右移动电磁阀、夹紧电磁阀等,是由系统的输出信号驱动的执行元件.
2.4 系统软硬件设计
2.4.1 硬件设计
一般来说,在工业自动化生产中,机械手控制系统存在13个输入信号和7个输出信号,结合PLC中对于输入输出I/O节点的使用原则,需要留出一定的I/O节点,以确保系统具有良好的可扩展性.因此,在该控制系统中,对PLC的型号进行选择时,可以从日本松下FP1系列的C56、C72,以及欧姆龙公司出产的CPMIA等型号中选取,通过性能、价格以及实际需求方面的对比,对其进行确定.
2.4.2 软件设计
在对系统软件进行设计时,要结合实际使用需求进行,确保软件的实用性.由于该控制系统存在自动和手动两种不同的工作状态,因此在进行软件设计时,需要对其进行分别考虑,避免相互之间的影响.例如,可以首先设计手动程序,检测完毕后,将其独立成为手动功能模块,然后进行自动程序的设计,同样构成独立的功能模块,确保相互之间不会产生影响,以切实保证生产的安全进行.
3 结 语
综上所述,在自动化生产中,应用PLC控制机械手,可以极大地提高设备的生产效率,减少设备故障产生的机率,减轻工作人员的工作负担,确保生产的安全进行,促进企业的发展.相关技术人员应该充分重视起来,做好系统的设计和管理工作,使得PLC控制系统的作用可以得到充分发挥.
参考文献：
[1] 王林.PLC控制机械手在自动化生产中的应用[J].科技创新导报,2013,（23）：43-44.
[2] 刘宜茹.PLC控制机械手在生产自动化中的应用[J].职业,2011,（14）：96-97.
[3] 查俊杰.PLC在机械手控制系统中的应用[J].大观周刊,2012,（18）：136,165.
[4] 赵华军.机械手的PLC控制系统设计[J].工业控制计算机,2010,23（6）：117-118.
机械手论文参考资料：
结论：自动化生产中PLC控制机械手应用探析为适合机械手论文写作的大学硕士及相关本科毕业论文，相关人工智能机械手开题报告范文和学术职称论文参考文献下载。
