基于PLC觸摸屏控制的機械手

摘 要：隨著工業自動化的發展，機械手的出現大大減輕了工人的勞動強度，提高了勞動生產率，但傳統的繼電器控制的半自動化裝置因設計復雜、接線繁雜、易受干擾，從而存在可靠性差、故障多、維修困難等問題，為解決以上問題，可以采用PLC觸摸屏控制的機械手控制系統。

關鍵詞：PLC； 觸摸屏；機械手

中圖分類號：C93 文獻標志碼：A 文章編號：1000-8772（2012）01-0143-02

收稿日期：2012-01-10

作者簡介：姜濤（1979-），男，遼寧沈陽人，助理工程師，從事電氣自動化研究。

1機械手發展狀況概述

機械手是模仿人手的部分動作，按給定程序、軌跡和要求實現自動抓取、搬運或操作的自動機械裝置。

機械手最早應用在汽車制造工業，常用于焊接、噴漆、上下料和搬運。目前主要應用于制造業中，特別是電器制造、汽車制造、塑料加工、通用機械制造及金屬加工等工業。機械手與數控加工中心，自動搬運小車與自動檢測系統可組成柔性制造系統（FMS）和計算機集成制造系統（CIMS），實現生產自動化。隨著生產的發展，功能和性能的不斷改善和提高，機械手的應用領域日益擴大。

2機械手的控制系統

以PLC為核心控制器的系統。豐富的I/O口解決了開關量輸入、輸出比較多的難題，對輸入輸出信號集中控制。設定和顯示的多參數信息采用觸摸屏編輯人機界面來完成。通過核心PLC控制器和觸摸屏通信的方式來完成對整機系統的控制。

在自動化生產與控制中，需要一種人機交互設備實現人與系統的數據和命令交換。作為與PLC的配套產品觸摸屏，它與PLC的結合不僅進一步提高了系統的可靠性和抗干擾能力，而且可以方便地修改控制參數及顯示數據，并能以動畫和曲線的方式描述自動控制的過程。

綜上所述，本系統采用PLC為核心控制器，MT508S觸摸屏作為監控顯示模塊，實現對機械手系統的控制。

3 MT508S觸摸屏介紹

MT508S是4線精密電阻網絡型（表面硬度4H）工業觸摸屏，它支持各主要生產廠家的PLC產品，功能強大、使用方便、可靠性高、壽命長、性能價格比高。MT508S有 2MBFlashROM和4MB DRAM。通信口COM1有一個用于PC的RS-232口和一個用于PLC的RS-485/422口，COM2是用于PLC的RS-232口。MT508S使用32位內置式高性能CPU，支持256色顯示，反應速度快。其簡體中文編輯軟件EasyBuilder500的功能強大，簡單易用，可以輕松完成復雜的人機界面設計。

4 機械手的工藝過程

機械手通常位于原點，它的動作全部由氣缸驅動，而氣缸則由相應的電磁閥控制。其中，上升/下降和左移/右移分別由雙線圈二位電磁閥控制，放松/夾緊由一個單線圈二位電磁閥（稱為夾緊電磁閥）控制。機械手的操作方式分為手動操作方式和自動操作方式．自動操作方式又分為步進、單周期和連續操作方式。搬運機械手工藝流程如圖1所示：

5系統的程序設計

主控程序給出了整個應用程序的結構，包含模塊以及它們如何連接在一起。主控程序相當于一個組織者，把各個實現不同功能的模塊有機地組織在一起。

機械手在PLC控制下可實現手動、連續動作兩種工作方式（主程序流程圖如圖2所示），其手動方式是指利用按鈕對機械手每步動作單獨進行控制，自動方式是指機械手根據控制信號自動循環執行每步動作，直至獲得停止信號、系統啟動后，根據工序要求，通過按鈕確定機械手的工作方式為單動或自動形式，如果選擇單動則執行手動程序。

6人機交互界面設計

本系統的觸摸屏界面采用的是菜單界面設計方式和圖形界面設計方式相結合的方法來設計的，顯示系統畫面菜單是由MT500系列的人機交互界面軟件EasyBulldersoo設計出的，在人機界面中操作者除了可以完成所有的硬件鍵盤功能，還有許多其他的高級操作。

7 結束語

本文對機械手控制系統結構原理和特點進行了分析和設計，采用了技術先進、可靠性非常高的可編程控制器，這使得機械設備更靈活有效，動作準確，易于維護，勞動生產率大大提高，各種操作方式自由切換，滿足了各種生產需求。

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（責任編輯：栗 玲）