PLC控制的機械手及應用研究

鐘建元+毛文坡

摘 要：隨著科技的發展和社會的進步，自動化、機械化這樣的生產模式被廣泛運用于企業的生產車間。像無人車間、無人流水線這樣實現完全自動化的生產模式勢必會成為將來廣泛存在的生產模式。數字化，幾乎已經完全籠罩了現在人類所有的活動區域，工業機械手是21世紀出現的自動型控制的新技術，而PLC這種可編程控制器，更是科技和智慧的產物，必然會成為科研工作者的重點研究對象。自動型生產模式的重點在于：將機械化代替人工化，減少人工操作時存在的意外傷害，并提升工作效率，提高產品質量。以上幾點正是企業工廠所要追尋的生產目標，所以機械手的應用勢必會越來越廣泛。

關鍵詞：工業機械手；自動化；生產線；控制

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

0 引言

機械手的含義實際是：將科學技術和自動化相結合，制造出與人手相似的機械手臂，并輸入相應的程序，讓機械手代替人手完成一些基本工作來減少企業員工的聘用，降低生產成本。機械手主要運用于產品的安裝和搬運過程中，不僅可以提高工作效率，還可以減輕工廠工人的工作負擔。如今，基于PLC工業機械手的控制系統，還具有成本低、高效等優點，相信在今后的改革和創新中，還可以提高該系統的通用性。

1 工業機械手概述

工業機械手實際也是工業機器人的一種，現在被廣泛運用于企業工廠的流水線、零件的安裝、產品的運輸等等。采用機械自動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。雖然在購買機器方面需要更多財力，但是可以減少一部分聘請員工的支出。這樣同時實現了高生產力和高利潤的兩大要素。目前，在企業工廠里被廣泛運用的工業機械手主要有ABB、KUKA、FANUC、MOTOMAN等幾種類型的機械手。

2 PLC的概念及其應用

PLC這種可編程控制器的操作優勢主要在于其操作簡單、結構明了，而且在日后維護過程中也只需要簡單的維護。正是由于這些優勢，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工廠員工的工作負荷，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它的干擾。PLC這類控制器在工業機械自動化的生產線中主要起搬運原材料、對原材料進行安裝等等相對簡單的工作，但這類工作較為強調工作的精準度，因此在程序的設計上也要保證萬無一失。

3 PLC控制的工業機械手在自動化生產線中的應用

PLC控制器在工業機械手中的應用主要是結合控制器自身的功能性，配合企業流水線的流程進行工作。在自動化的生產線中控制器的作用主要是其指揮作用，控制整個流程。使企業工廠的每個生產環節井然有序。自動化的機械設備有高效、低成本的優勢，因此被廣大企業工廠廣泛運用。隨著科技的不斷發展，機械自動化技術不段向前進步。機械自動化設備的生產也不斷向環保化、人性化、多功能化、模塊化、數字化靠攏。

3.1 工業機械手的工作原理

PLC控制的工業機械手的運轉系統實際是一個無限循環的過程。其起點一般是機械手的左高位。機械手在左高位開始運轉后會先出現下降這樣的動作，在下降到具體工件位置后系統會自動停止，然后將具體工件夾緊，最后搬運到具體要操作的流水線位置。機械手在夾緊工件后會向右偏移，移動到具體設定的位置之后再繼續下降，然后將工件放到原先設定好的位置上。以上就是機械手完成了一次循環，一般的機械手就是完成這樣簡單的搬運工作，無限的循環，使得整個流水線的工作有條不紊地進行。雖然工業機械手的工作流程相對而說比較簡單，但其工作量是十分巨大的，因此對于設備的質量來說也是十分重大的考驗。

3.2 系統的軟硬件設計

正常的電子設備比如電腦、手機都需要軟件和硬件相互作用，來執行人類輸入的程序。而機械手系統的操作系統也類似。由PLC控制的工業機械手上，硬件設計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，還需要運用合理的接線方法。而在軟件的設計上，需要特別注意程序的可行性和順暢性，以保證機械手在工作過程中的自如，盡最大可能減少意外發生。設計人員也應當事先考慮好設備在運行過程中會發生的意外，及時準備好解決措施，以免不時之需。總之機械化自動化設備的出現時為了利人利己，既然如此我們就應當根據現在的實際情況不斷完善、不斷發展。

3.3 機械手在應用中的維護

所有的機械化設備判斷其好壞的根本因素，就是其在運行過程中的順暢度和靈敏度。而PLC控制器的機械手，主要還是要工作人員的指揮操作，再按下開關，機械設備進行工作的那一刻，就要保證控制器良好的靈敏度。機械動作完成的好壞，很大程度上與控制器的位置相關。所以設計師在設計時就應當把這一因素考慮進去。由于PLC控制的工業機械手的運轉系統實際是一個無限循環的過程。所以，一旦在運行過程中的某一環節出現問題，設備應當具備自動停止功能，以免影響后續流程的進行。然后及時通知相關人員及時搶修，在日常使用過程中，相關工作人員應當做好設備的維護工作。定期排查設備的潛在問題，準備好特殊狀況的應對措施。以防止設備一旦出現問題時，因無法及時解決，而耽誤企業的工作進度，造成不必要的損失。

4 結束語

雖然現在機械自動化設備已經大范圍運用于企業工廠中產品的生產，但是機械自動化設備的創新和改革是不容忽視的。在當今社會上，不進步就是退步這是生存規律。目前，我國的PLC控制的機械手在企業工廠中所起到的還只是簡單的安裝、搬運工作。今后的科研之路還很長，PLC控制的機械手的發展前景還很大。我國的機械化設備想要在世界范圍內立足還需要更大的創新，將機械設備往更精細、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，更加提升產品的質量。生產力固然重要，但是對于企業來說產品的質量代表著一家企業的工作能力。實現機械自動化創新和改革，往更好的方面發展是我們現在的第一努力方向。

參考文獻：

[1]王宇.PLC控制機械手在現代自動化生產中的有效應用探析[J].科技與創新，2015（09）.

[6]自動化領域的“遼寧艦”——和利時PLC進駐新浪微博[J].國內外機電一體化技術，2013（05）.

作者簡介：鐘建元（1989-），男，湖北黃岡人，本科，助理工程師。