PLC在工業機械手控制系統中的應用與技術研究

摘 要：在現代科學技術不斷發展過程中，工業發展也呈現著智能化以及自動化的發展趨勢。其中機械手作為工業發展的重要內容，在現階段的發展中應用了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；工業機械手控制系統；應用與技術

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

1 工業機械手控制系統概述

1.1 工業機械手控制系統發展歷史

機械手控制系統是基于機器人為基礎逐漸發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展趨勢，大批量的生產推動了自動化技術的發展，也為機器人以及機械手控制系統的發展與研究奠定了基礎。

1.2 工業機械手控制系統驅動模式

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、油泵系統、油箱系統構成驅動系統，主要就是通過驅動機械手執行工作。在常規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、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，可以有效的避免環境污染等問題。

1.2.2 氣壓驅動式

氣壓驅動系統主要就是通過氣缸系統、氣閥系統、氣罐系統以及空壓機系統共同構成，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設計運用

2.1 PLC技術中的I/O表以及機械手控制系統

為了充分的凸顯機械手在工業領域中的應用，必須要對PLC技術I/O表與機械手控制系統的關系，系統分析，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 機械手的軟件系統設計運用

工業機械手的軟件系統設計在運行中的主要要求就是要將小車停靠在程序原點系統、伸縮氣缸系統、放松機械爪系統，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。

在PLC技術中直流、交流步在工業機械手控制系統中有著較為重要的作用，二者可以將電脈沖轉化為一種執行機構，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，在機械手的設計中有著較為重要的作用，將PLC技術在工業機械手控制系統中應用，可以有效的提升其整體性能。

參考文獻：

[1]鄭欽通.分析基于PLC技術的機械手控制系統設計的運用[J]. 山東工業技術，2016（12）：45-46.

[2]胡蓉，張銳麗，王洪等.基于PLC的氣動機械手控制系統設計芻議[J].數字通信世界，2016（02）.

[3]顧含，黃杰，張志榮.PLC并聯技術在工業機械手控制中的應用研究[J].微型電腦應用，2016，32（02）：69-70.

作者簡介：張志強（1982-），男，助理工程師，安全工程專業。