【文章內(nèi)容簡介】 其都是通過外部設(shè)備力量的施加，推動機械部分定向的移動，從而完成基本動作。當(dāng)然機械手擁有動力只能使其運動，要使得有規(guī)律的動作就需要傳感設(shè)備對動作和位置進行識別。如機械手完成下降動作時候，其下降的推進氣缸只能給機械手向下的推力，當(dāng)?shù)竭_指定的位置時候，氣缸的電磁傳感器就會得到信號，傳感器的電信號會輸入到控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)經(jīng)過識別、傳導(dǎo)、變換，就會輸出一個電信號給氣缸電磁閥，電磁閥得到電信號就會關(guān)斷氣流，氣缸得不到氣流就會停止動作，于是機械手的下降動作就完成了[5]。機械手由動力系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和執(zhí)行器件構(gòu)成，其在動作過程中，控制系統(tǒng)就是通過得到和發(fā)出信號給動力系統(tǒng)，使動力系統(tǒng)有序的給執(zhí)行器件提供動力，執(zhí)行器件是最終完成動作的機構(gòu)。3機械手控制系統(tǒng) 基于PLC的機械手控制系統(tǒng)的研究意義機械設(shè)備自動化過程都是由機械部分和控制部分共同構(gòu)成的，而本次的課題是基于PLC的機械手控制系統(tǒng)，就是通過PLC程序的控制，來實現(xiàn)機械手預(yù)期希望達到的效果[6]。PLC作為當(dāng)今自動化領(lǐng)域的寵兒，其價格較低，功能強大，眾多的模塊能夠滿足不同情況下的控制要求。而基于PLC的機械手控制系統(tǒng)的研究，首先能夠加強機械自動化的意識。作為信息時代，工業(yè)高度自動化必將成為社會發(fā)展的趨勢，而機械手作為自動化設(shè)備的代表，加強其研究，能夠極大的豐富對行業(yè)的認知，設(shè)計和賦予機械手新的強大功能，極大的降低人們的勞動量，不僅能夠增加效率，同時也能對勞動者有較大的保護。其次，基于PLC的機械手控制系統(tǒng)的研究，能夠?qū)LC這主流的控制系統(tǒng)有更加深刻的認知。PLC控制系統(tǒng)較傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)功能更加強大，成本也更加低廉，同時實現(xiàn)的功能也更加復(fù)雜。進行機械手控制系統(tǒng)的研究，能夠在接受他人設(shè)計思想的同時，舉一反三的應(yīng)用，使設(shè)計的內(nèi)容更加豐富。自動化就就是機械和控制系統(tǒng)的有效配合，而控制系統(tǒng)就是整個系統(tǒng)的指揮者。在進行控制系統(tǒng)研究的過程中，能夠在試驗中總結(jié)經(jīng)驗，使系統(tǒng)得到進一步完善。 基于PLC機械手設(shè)計的優(yōu)點機械手出現(xiàn)較早，應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，隨著信息技術(shù)和數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，PLC成為了當(dāng)代自動控制系統(tǒng)的主流?；赑LC的機械手控制系統(tǒng)設(shè)計，有許多自身具備的有點。 成本更低 PLC是高度集成的控制器。一般的應(yīng)用較多的中小型PLC，I\O口一般在20512點之間，眾多的接觸觸電能夠?qū)崿F(xiàn)輸入信號的接收和輸出信號的給定，傳統(tǒng)的信號反饋通過開關(guān)控制，不僅系統(tǒng)復(fù)雜，而且電器元件眾多，所占空間很大，系統(tǒng)成本很高?；赑LC的機械手控制系統(tǒng)，能夠通過PLC進行開關(guān)量的控制，與傳統(tǒng)的開關(guān)控制相比，不需要實際的開關(guān)器件作為載體，但能夠?qū)崿F(xiàn)相同甚至更將強大的功能，極大的節(jié)約了控制系統(tǒng)的投入[7]。 操作性較強基于PLC的控制系統(tǒng)，在實現(xiàn)相同的控制動作的過程中，從硬件的選擇和軟件程序的編寫，都有很強的變化因素。PLC編程語言較為簡單，學(xué)習(xí)容易，系統(tǒng)設(shè)計周期也相應(yīng)的變短。機械手作為機械設(shè)備，如果希望其擁有人一樣的動作，就需要設(shè)計者在其執(zhí)行動作之前，大腦中已經(jīng)有一個完整的動作流程。機械手如何正確的完成動作，需要方方面的考慮，從基本的電氣元件選擇，到電氣元件的安裝位置，再到最終的設(shè)備調(diào)試，都需要實際的進行。基于PLC的機械手控制系統(tǒng)設(shè)計，能夠多角度的進行控制系統(tǒng)的研究，有極強的操作性。 順應(yīng)社會的需求工業(yè)的發(fā)展,通訊技術(shù)的進步，使得自動控制系統(tǒng)的變化更加明顯。PLC是信息技術(shù)與控制技術(shù)的結(jié)合，通過編程軟件進行編程，實現(xiàn)對電路的控制，從而將信號給到制定的機械系統(tǒng)，從而使機械設(shè)備自主的完成相應(yīng)的動作。信息技術(shù)的發(fā)展需要控制系統(tǒng)更加智能化，而基于PLC的控制系統(tǒng)，就能夠滿足智能化的特點。系統(tǒng)設(shè)計后進行調(diào)試，不再僅僅只是硬件設(shè)施的調(diào)試，軟件控制程序成為了重點，通過數(shù)據(jù)通訊，可以實現(xiàn)原有的控制要求，這是信息化時代的必然趨勢，也是順應(yīng)了社會對于數(shù)字化通訊的要求[8]。 機械手控制系統(tǒng)研究和設(shè)計早已經(jīng)十分成熟，在不同的行業(yè)，機械手扮演的角色也各部相同。搬運、打磨、焊接、剖光等功能性機械手較為常見。本課題是選用對電動器具生產(chǎn)流水線中機械手的設(shè)計。電動器具流水線中，自動化程度較高，設(shè)備實現(xiàn)的功能也較為復(fù)雜。電動器具在生產(chǎn)的過程中，電動馬達在繞線的過程中，有高溫環(huán)境和油漬環(huán)境等，人工操作危險較高并且效率較低。電動馬達繞線后在其轉(zhuǎn)軸兩端需要壓上質(zhì)地較硬的紡脫落夾片，在流水線中，一般繞線后馬達的轉(zhuǎn)移和沖壓夾片是在兩個工位上完成的，其不僅操作過程復(fù)雜、效率低下，而且在有限的工廠環(huán)境下所占空間大，這是一種極大的浪費。本次課題的設(shè)計，就是將電動器具生產(chǎn)線上馬達的轉(zhuǎn)移和沖壓夾片在一個動作流程中完成。高溫和充滿油污的馬達轉(zhuǎn)子在左傳動裝置上，當(dāng)其運動到指定的位置，處于原位的機械手得到信號，這時候水平位置氣缸運動，推動機械手水精確的水平移動到左工位產(chǎn)品的上方，通過上下伸縮氣缸和夾緊氣缸的動作，將產(chǎn)品夾起來，之后水平位置氣缸反向動作至初始位置。當(dāng)放下的時候，夾緊氣缸保持夾緊動作，處于馬達轉(zhuǎn)子上方的氣缸動作，推動沖壓器件，將套在產(chǎn)品一端的夾片壓緊，機械手就完成了本次動作，系統(tǒng)回到原來的位置，重復(fù)進行下一次操作[9]。本次課題就是以自動化生產(chǎn)線設(shè)備為載體，具體的實施設(shè)備功能的整合，使多重動作在一臺設(shè)備中實現(xiàn)。轉(zhuǎn)移動作和夾片沖在一個自動化過程中完成，能夠節(jié)省勞動力，增加工作效率。同時系統(tǒng)增加了觸摸屏，人機界面的設(shè)計能夠?qū)崟r的監(jiān)控系統(tǒng)動作的流程，同時在設(shè)備維護過程中，通過人機界面操作能夠分步的控制系統(tǒng)，從而更加安全。4基于PLC機械手控制系統(tǒng)設(shè)計 I\O點分配 電器元件的選擇 本課題在設(shè)計的過程中，如果要實現(xiàn)機械手的正確動作，需要選擇適當(dāng)?shù)碾姎庠?，在正確的電氣元件相互配合下，完成系統(tǒng)動作。 機械手的動力系統(tǒng)主要是氣缸，氣缸在伸縮過程中，用傳感器進行識別是否到達指定的位置。氣缸的活塞端有磁環(huán)，所以氣缸上的傳感器選用磁性開關(guān)傳感器。傳感器固定在氣缸外端，當(dāng)氣缸動作時候，活塞到達傳感器固定的位置，磁環(huán)就會使得傳感器得到信號。本課題有四個氣缸動作，每個氣缸裝有始端和終端兩個磁性開光傳感器，工選用八個此傳感器。當(dāng)在檢測左工位有無產(chǎn)品時候，選用光電傳感器。光電傳感器有發(fā)射端和接收端，在沒有檢測到產(chǎn)品時候，接收端一直能夠接收到發(fā)射端的信號，當(dāng)有產(chǎn)品時，信號中斷，從而給PLC一個脈沖。通俗來講，光電傳感器就是一個外部的常閉出點。在沖壓夾片時候，需要用接近傳感器檢測夾片的有無。接近傳感器在產(chǎn)品接觸到觸頭一定距離時候能感受到信號，其相當(dāng)一個常開觸點。接近開關(guān)也有不同的感應(yīng)距離，接近傳感器的不同軸徑對應(yīng)不同的感應(yīng)距離，一般軸徑8mm的接近開關(guān)，，30mm的感應(yīng)距離在110mm。由于機械手動作中有沖壓過程，為了防止人員操作的過程中，手沒有離開沖壓臺的安全距離而使操作人員被壓傷，所以增加了一個安全光幕。安全光幕也是光電傳感器的一種，一端發(fā)射信號，一端接收，其能夠呈幕布狀擋在沖壓臺前面。如果有外物在沖壓過程中進入光幕后的區(qū)域，就會產(chǎn)生一個脈沖信號，PLC就能識別。本次傳感器選用NPN型。PLC選用三菱FX1S30M