【正文】 國在經歷了漫長的摸索，也有一些自己的品牌出現(xiàn)，但是其核心技術仍以掌握在PLC生產大國手中，我國的PLC自主之路仍充滿著挑戰(zhàn)。在早期PLC功能的基礎上，一些新的功能如網絡通訊功能得以添加，使PLC的功能更加完善。PLC可靠性高，控制系統(tǒng)穩(wěn)定，同時在半世紀的發(fā)展和總結中，已經形成了完善的功能，具有很強的適應性。PLC眾多的功能模塊，極大的豐富了PLC的控制領域，能夠滿足在不同情況下的控制要求。圖11 PLC內部結構 中央處理器CPU 中央處理器是對數據進行處理的最重要部件，其作用就相當于人體的大腦，在PLC系統(tǒng)中處于中樞地位[1]。CPU能夠對自身信息進行檢測，識別錯誤信息并警告提醒，黨PLC在運行的時候，能夠控制系統(tǒng)進行掃描，完成相應的計算和邏輯運算，以循環(huán)掃描的方式控制輸出。在每一個固定的掃毛周期內，CPU都重復進行著相同的動作。PLC存儲器中存儲程序、邏輯變量等。系統(tǒng)程序和用戶程序在在存儲器中有獨立的位置劃分。與三極管的導通方式類似，PLC的輸入輸出有源形和漏形之分[2]。圖22 PLC漏形輸入和源形輸入接線漏形輸入時，PLC公共端接24V，電流由外部流入輸入端子；源形輸入時，PLC公共端接0V，電流由端子流出。繼電器輸出相較于晶體管輸出，其輸出端的承受電流更大，但是其開關量的開關頻率沒有晶體管輸出方式的高，因此在一些開關頻率較高、控制流程較快的場合，晶體管輸出方式更加實用。輸出單元也有源形輸出和漏形輸出的區(qū)別，圖23就是兩種不同的輸出方式。源形輸出時候，電流流出端子，公共端接0V。PLC運行需要給其供電，其開關量的閉合、斷開控制是由直流電源的高低電平來實現(xiàn)的，所以PLC運行時候需要給其供應直流穩(wěn)壓電源。PLC有自己的內部電源，其穩(wěn)定性很好但是輸出功率較小，直流電源一般采用直流24V電壓，保證PLC的正常運行。在PLC的選型時候，可從以下幾個方面進行。以三菱FX系列PLC為例，輸入輸出點有10點、14點、20點、30點、32點、64點等等，在進行PLC選型時候，首先就是要確定控制系統(tǒng)中輸入點和輸出點的個數，然后來以確定基本的選型方向。第二，選取合適的電源類型。DC電源一般為24V，AC有100230V。第三，明白輸出信號類型。繼電器輸出的方式其輸出頻率較大，在實際的應用中很常見，一般的常見系統(tǒng)中，這種說出方式能夠適應輸出信號的給定；晶閘管輸出的方式相較與繼電器輸出，其使用于要求信號變化頻率很快的信號輸出，但是其輸出功率較小，承載電流較小[3]。2 機械手概況 機械手的起源與發(fā)展機械手顧名思義就是使機械設備擁有手一樣的作用，靈活的完成各項動作，對不同位置、不同環(huán)境下的物體有目的的進行操作。隨著工業(yè)發(fā)展，機械手的形態(tài)和功能也發(fā)生了巨大的變化，特別是上世紀八九十年代，機械手迎來了一個蓬勃發(fā)展時期。21世紀是信息化世紀，自動化成為了工業(yè)的主流，信息技術的發(fā)展使得機械手的工作內容變得更加復雜。近年來，新興的機器視覺技術又讓自動化領域迎來了一個新的發(fā)展變更，由傳統(tǒng)的傳感器識別到如今的機器視覺識別，賦予了機械手更大的操作識別空間，以ABB公司生產的機械手作為代表，世界范圍內的機械手行業(yè)競爭也演變?yōu)閿底挚刂菩袠I(yè)的競爭。無論機械手動作的動力來自于哪一種，其都是通過外部設備力量的施加，推動機械部分定向的移動，從而完成基本動作。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，當到達指定的位置時候，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)經過識別、傳導、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]。3機械手控制系統(tǒng) 基于PLC的機械手控制系統(tǒng)的研究意義機械設備自動化過程都是由機械部分和控制部分共同構成的，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)機械手預期希望達到的效果[6]。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。其次，基于PLC的機械手控制系統(tǒng)的研究，能夠對PLC這主流的控制系統(tǒng)有更加深刻的認知。進行機械手控制系統(tǒng)的研究，能夠在接受他人設計思想的同時，舉一反三的應用，使設計的內容更加豐富。在進行控制系統(tǒng)研究的過程中，能夠在試驗中總結經驗，使系統(tǒng)得到進一步完善?；赑LC的機械手控制系統(tǒng)設計，有許多自身具備的有點。一般的應用較多的中小型PLC，I\O口一般在20512點之間，眾多的接觸觸電能夠實現(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控制，不僅系統(tǒng)復雜，而且電器元件眾多，所占空間很大，系統(tǒng)成本很高。 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。機械手作為機械設備，如果希望其擁有人一樣的動作，就需要設計者在其執(zhí)行動作之前，大腦中已經有一個完整的動作流程?；赑LC的機械手控制系統(tǒng)設計，能夠多角度的進行控制系統(tǒng)的研究，有極強的操作性。PLC是信息技術與控制技術的結合，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)，從而使機械設備自主的完成相應的動作。系統(tǒng)設計后進行調試，不再僅僅只是硬件設施的調試，軟件控制程序成為了重點，通過數據通訊，可以實現(xiàn)原有的控制要求，這是信息化時代的必然趨勢，也是順應了社會對于數字化通訊的要求[8]。搬運、打磨、焊接、剖光等功能性機械手較為常見。電動器具流水線中，自動化程度較高，設備實現(xiàn)的功能也較為復雜。電動馬達繞線后在其轉軸兩端需要壓上質地較硬的紡脫落夾片，在流水線中，一般繞線后馬達的轉移和沖壓夾片是在兩個工位上完成的，其不僅操作過程復雜、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。高溫和充滿油污的馬達轉子在左傳動裝置上，當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品的上方，通過上下伸縮氣缸和夾緊氣缸的動作，將產品夾起來，之后水平位置氣缸反向動作至初始位置。本次課題就是以自動化生產線設備為載體，具體的實施設備功能的整合，使多重動作在一臺設備中實現(xiàn)。同時系統(tǒng)增加了觸摸屏，人機界面的設計能夠實時的監(jiān)控系統(tǒng)動作的流程，同時在設備維護過程中，通過人機界面操作能夠分步的控制系統(tǒng)，從而更加安全。 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。傳感器固定在氣缸外端，當氣缸動作時候，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。當在檢測左工位有無產品時候，選用光電傳感器。通俗來講，光電傳感器就是一個外部的常閉出點。接近傳感器在產品接觸到觸頭一定距離時候能感受到信號，