PLC控制机械手在生产自动化中的应用

王铁刚+高国智

摘 要：PLC也被称为电力线上网，是指通过电力线进行数据和话音信号传输的通信方式，其通信的载体为电力线，因此具有较大的便捷性，本文对PLC机械手在自动化生产中的应用进行了介绍。

关键词：PLC；控制机械手；生产自动化

PLC主要的优点有：速度快、传输稳定、结构灵活、成本低、使用范围广。PLC是在工业环境下专门应用的数字运算装置，通过存储器在内部进行各种运算指令的存储，以数字和模拟的形式进行输入和输出，对机械设备进行控制。

一、初始位置

多数机电设备都需要对其初始位置进行设置，若相关的部件不处于初始位置就不能正常启动设备。当机械设备受程序控制时，都会有相应的初始位置，初始位置是设备运行的起点。在对设备初始位置进行设置的过程中，要结合设备的实际运行情况及其特点，进行有根据的设置。机械手所在的初始位置要使所有的气缸活塞都处于缩回的状态，因为机械手的动作完成都是通过气缸进行的，所以机械手停止的正常位置就是初始位置，由于停止的状态可能会持续较长的时间，若机械手停止是气缸的活塞为伸出状态，活塞杆在空气中长期暴露就会氧化和被腐蚀，致使杆表面的光洁度不足，进而影响气缸的气密性。所以初始位置的气缸必须都处于缩回的状态，这样才能够保证设备的使用期限。从安全角度进行考虑。只有保证气缸的正常运作，才能够进一步保证机械手及机械设备的安全运行，机械手的悬臂气缸为旋转气缸，并没有活塞杆这一部件，所以其在初始位置时也可以停留在右限位。

二、抓取和放置延时

延时的设计是为了气爪能够对工件进行稳定的抓取和放置，由于气爪的体积较小，当手臂的活塞杆下降到一定的位置时，信号会被下限位的传感器接收，驱动气爪收缩夹紧，既要求速度要快捷，又要求夹取具有一定的准确度，因此要对设备进行精细的调试。首先要使气爪的中心与工件的中心位置处于同一水平线上，随后要对每个工件的停留位置进行调整，使其能够处于同一位置之上，此外还要将下限位传感器安装在合适的位置，若是位置过高就会导致活塞杆没有完全伸直气爪就进行夹紧，撞击工件导致工件损坏。在其中的抓取和放置过程中设置延时，就能够对工件进行安全可靠的提升搬运。在机械手中设置延时，不仅能够保证气缸活塞杆能够降至最低的位置，同时也使得在气杆降至最低位置后能出现停顿，使下降过程中的惯性作用消除，减小工件与放置位置接触时的冲击力。

传感器能够对机械手的动作执行情况进行检测，以保证机械手能够安全可靠地完成整个搬运工作，这也是对机械手的状态控制，是当前控制机械设备的使用最为普遍的方式。状态控制能够促使机械设备对工作任务进行准确无误的完成，若设备出现故障问题，机修人员也能够对出现故障的位置进行快速地判断，并进行及时地维修。

三、停止信号

运行机械手的过程中，按下SB6停止按钮，使得在完成当前搬运工作后机械手能够回到初始位置停止，也就是在出现停止信号时，机械手需要继续完成一个工作循环后再停止工作。如此一来，就要对这个工作循环的起始点、终点了解清楚，通常情况下机械手的工作起终点都是初始位置。在进行程序的编写时，可以采用辅助继电器M，使继电器能够通过停止信号而进行吸合和自锁，启动信号将回路切断使继电器M复位，完成最后一个步骤后，在输出停止的回路中串进继电器常开触点，在输出启动的回路中串进继电器常闭触点，就能够满足工作流程的需求。若在机械手搬运工件时出现了突然断电的情况，应当保证在断电的瞬间气杆的状态不发生改变，工件也不会因气爪松弛而掉落。这就要求在选择电磁阀配置时要制定一定的标准。为了满足上述要求，机械手的手臂、悬臂和旋转气缸以及气爪的气缸都需要选择双控的二位五通电磁阀，这样能够缩短电磁阀线圈通电状态的时间。不仅能够节约用电，也能够对电磁阀的使用期限进行延长，保证整个搬运过程的安全进行。

四、PLC机械手的应用

将PLC机械手应用于某生产线上，将工件从工序A的位置搬运到工序B的位置进行进一步加工。在启动机械手前，要检查其是否处于初始位置，机械手处于初始位置的状态就是：悬臂气缸在左限位停留，手臂气杆和悬臂气杆都处于缩回的状态。当机械手的电源接通后，按下SB5启动按钮，根据以下的顺序对工件开始搬运：悬臂气杆伸出→至前限位后传感器接收信号，手臂气杆伸出→至下限位后0.5s延時后气爪夹紧→0.5s延时→手臂气杆缩回→至上限位后传感器接收信号，悬臂气杆缩回→至后限位后传感器接收信号，旋转气缸使机械手右转→至右限位后传感器接收信号→悬臂气杆伸出→至前限位后传感器接收信号，手臂气杆伸出→至下限位后0.5s延时后气爪松弛→机械手臂气杆缩回→至上限位传感器接收信号，悬臂气杆缩回→至后限位传感器接收信号，旋转气缸使机械手左转→回归初始位置，完成一个搬运工作循环。若不按下SB6停止按钮，机械手会持续循环完成上述工作流程，若按下停止按钮，机械手会在完成当前循环后停止并回到原位即初始位置。

五、结语

综上所述，PLC控制的机械手能够满足生产中工序要求，具有较高的稳定性、可靠性和安全性，且结构简单、成本较低，能够较好地实现自动化的生产。

参考文献：

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