郭子健

摘 要：隨著現(xiàn)代化科技技術(shù)的發(fā)展，在工業(yè)生產(chǎn)當中，越來越多的現(xiàn)代化技術(shù)被不斷的應(yīng)用。氣動機械手就是現(xiàn)代的工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)當中的重要組成部分，其是由機械、氣動、PLC和觸摸屏等相應(yīng)的現(xiàn)代科技原件組成。機械設(shè)定和程序制定的過程中有著嚴格的邏輯順序，并且在實際運行和使用過程中有著較高的穩(wěn)定性。本文針對基于PLC和觸摸屏的氣動機械手控制系統(tǒng)進行設(shè)計和研究。

關(guān)鍵詞：PLC和觸摸屏；氣動機械手；控制系統(tǒng)；設(shè)計

隨著現(xiàn)代化生產(chǎn)程度的提升，機械設(shè)備在工業(yè)生產(chǎn)當中已經(jīng)占據(jù)大部分的生產(chǎn)工作內(nèi)容，在減少了人員開支的同時也極大的提升了生產(chǎn)工作的效率，促進我國工業(yè)的發(fā)展。隨著近年來的科技水平的提升，氣動化設(shè)備的發(fā)展得到了迅速的發(fā)展，使得工業(yè)系統(tǒng)自動化的水平進一步提升。下面我們對PLC和觸摸屏下的氣動機械手控制系統(tǒng)進行設(shè)計。

1 機械手控制功能需求分析

機械手在實際的工業(yè)生產(chǎn)當中的應(yīng)用，有效的提升了工作的效率。同時機械手在實際的工業(yè)生產(chǎn)當中的應(yīng)用主要功能是將生產(chǎn)線上的零部件進行組裝，并能夠根據(jù)零件是否合格進行辨別，完成一個流水線上的工作。在完成一個作業(yè)任務(wù)的過程中，機械手的操作流程是：伸出機械手臂—夾緊零部件—上升—順時針合格/逆時針不合格—下降—放松—縮回手臂。這是機械手在完成一整套工作任務(wù)的流程[1]。

機械手能夠完成上述的任務(wù)，必須要有相應(yīng)的設(shè)備系統(tǒng)進行控制。其中組成部分包括兩只氣缸和一只三位擺臺，其中還需要一只電動手抓。其中兩個氣缸控制上升與下降還有伸出和縮回。三位擺臺是控制機械手臂的左右擺動要求，其中的氣動手爪是抓取零件的重要部分[2]。

機械手是現(xiàn)代工業(yè)當中重要的組成部分，其中的安全性和性能性是保障機械手能夠正常運行的關(guān)鍵，同時離不開控制系統(tǒng)地控制，在實際的控制當中應(yīng)該具備以下控制功能。第一，單一步驟運行，在操作中完成一步動作。第二，連續(xù)步驟動作，在機械手運行中完成連續(xù)的步驟，完成一步搬運工作。第三，設(shè)置權(quán)限，對于操作人員進行限制，減少使用過程中出現(xiàn)失誤。第四，自動預(yù)警，在發(fā)生故障的過程中自動預(yù)警，使得能夠及時進行處理，避免影響正常的生產(chǎn)。

2 系統(tǒng)設(shè)計

2.1 控制方案設(shè)計

在整個方案的集體實施當中，應(yīng)該具有一定的控制方案進行控制。在整個控制系統(tǒng)當中應(yīng)該采取主站加從站相互配合的方式進行相應(yīng)的系統(tǒng)控制，主站進行統(tǒng)一的控制，從站進行各個單元的控制工作。并且每一個從站在控制的過程中都配備觸摸屏。

機械手單元的控制系統(tǒng)應(yīng)該采用PLC加觸摸屏的模式進行控制，觸摸屏主要是對于機械手進行操作，形成人機交互的形勢，整個系統(tǒng)當中的壓力變速器和按鈕，以及報警器和電磁開關(guān)等零部件組成，只有基于PLC和觸摸屏進行控制才能夠使得整個氣動機械手正常的完成工業(yè)生產(chǎn)，提升整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性能[3]。

2.2 PLC程序設(shè)計

在程序的設(shè)定過程中應(yīng)該注意機械手對每一個零部件的確認，并將信號進行傳輸，將零件辨別后進行傳送，確定零件的傳送方向。在實際的從站操作當中，之間不能夠進行通訊工作。因此，這樣在實際的信號傳遞過程中，主站與檢測單元進行通訊傳輸，獲得檢測結(jié)果信號。

程序的開發(fā)過程具有一定的步驟，在實際開發(fā)程序過程中應(yīng)該首先確定I/O地址的分配工作，在地址分配的過程中包括開關(guān)量的地址分配和模擬量地址的分配。并且在觸摸屏當中的軟件元素也要設(shè)置。其中進行程序的設(shè)定也是其中至關(guān)重要的一個系統(tǒng)設(shè)計的環(huán)節(jié)。在機械手進行運動的過程中具有一定的邏輯順序，對于各個控制環(huán)節(jié)都有一定的單元進行完成控制工作。在程序的編程過程中應(yīng)該重視信號的干擾，避免產(chǎn)生一定的誤差，導(dǎo)致系統(tǒng)運行過程中出現(xiàn)偏差。在進行程序的控制時要在系統(tǒng)的內(nèi)部進行程序塊的編輯工作，運用函數(shù)程序進行控制機械手臂的運行[4]。

2.3 監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計

在設(shè)備的運行中，監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用能夠有效的減少系統(tǒng)故障的發(fā)生。在進行設(shè)置過程中應(yīng)該在機械手的各個環(huán)節(jié)進行傳感器的設(shè)置，確保在運行當中出現(xiàn)故障得到及時的預(yù)警。在進行機械手的操作過程中，人為控制在其中也有重要的作用。因此，在進行監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)置的過程中應(yīng)該重視設(shè)備運行的安全性。只有這樣，才能夠控制機械水平的正常運行，保證操作安全性[5]。

綜上所述，在現(xiàn)代的工業(yè)水平當中，我國的氣動機械手在工業(yè)當中的應(yīng)用已經(jīng)逐漸的成熟。在PLC和觸摸屏基礎(chǔ)之下要完善和發(fā)展氣動機械手，使其在工業(yè)生產(chǎn)中能夠具備一定的效率，使其操作更加簡單便捷，促進我國工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

[參考文獻]

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[2]張永壽，劉乃智.基于PLC和觸摸屏的數(shù)字閉環(huán)流量控制水處理系統(tǒng)的設(shè)計及應(yīng)用[J].中國醫(yī)學(xué)裝備，2009，12（11）：12-14.

[3]程永強.基于PLC和觸摸屏的砌塊成型機控制系統(tǒng)的設(shè)計[J].黎明職業(yè)大學(xué)學(xué)報，2010，10（03）：137-139.

[4]李本紅，陳小軍.基于PLC和觸摸屏的食品包裝自動化生產(chǎn)線控制系統(tǒng)設(shè)計[J].機電工程技術(shù)，2014，2（01）：109-113.

[5]廖堅.基于PLC技術(shù)的氣動機械手控制系統(tǒng)分析[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2013，10（30）：75-79.