1、 光源机械上泡机械手的 PLC 控制系统设计 1 摘摘 要要 机械手是能够模仿人体上肢的部分功能，可以对其进行自动控制使其按照预定要 求输送制品或操持工具进行生产操作的自动化生产设备。机械手是工业机器人系统中 传统的任务执行机构，是机器人的关键部件之一。该装置涵盖了可编程控制技术，位 置控制技术、检测技术等，是机电一体化的典型代表仪器之一。自上世纪六十年代， PLC 设计的机械手被实现为一种产品后，对它的开发应用也在不断发展，它可以在减 轻繁重的体力劳动、改善劳动条件和安全生产。 本课题设计的光源机械上泡机械手，采用由 PLC 控制的气动系统，可在空间抓放 物体，动作灵活多样，能够准确快速的完
2、成光源机械的上泡动作，并可根据工件的变 化及运动流程的要求随时更改相关参数，设计主要对机械手与 PLC 做了总体介绍，分 析了工作流程，设计出光源机械上泡机械手的功能图，根据功能图设计出梯形图并调 试成功。 关键词：关键词：机械手，PLC，气压传动 光源机械上泡机械手的 PLC 控制系统设计 2 光源机械上泡机械手的光源机械上泡机械手的 PLCPLC 控制系统设计控制系统设计 1 1 绪论绪论 机械手一般为三类：一是不需要人工控制的通用型机械手。它是不属于其他主机 的独立装置。可以根据任务需要编制独立程序完成各项规定操作。它的特点是具备不 同装置的性能之外还具备通用机械及记忆功能的三元型机械。
3、二是需要人工操作的， 起源于原子，军事工业。先是通过操作完成特定工序，后来逐步发展到无线遥控操作。 第三类是专用机械手，通常依附于自动生产线上，用于机床的上下料和装卸工件。这 种机械手国外叫做“Mechanical Hand”。它由主机驱动来服务，工作程序固定，一 半是专用的。机械手首先是在美国开始研制。第一台机械手是在 1958 年美国联合控 制公司研究制作出来的。结构是：主机安装一个回转长臂，长臂顶端有电磁 抓放机 构。日本是在工业上应用机械手最多，发展最快的国家，自 1969 年从美国引进两种 机械手后开始大力研发机械手。前苏联自六十年代开始发展和应用，自 1977 年，前 苏联使用的机
4、械手一半来自国产一半来自进口。 现代工业中，自动化在生产过程中已日趋突出，机械手就是在机械工业中为实现 加工、装配、搬运等工序的自动化而产生的。随着工业自动化的发展，机械手的出现 大大减轻了人类的劳动，提高了生产效率。采用机械手已为目前研究的热重点。 而为了使生产更高效更安全，配合使用 PLC 构成的控制系统渐渐占据主流位置， 目前，PLC 在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、 轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，和同等规模的继电接触器系统相比， 采用 PLC 控制的电路系统电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也 就大大降低。此外，PLC 带有
5、硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信 息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除 PLC 以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样，整个系统将极高的可靠性。 在光源机械中，上泡机械手的功能是从间歇运转的上泡盘上抓取泡壳，并将其送 到运转的封口机上。为此，上泡机械手在一个工作循环中需要完成上升与下降，左旋 与右旋，抓泡与放泡等一系列动作，本文用 PLC 作为控制器对光源机械上泡机械手进 光源机械上泡机械手的 PLC 控制系统设计 3 行了设计。 2 2 机械手的概述机械手的概述 2.1 2.1 机械手总体介绍机械手总体介绍 工业机械手是近代自动控制领域中
6、出现的一项新的技术，是现代控制理论与工业 生产自动化实践相结合的产物，并以成为现代机械制造生产系统中的一个重要组成部 分。工业机械手是提高生产过程自动化、改善劳动条件、提高产品质量和生产效率的 有效手段之一。尤其在高温、高压、粉尘、噪声以及带有放射性和污染的场合，应用 得更为广泛。在我国，近几年来也有较快的发展，并取得一定的效果。 随着工业机械化和自动化的发展以及气动技术自身的一些优点，气动机械手已经 广泛应用在生产自动化的各个行业。近 20 年来，气动技术的应用领域迅速拓宽，尤 其是在各种自动化生产线上得到广泛应用。电气可编程控制技术与气动技术相结合， 使整个系统自动化程度更高，控制方式更灵活，性能更加可靠；气动机械手、柔性自 动生产线的迅速发展，对气动技术提出了更多更高的要求；微电子技术的引入，促进 了电气比例伺服技术的发展，现代控制理论的发展，使气动技术从开关控制进入闭环 比例伺服控制，控制精度不断提高；由于气动脉宽调制技术具有结构简单、抗污染能 力强和成本低廉等特点，国内外都在大力开发研究。 气动机械手被广泛应用于汽车制造业、半导体及家电行业、化肥和化工，食品和
