基于PLC控制的机械手控制设计

刘丽娜，陈天宇

（1.共青科技职业学院，江西九江 332020；2.河南大学，河南开封 475000）

基于PLC控制的机械手控制设计

刘丽娜1，陈天宇2

（1.共青科技职业学院，江西九江 332020；2.河南大学，河南开封 475000）

基于PLC控制系统的机械手内部电路具有强大的抗干扰能力，有很高的可靠性，PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息；采用光电隔离和滤波技术技术有效抑制外部干扰源对PLC的影响，开发周期短，功耗小，实用性强。

搬运机械手；PLC控制系统

机械手是一种高度模仿人类手臂和手部的机械产物。它可以依照人类设定的程序进行活动或者是从事自动化生产；它可以代替人的部分劳动，实现生产的机械化和自动化，也可以在不同的危险环境代替人类工作，因而被广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工业以及原子能领域。

本文为大家介绍了一种工业机械手的设计与控制方法，是用三菱FX1N-40MR-001作为机械手的控制中心（主控制器），在外连接有控制面板实现人机互动来满足对3个自由度机械手的控制，实现一个精确的自动控制系统。

1 系统硬件环境

本文的研究最主要的是实现机械手在生产线上自动拾取物料，把目标从一个地方转移到另一个地方为目的，从而实现自动化控制生产的设备。机械手规定的任务是移动物料，根据线上的需要，机械手的动作是：A点工件移动到固定位置触发限位开关，机械手下降到工件上方触发下限限位开关停止，手爪部收拢夹住工件迅速上升碰触到上限限位开关立即停止，机械手向右平移到右限位开关立即停止，然后下降碰触到下限位开关立即停止，手爪部松开工件，迅速上升回到原点完成一次循环。启动控制有两种，一种是在工作现场安装启动按钮，二是通过组态软件控制。控制面板有手动和自动两种方式，手动包括回原点和调试两个按钮，自动有3个按钮分别是单步自动、半自动和全自动，自动操作的起点必须是在原点。

手爪及伸缩杆都是金属不锈钢材料，以防沾水生锈。手爪的活动范围在60cm内，通过限位器可调节手爪活动范围，生产线上两线交汇距离在手爪运动范围内。手爪提升高度在20cm范围内，通过限位器可设定高度。图1 为自动操作流程。

图1 系统操作流程图

2 操作系统整体构思

操作途径有两种分别是手动控制和自动控制，如图2所示：

运行原理：X001作为电路的保护开关，X002和X004都是为电路启动开关，运行时同时先打开X002和X004启动电源灯Y5亮。操作前把旋钮置于原点即接通X016使机械手回到起始位置。然后旋钮置于手动选项，即X006得电常闭触点打开，程序CJ不会跳转，然后按照手动程序执行（P2）。X007是常闭触点，所以指针跳转到P2处。同理如果旋钮置于自动选项，X007断开，那么程序就会直接跳过手动操作从而开始执行连续的自动操作程序（P1）。

图2 机械手操作系统控制梯形图（三菱）

3 结束语

本文主要叙述了对机械手的硬件和程序设计的研究。通过研究，本方案设计的机械手设备可以对生产线上产品的有无进行检测从而决定机械手的持续工作，控制方式有手动控制和自动控制两种，具有操作方便、结构简单、造价较低、维护方便、速度快等特点。

[1] 蔡自兴.机器人学的发展趋势和发展战略[J].机器人与应用，2001，76（4）：11-16.

[2] 李允文.工业机械手设计[M].北京：机械工业出版社，1996.

[3] 张建民.机电一体化系统设计[M].北京：北京理工大学出版社，1992.

[4] 史国生.PLC在机械手步进控制中的应用[J].中国工控信息网，2005.1.

Survey of Manipulator Control Design Based on PLC Control

Liu Li-na，Chen Tian-yu

The manipulator internal circuit based on the PLC control system has strong anti-interference ability，high reliability，PLC with self detection hardware failure，failure to issue timely warning information；PLC photoelectric isolation and filtering techniques to suppress external disturbances of PLC，short development cycle.Low power consumption，strong practicability.

Handling manipulator；PLC control system

TP241

B

1003-6490（2016）11-0116-01

2016-11-08

刘丽娜（1984—），女，湖北正定人，助教，主要研究方向为数控技术。