PLC在工业机械手控制系统中的应用与技术研究

摘 要：在现代科学技术不断发展过程中，工业发展也呈现着智能化以及自动化的发展趋势。其中机械手作为工业发展的重要内容，在现阶段的发展中应用了PLC技术，进而实现了模拟手臂部分动作，基于特定的操作程序，可以实现自动生产的目标。也可以在一些有害以及相对复杂的环境中应用，可以有效的减少人工失误问题，提升整体的生产效率与质量。

关键词：PLC；工业机械手控制系统；应用与技术

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.11.112

1 工业机械手控制系统概述

1.1 工业机械手控制系统发展历史

机械手控制系统是基于机器人为基础逐渐发展起来的一种控制方式。机械手在上个世纪中叶就开始了相关研究。而在就似乎安静技术手段不断发展过程中，自动化技术也在日益长输，随着数字电子计算机的问世，其呈现着高速度、大容量以及低成本的发展趋势，大批量的生产推动了自动化技术的发展，也为机器人以及机械手控制系统的发展与研究奠定了基础。

1.2 工业机械手控制系统驱动模式

1.2.1 液压驱动式

液压驱动式机械手就是利用通常油缸以及油马达等液动机、伺服阀系统、油泵系统、油箱系统构成驱动系统，主要就是通过驱动机械手执行工作。在常规状况之下其具有一些抓举能力，主要的特点就是结构紧凑、动作操作较为平稳、且冲击性能良好，耐震动以及防爆性较为良好。但是在液压元件中对于制造的精准度以及密封性能有着严格的要求，可以有效的避免环境污染等问题。

1.2.2 气压驱动式

气压驱动系统主要就是通过气缸系统、气阀系统、气罐系统以及空压机系统共同构成，在操作中的主要特点就是其气源来源较为便捷，动作较为迅速，且结果简单，价格低廉，维修也相对较为便捷。在操作中存在的主要问题就是无法控制其速度，气压适宜，因此其抓举能力相对较低。

1.2.3 电气驱动式

电力驱动是一种较为常见的驱动方式。其电源方便，且响应速度较快，驱动力相对较大。信号监测、传动以及处理相对较为便捷，可以通过不同的方式对其进行系统控制。

其中以进给伺服电动机的负载为例，计算负载转矩方法如下：

M=Fl/2πη+Mf；其中：

M为加到电到电机轴上的负矩（N·cm）；

F为轴向移动滑块所需的力（N）；

η为驱动系统效率；

l为电机轴每转的机械位移量（cm）；

π为圆周率；

Mf为折算到电机轴上的滚珠丝杠、螺母部分、轴承部分的摩擦转矩（N·cm），不包括η。

2 基于PLC技术的机械手控制系统设计运用

2.1 PLC技术中的I/O表以及机械手控制系统

为了充分的凸显机械手在工业领域中的应用，必须要对PLC技术I/O表与机械手控制系统的关系，系统分析，综合其具体状况才可以合理应用PLC技术。其具体的关系如表1。

2.2 机械手的软件系统设计运用

工业机械手的软件系统设计在运行中的主要要求就是要将小车停靠在程序原点系统、伸缩气缸系统、放松机械爪系统，然后将旋转的手臂复位。在对机械手进行原始位置之后，就可以启动程序，小车进入运行轨道之后就会到达既定的工作点，然后在顺时针将机械手进行旋转90°，将其延伸到最大距离，这样就可以完成取件操作。然后逆时针将机械手旋转90°之后就会收回机械手，然后在到达预定传送的工作点，这样就会完成整个搬运作业。

在PLC技术中直流、交流步在工业机械手控制系统中有着较为重要的作用，二者可以将电脉冲转化为一种执行机构，在驱动器接收到此种信号之后，就会基于既定的程序旋转其设置好固定的“步距角”，进而在根本上降低误差问题，可以做到零误差，主要在机械手的开环控制中应用。PLC技术的控制程序与I/O表中的输出位置、输出位置并没有异议，在实践中可以基于梯形设计的方式，综合报停程度，基于特定的条件对其进行启动，进行自锁程度的设计，这样可以保障下一个程序执行前一个程序，可以有效的增强其抗干扰性能。進而增加PLC技术对工业机械手的影响。

3 结束语

PLC技术是一种可编程的存储器，试题中控制系统，在机械手的设计中有着较为重要的作用，将PLC技术在工业机械手控制系统中应用，可以有效的提升其整体性能。

参考文献：

[1]郑钦通.分析基于PLC技术的机械手控制系统设计的运用[J]. 山东工业技术，2016（12）：45-46.

[2]胡蓉，张锐丽，王洪等.基于PLC的气动机械手控制系统设计刍议[J].数字通信世界，2016（02）.

[3]顾含，黄杰，张志荣.PLC并联技术在工业机械手控制中的应用研究[J].微型电脑应用，2016，32（02）：69-70.

作者简介：张志强（1982-），男，助理工程师，安全工程专业。