基于PLC 的工业机械手在自动化生产线中的应用

江 松 艾 东

(贵州钢绳股份有限责任公司二分厂，贵州 遵义 563000)

工业机械手能够有效的模仿手部动作，在设置程序后，会基于程序设计的实际要求，实施各类动作，展开搬运物体的活动，实施相关的焊接、装配工艺，对人工劳动力最大程度上进行替代，将人工劳动强度大幅度的降低，由危险的环境中把劳动人员解放出来。

1 PLC 自动控制技术概述

PLC 作为一类可编程控制器，被视为计算机技术发展的产物，其内部通常含有数片的单片机系统，最大特点就是具备运行简单计算机指令的功能，该类单片机的扩展功能十分强大，大部分单片机存在通信的功能。在PLC 的外部存在一定的输入、输出接口，输入接口能够针对外部各类开关输入量实施输入，在运算加工其内部微处理器后，需要借助外部端口来对各类控制信号进行输出，最大程度上控制外部设备。一部分高级的PLC 也存在一定的通信功能，内部会将各类通信协议有效集成，其能够与上位机以及相关设备展开数据的通信，有效的控制设备实施其他复杂操作，在上位机及时上传重要的数据，确保相关的操作工作者对整个系统的运行状态有效控制，最终实现及时有效的调整系统的控制。

2 PLC 的具体应用

PLC 该类可编程控制器的操作特点就是结构明了、操作简单，同时在日后维护时需要借助简单的维护[1]。也就是基于该类优势，在众多控制器中确保相关控制器脱颖而出。PLC 能够有效的缓解企业工厂员工所承受的工作负荷，同时在实际的工作过程中和流水线的流程最大程度上进行配合，有效的降低由于不可控因素所带来的干扰。在工业机械自动化的生产线中PLC 这种控制器能够发挥搬运原材料、安装原材料等一部分较为简单的工作，然而该类工作十分重视实际工作的精准度，所以在程序的设计缓解中需要确保工作的万无一失。

2.1 中央处理单元

CPU 是控制核心，能够有效的对程序和数据进行处理，诊断出编程中的语法错误，若是PLC 内部电路引发意外情况，PLC 会由输入接口采集信号情况和数据，同时把其在映像寄存器或数据寄存器内存入输入，在PLC 运行时，通过寄存器中对写入的控制程序进行读取，在输出单元的基础上达到输出控制外部电路的目的。

2.2 存储器

存储器是在存放在用户程序、系统程序、工作数据中。系统程序在系统程序存储器中存放和PLC 的硬件组成息息相关，一般包含了监控程序、命令解释程序、模块化应用功能子程序和各类管理程序在。用户程序存储器中内存放了用户编写的控制程序和相关数据，造成类型存储容量也不尽相同。在PLC 运行时，一部分数据需经常存取的，把该数据在工作数据存储器内进行存放。

2.3 I/0 接口电路

I/0 接口电路被作为PLC 和外部的连接端口。被控对象的数据信号主要是通过PLC 输入接口采集，是PLC 展开控制的依据，同时，程序的控制结果通过输出接口电路进行输出，达到被控对象的控制。I/O 接口电路可以达到把外部设备引发的多类电平信号向CPU 能处理的标准电平信号进行转化。

2.4 通信接口

通信接口主要依靠的是PLC 和外部设备，比如和打印机、监视器、计算机有关设备等展开连接。通信接口大部分内置了相关的通信处理器，以期达到对系统参数、过程信息等输出数据的打印，达到控制时的图像显示、多台控制器的联网的实现。

2.5 特殊功能模块

借助总线和PLC 相连展开信息、数据的交换，同时在PLC 的控制下实现特定的功能。此模块被作为一个独立的系统，涉及了存储器、处理器、系统程序、通信接口等。该类功能模块一般包括了PID 控制模块、高速计数模块、运动控制模块、中断控制模块等。

2.6 电源

通常情况下，PLC 均内置了相关的开关电源，主要是应用于驱动内部电路。PLC 电源最大的特点就是抗干扰水平高、稳定性优良，同时对外部提供电源的稳定度要求也往往不高，通常只允许在其额定值5%的范围内电源电压进行上下波动。

2.7 编程装置

在编程装置内进行用户程序的编辑以及调试工作，一直被视为是开发系统关键的工具之一。再者，编程装置能够达到对PLC 内部参数和状态的在线监测工作。

3 在自动化生产线中PLC 控制的工业机械手的具体应用

自动化的机械设备的优势较为突出，简单来说就是低成本、高效，所以在广大企业工厂得到了大力的应用。在工业机械手中的应用过程中，PLC 控制器能够将控制器本身具有的功能性有机结合，和企业流水线的流程相配合实施工作。在自动化的生产线中控制器能够起到一定的指挥作用，对整个流程全面的控制。确保企业工厂的实际生产环节的有序性。现如今，在科技进一步发展的现状之下，机械自动化技术逐渐的向前发展。机械自动化设备的生产大幅度的向着人性化、环保化、模块化、多功能化、数字化改进。

3.1 系统的软硬件设计

一般情况下，电子设备均需借助软件和硬件达到彼此作用的目的，以期有效的实施人类输入的程序。另一方面，机械手系统的操作系统也较为相似。通过PLC 控制的工业机械手上，值得注意但是，硬件设计需强调对地址的输入、输出的分配，同时需要对PLC 外围接线的位置合理分配，借助科学的接线方法。同时在软件的设计环节中，强调程序的顺畅性，以期确保在实际工作过程中机械手的自如性，降低意外的出现率。同时相关的设计工作者需要针对设备在运行时会发生的意外进行实施的关注，及时准备相关的处理措施，以备不时之需。

3.2 工业机械手的工作原理

PLC 控制的工业机械手的实际运转系统其实就是一个无限循环的操作过程。通常起点是机械手的左高位[2]。在左高位开始运转后机械手会引发下降的动作，在下降至实际工件位置后，其系统会立即的停止，夹紧工件，搬运至实际操作的流水线位置。通常机械手在实施该类简单的搬运工作实现无限循环的操作，确保整个流水线工作有序实施。

3.3 机械手的维护工作

实际运行工作的灵敏度以及顺畅度一直是判断机械化设备好坏的主要因素。但是PLC 控制器的机械手，一般还是需要相关的工作者的指挥操作，接着将开关按下，机械设备在实施工作时，要确保控制器优良的灵敏度。机械动作操作的好坏与否，和控制器的位置有着直接的关系。鉴于此，若是在实际的运行时某一环节引发问题，设备需要具有自动停止的功能，防止阻碍后续流程的实施。与此同时，需要通知相关工作者及时抢修，在实际的应用过程中，工作者需完善对设备的维护工作。定时间将设备的潜在问题全面的排查，针对特殊状况要事先想好具体的应对措施。避免设备发生问题的情况下，由于难以及时处理，反而制约企业的实际工作进度，以免造成不必要的损失。

4 结语

综上所述，在工业自动化进一步改进、发展的大环境之下，在工业中机械手得到了广泛的应用，PLC 机械手最大的特点就是操作简单、成本低，能够最大程度上满足诸多场合工业操作的需求，需要有效的应用该技术。