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基于PLC和触摸屏的气动机械手控制系统的设计

作者：郭子健

来源：《无线互联科技》2014年第08期

摘 要：随着现代化科技技术的发展，在工业生产当中，越来越多的现代化技术被不断的应用。气动机械手就是现代的工业生产技术当中的重要组成部分，其是由机械、气动、PLC和触摸屏等相应的现代科技原件组成。机械设定和程序制定的过程中有着严格的逻辑顺序，并且在实际运行和使用过程中有着较高的稳定性。本文针对基于PLC和触摸屏的气动机械手控制系统进行设计和研究。

关键词：PLC和触摸屏；气动机械手；控制系统；设计

随着现代化生产程度的提升，机械设备在工业生产当中已经占据大部分的生产工作内容，在减少了人员开支的同时也极大的提升了生产工作的效率，促进我国工业的发展。随着近年来的科技水平的提升，气动化设备的发展得到了迅速的发展，使得工业系统自动化的水平进一步提升。下面我们对PLC和触摸屏下的气动机械手控制系统进行设计。 1 机械手控制功能需求分析

机械手在实际的工业生产当中的应用，有效的提升了工作的效率。同时机械手在实际的工业生产当中的应用主要功能是将生产线上的零部件进行组装，并能够根据零件是否合格进行辨别，完成一个流水线上的工作。在完成一个作业任务的过程中，机械手的操作流程是：伸出机械手臂—夹紧零部件—上升—顺时针合格/逆时针不合格—下降—放松—缩回手臂。这是机械手在完成一整套工作任务的流程[1]。

机械手能够完成上述的任务，必须要有相应的设备系统进行控制。其中组成部分包括两只气缸和一只三位摆台，其中还需要一只电动手抓。其中两个气缸控制上升与下降还有伸出和缩回。三位摆台是控制机械手臂的左右摆动要求，其中的气动手爪是抓取零件的重要部分[2]。 机械手是现代工业当中重要的组成部分，其中的安全性和性能性是保障机械手能够正常运行的关键，同时离不开控制系统地控制，在实际的控制当中应该具备以下控制功能。第一，单一步骤运行，在操作中完成一步动作。第二，连续步骤动作，在机械手运行中完成连续的步骤，完成一步搬运工作。第三，设置权限，对于操作人员进行限制，减少使用过程中出现失误。第四，自动预警，在发生故障的过程中自动预警，使得能够及时进行处理，避免影响正常的生产。 2 系统设计

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2.1 控制方案设计

在整个方案的集体实施当中，应该具有一定的控制方案进行控制。在整个控制系统当中应该采取主站加从站相互配合的方式进行相应的系统控制，主站进行统一的控制，从站进行各个单元的控制工作。并且每一个从站在控制的过程中都配备触摸屏。

机械手单元的控制系统应该采用PLC加触摸屏的模式进行控制，触摸屏主要是对于机械手进行操作，形成人机交互的形势，整个系统当中的压力变速器和按钮，以及报警器和电磁开关等零部件组成，只有基于PLC和触摸屏进行控制才能够使得整个气动机械手正常的完成工业生产，提升整个系统的稳定性能[3]。 2.2 PLC程序设计

在程序的设定过程中应该注意机械手对每一个零部件的确认，并将信号进行传输，将零件辨别后进行传送，确定零件的传送方向。在实际的从站操作当中，之间不能够进行通讯工作。因此，这样在实际的信号传递过程中，主站与检测单元进行通讯传输，获得检测结果信号。 程序的开发过程具有一定的步骤，在实际开发程序过程中应该首先确定I/O地址的分配工作，在地址分配的过程中包括开关量的地址分配和模拟量地址的分配。并且在触摸屏当中的软件元素也要设置。其中进行程序的设定也是其中至关重要的一个系统设计的环节。在机械手进行运动的过程中具有一定的逻辑顺序，对于各个控制环节都有一定的单元进行完成控制工作。在程序的编程过程中应该重视信号的干扰，避免产生一定的误差，导致系统运行过程中出现偏差。在进行程序的控制时要在系统的内部进行程序块的编辑工作，运用函数程序进行控制机械手臂的运行[4]。 2.3 监控系统设计

在设备的运行中，监控系统的应用能够有效的减少系统故障的发生。在进行设置过程中应该在机械手的各个环节进行传感器的设置，确保在运行当中出现故障得到及时的预警。在进行机械手的操作过程中，人为控制在其中也有重要的作用。因此，在进行监控系统设置的过程中应该重视设备运行的安全性。只有这样，才能够控制机械水平的正常运行，保证操作安全性[5]。

综上所述，在现代的工业水平当中，我国的气动机械手在工业当中的应用已经逐渐的成熟。在PLC和触摸屏基础之下要完善和发展气动机械手，使其在工业生产中能够具备一定的效率，使其操作更加简单便捷，促进我国工业的可持续发展。 [参考文献]

[1]江华生，欧阳玉霞，曾延波.基于PLC和触摸屏的步进电机控制系统的设计[J].机械与电子，2010，10（10）：175-178.

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[2]张永寿，刘乃智.基于PLC和触摸屏的数字闭环流量控制水处理系统的设计及应用[J].中国医学装备，2009，12（11）：12-14.

[3]程永强.基于PLC和触摸屏的砌块成型机控制系统的设计[J].黎明职业大学学报，2010，10（03）：137-139.

[4]李本红，陈小军.基于PLC和触摸屏的食品包装自动化生产线控制系统设计[J].机电工程技术，2014，2（01）：109-113.

[5]廖坚.基于PLC技术的气动机械手控制系统分析[J].科技创新导报，2013，10（30）：75-79.