PLC控制的混合型氣動(dòng)機(jī)械手技術(shù)及發(fā)展措施

譚斯瑩

（?？谑懈呒?jí)技工學(xué)校，海南 ?？?570102）

1 PLC技術(shù)與混合型氣動(dòng)機(jī)械手

（1）PLC技術(shù)。PLC是Programmable Logic Controller的簡(jiǎn)稱，即可編程邏輯控制器，就是采用一類可編程的存儲(chǔ)器用于內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過(guò)數(shù)字或模擬式輸入或輸出來(lái)控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程的技術(shù)。

（2）混合型氣動(dòng)機(jī)械手?；旌闲蜌鈩?dòng)機(jī)械手即采用混合驅(qū)動(dòng)技術(shù)制成的可以模仿人手和臂膀的某些動(dòng)作來(lái)完成搬運(yùn)物件、固定程序抓取、操作工具的自動(dòng)操作技術(shù)。目前隨著我國(guó)現(xiàn)代氣動(dòng)技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)以及氣動(dòng)伺服控制技術(shù)的日益成熟，氣動(dòng)機(jī)械手行業(yè)也迅速發(fā)展起來(lái)。尤其是PLC控制的混合型氣動(dòng)機(jī)械手的研發(fā)與應(yīng)用，成為當(dāng)代社會(huì)電氣一體化的典型標(biāo)志。

（3）PLC控制的混合型氣動(dòng)機(jī)械手推廣。PLC控制的混合型氣動(dòng)機(jī)械手技術(shù)在我國(guó)已經(jīng)得到了廣泛的推廣與應(yīng)用，有力的提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率提高，同時(shí)也加快了工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)代化的步伐。但是不能否認(rèn)，與西方發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)的計(jì)算機(jī)控制技術(shù)和氣動(dòng)技術(shù)還比較落后，因此在PLC控制的混合型氣動(dòng)機(jī)械手的實(shí)現(xiàn)過(guò)程中還有待進(jìn)一步完善。

2 PLC控制的混合型氣動(dòng)機(jī)械手結(jié)構(gòu)與控制

（1）PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。PLC控制系統(tǒng)采用了逐步通電、同步斷電的控制設(shè)計(jì)方法，對(duì)受控對(duì)象的動(dòng)作控制嚴(yán)謹(jǐn)，一旦任務(wù)信號(hào)輸出，機(jī)械手就會(huì)進(jìn)行任務(wù)，并且如果一項(xiàng)任務(wù)未完成，那么下一項(xiàng)任務(wù)也不可能執(zhí)行，這有利于保障機(jī)械手動(dòng)作順序流暢。

（2）氣動(dòng)機(jī)械手系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。PLC控制的混合型氣動(dòng)機(jī)械手技中氣動(dòng)機(jī)械手是由機(jī)械系統(tǒng)、氣動(dòng)及控制系統(tǒng)、位置檢測(cè)系統(tǒng)三部分構(gòu)成。而且機(jī)械手由三個(gè)自由度的極坐標(biāo)型機(jī)械手組成，其占地面積較小，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)精巧，便于同其他機(jī)械工具協(xié)調(diào)工作。目前我國(guó)的機(jī)械手的手臂運(yùn)動(dòng)主要是兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)和一個(gè)直線組成，通過(guò)氣動(dòng)方式驅(qū)動(dòng)機(jī)械手臂可以實(shí)現(xiàn)伸縮、仰俯以及廻轉(zhuǎn)自由度運(yùn)動(dòng)，從而完成機(jī)械操作流程。

（3）氣動(dòng)機(jī)械手運(yùn)動(dòng)程序。①氣動(dòng)機(jī)械手在進(jìn)行自動(dòng)搬運(yùn)工作之前必須將手臂回歸到原點(diǎn)的位置，目前我國(guó)PLC控制的混合型氣動(dòng)機(jī)械手的控制系統(tǒng)中有自動(dòng)運(yùn)行模式、半自動(dòng)運(yùn)行模式或手動(dòng)運(yùn)行模式、原點(diǎn)回歸模式。機(jī)械手工作的順序?yàn)椋焊┫隆⒄D(zhuǎn)、開(kāi)爪、伸出、合爪、縮回原位、反轉(zhuǎn)回原位、仰起回歸原點(diǎn)、終止。②PLC選型分配問(wèn)題。目前我國(guó)為了進(jìn)一步保證機(jī)械手可以穩(wěn)定的工作，在控制系統(tǒng)中選用了16點(diǎn)輸出與24點(diǎn)輸入的PLC為控制單元，將I/O端口與控制操作盒以及啟動(dòng)機(jī)械手相連接，保證了控制系統(tǒng)與機(jī)械手之間的緊密聯(lián)系。

3 PLC控制的混合型氣動(dòng)機(jī)械手發(fā)展措施

（1）引進(jìn)消化機(jī)械手的核心技術(shù)。PLC控制的混合型氣動(dòng)機(jī)械手生產(chǎn)技術(shù)需要尖端的計(jì)算機(jī)控制技術(shù)和氣動(dòng)技術(shù)，但我國(guó)無(wú)此核心技術(shù)支持，嚴(yán)重的影響了PLC控制的混合型氣動(dòng)機(jī)械手技術(shù)的推廣與應(yīng)用。為此，我國(guó)應(yīng)積極借鑒國(guó)外先進(jìn)的PLC控制的混合型氣動(dòng)機(jī)械手理論技術(shù)，通過(guò)項(xiàng)目引進(jìn)、技術(shù)合作、技術(shù)交流、項(xiàng)目研究等措施，汲取先進(jìn)技術(shù)與設(shè)計(jì)理意，在學(xué)習(xí)和實(shí)踐中創(chuàng)新發(fā)展，從而形成我國(guó)特有的PLC控制的混合型氣動(dòng)機(jī)械手技術(shù)。

（2）加快專業(yè)技術(shù)人才培養(yǎng)。目前，我國(guó)PLC控制的混合型氣動(dòng)機(jī)械手技術(shù)研發(fā)領(lǐng)域人才匱乏，主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：首先國(guó)內(nèi)PLC控制的混合型氣動(dòng)機(jī)械手技術(shù)研發(fā)人才不足，很多科研項(xiàng)目都需要從國(guó)外引進(jìn)人才；其次專業(yè)PLC控制的混合型氣動(dòng)機(jī)械手的操作人員技能不強(qiáng)，對(duì)于生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)解決，使得機(jī)械手的正常運(yùn)行得不到有力的保障。因此，必須加快專業(yè)技術(shù)人才培養(yǎng)。一要培養(yǎng)自己高端的技術(shù)人才，通過(guò)出國(guó)研修、專家培訓(xùn)、技術(shù)培訓(xùn)等提高專業(yè)人才的綜合素質(zhì)。二要培養(yǎng)專業(yè)的機(jī)械手操作人員，從而保障機(jī)械手的正常運(yùn)行和提高作業(yè)效率。三要在工科高等校院普遍設(shè)立電氣專業(yè)，為我國(guó)PLC控制技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展儲(chǔ)備人力資源。

（3）加大技術(shù)研發(fā)投資力度。資料顯示，目前我國(guó)PLC控制的混合型氣動(dòng)機(jī)械手技術(shù)的研發(fā)資金投入較低，嚴(yán)重影響了PLC控制的混合型氣動(dòng)機(jī)械手技術(shù)的完善與創(chuàng)新，不利于我國(guó)電氣一體化進(jìn)程的推動(dòng)。為此建議，政府應(yīng)加大技術(shù)研發(fā)投資力度和技術(shù)創(chuàng)新獎(jiǎng)勵(lì)力度，如設(shè)立PLC控制的混合型氣動(dòng)機(jī)械手技術(shù)研究基金等，為機(jī)械手技術(shù)研發(fā)提供資金保障，從而促進(jìn)該領(lǐng)域技術(shù)成熟與發(fā)展。