機(jī)械手式自動(dòng)打結(jié)機(jī)

德州學(xué)院 盛飛 王志坤

采用單臺(tái)機(jī)獨(dú)立控制的方式，并配有人機(jī)界面，方便控制單元的控制和工作狀態(tài)的實(shí)時(shí)顯示。

背景

塑料袋是生活中必不可缺少的生活用品，我們買(mǎi)菜、買(mǎi)水果、盛東西等等都需要塑料袋，塑料袋現(xiàn)在需求量很大，但是制作的方法依舊老套，需求大量的人工，大量的時(shí)間去制造，從而降低了生產(chǎn)效率，提高了塑料袋的成本。這個(gè)機(jī)械手自動(dòng)打結(jié)機(jī)就大大減短了塑料袋的包扎時(shí)間，減少了人工成本，提高了生產(chǎn)效率。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

采用單臺(tái)機(jī)獨(dú)立控制的方式，并配有人機(jī)界面，方便控制單元的控制和工作狀態(tài)的實(shí)時(shí)顯示。

2 選擇機(jī)型

因有輸入口19個(gè)，輸出口16個(gè)，選用西門(mén)子S7—300PLC機(jī)型、西門(mén)子S7—300PLC機(jī)型，（1）模塊化中型PLC，滿足中、小規(guī)模的控制要求；（2）各種性能的模塊能更好地滿足和適應(yīng)自動(dòng)化控制任務(wù)；（3）簡(jiǎn)單實(shí)用的分布式結(jié)構(gòu)和通用的網(wǎng)絡(luò)能力，使其應(yīng)用靈活；（4）維護(hù)簡(jiǎn)單；（5）當(dāng)控制任務(wù)增加時(shí)，可自由擴(kuò)展；（6）大量的集成功能使它非常強(qiáng)勁。

西門(mén)子S7—300PLC機(jī)型也可以用于惡劣的環(huán)境條件下，允許短時(shí)冷凝以及短時(shí)機(jī)械負(fù)載的增加。

機(jī)械手簡(jiǎn)圖

3 工作流程

開(kāi)始→機(jī)械手復(fù)位，準(zhǔn)備工作→機(jī)械手（1）下降→機(jī)械手（1）張開(kāi)爪鉗→機(jī)械手（1）夾住繩子→繩子穿過(guò)工件→機(jī)械手（2）開(kāi)始工作→機(jī)械手（2）下降→到達(dá)指定位置，機(jī)械手（2）手臂前伸→機(jī)械手（2）到達(dá)位置→機(jī)械手（2）打開(kāi)爪鉗→夾住穿過(guò)工件的繩→機(jī)械手（1）打開(kāi)爪鉗→機(jī)械手（2）后移到前伸位→機(jī)械手(1)(2)保持現(xiàn)狀，機(jī)械手（3）開(kāi)始工作→機(jī)械手（3）前伸以定點(diǎn)為→機(jī)械手（3）下降→到達(dá)指定點(diǎn)位后，機(jī)械手（3）打開(kāi)爪鉗→夾住機(jī)械手（2）中的繩子→機(jī)械手（2）打開(kāi)爪鉗→機(jī)械手（2）（3）回到原位→機(jī)械手（3）向左旋轉(zhuǎn)90度→機(jī)械手（2）下降同時(shí)機(jī)械手（1）（3）保持原狀→機(jī)械手（2）左移 45度→機(jī)械手（3）下降一定點(diǎn)位→機(jī)械手（2）打開(kāi)爪鉗→夾住機(jī)械手（3）中的繩→機(jī)械手（3）打開(kāi)爪鉗→機(jī)械手（2）右移 45度→機(jī)械手（1）（2）同時(shí)向后移動(dòng)一定點(diǎn)位→繩子扯緊，切刀感應(yīng)→切刀切斷繩子→機(jī)械手（1）（2）同時(shí)打開(kāi)爪鉗→打結(jié)完成→所有機(jī)械手復(fù)位等待下一個(gè)循環(huán)

4 工作方式

1.當(dāng)塑料袋到達(dá)機(jī)械手工作位置時(shí)，機(jī)械手（1）開(kāi)始工作，機(jī)械手（1）開(kāi)始將繩引出穿過(guò)塑料袋并漏出。

2.當(dāng)機(jī)械手（1）將繩引出后，機(jī)械手（2）開(kāi)始工作，機(jī)械手（2）將漏出線頭夾住，機(jī)械手（1）松開(kāi)繩，機(jī)械手（2）夾住繩往后移動(dòng)一段距離（這個(gè)移動(dòng)距離用PLC進(jìn)行控制）。

3.當(dāng)機(jī)械手（2）到達(dá)指定位置后，機(jī)械手（3）開(kāi)始工作，接過(guò)機(jī)械手（2）手中繩頭，并回到機(jī)械手（3）的起始位置，機(jī)械手（3)然后向左轉(zhuǎn)動(dòng)一段距離并且穿過(guò)機(jī)械手（1）的手臂。

4.機(jī)械手（2）這時(shí)要從機(jī)械手（1）與機(jī)械手（3）牽引的繩中穿過(guò)，機(jī)械手（2）夾緊機(jī)械手（3）的繩，同時(shí)機(jī)械手（3）松開(kāi)，結(jié)束工作，回到原位。

5.機(jī)械手（1）與機(jī)械手（2）同時(shí)拉緊，當(dāng)繩子被拉緊一定時(shí)，機(jī)械手（1）的切刀會(huì)切斷繩子，完成打結(jié)。

6.當(dāng)打結(jié)完成時(shí)機(jī)械手（1）與機(jī)械手（2）同時(shí)放手讓其完成產(chǎn)品順斜坡下去等待工人們整理裝包。機(jī)械手恢復(fù)原位，等待下一個(gè)工作循環(huán)。

5 結(jié)束語(yǔ)

該產(chǎn)品采用PLC控制,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能可靠，價(jià)格便宜，操作方便，最重要的是加快了生產(chǎn)力，減少人工，大大降低了產(chǎn)品的成本。

[1]黎小標(biāo).基于PRO FIBU S的制堿過(guò)程數(shù)據(jù)采集及監(jiān)控系統(tǒng)[D].華南理工大學(xué),學(xué)位論文.2004.

[2]董瑞情,朱慧敏.基于PLC的啤酒裝箱自動(dòng)生產(chǎn)線設(shè)計(jì)[J].科技廣場(chǎng).2013（3）.

[3]丁國(guó)華.物流搬運(yùn)站控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)研究[J].中小企業(yè)管理與科技.2009（34）.

[4]文繼華,劉建斌,朱月紅,梁萍.PLC在自動(dòng)給料系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]科學(xué)技術(shù)與工程.2007（6）.

[5]吳淼.六工位機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及控制系統(tǒng)分析[J]，新技術(shù)新工藝.2010（10）.