數(shù)控車床氣壓機(jī)械手臂的PLC控制系統(tǒng)

高賽

摘 要： 在數(shù)控車床的使用過(guò)程中，氣壓機(jī)械手臂發(fā)揮著十分重要的作用，其需要通過(guò)PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行控制，完成數(shù)控車床在運(yùn)行過(guò)程中需要完成的動(dòng)作。為了保證數(shù)控車床氣壓機(jī)械手臂的正常運(yùn)行，我們必須掌握PLC控制系統(tǒng)的工作原理與系統(tǒng)構(gòu)成，提高PLC控制系統(tǒng)的控制水平。本文將對(duì)數(shù)控車床氣壓機(jī)械手臂的PLC控制系統(tǒng)的工作原理與系統(tǒng)構(gòu)成進(jìn)行分析，探討PLC控制系統(tǒng)在數(shù)控車床氣壓機(jī)械手臂中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞： 數(shù)控車床;氣壓機(jī)械手臂;PLC控制系統(tǒng)

1引言

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化水平不斷提高，有效的提高了工業(yè)生產(chǎn)效率，節(jié)能的大量的人力資源。在以往的數(shù)控車床加工中，上下料工序需要有人工操作或繼電器控制裝置完成，采用人工操作會(huì)對(duì)生產(chǎn)效率造成一定的影響，而采用繼電器控制裝置的結(jié)構(gòu)過(guò)于復(fù)雜，容易受到外界因素的感染，可靠性較差。為了解決這一問(wèn)題，可以使用PLC控制系統(tǒng)控制氣壓機(jī)械手臂完成上下料工序，在保證生產(chǎn)效率的同時(shí)提高運(yùn)行穩(wěn)定性。

2數(shù)控車床氣壓機(jī)械手臂的PLC控制系統(tǒng)的作用

數(shù)控車床氣壓機(jī)械手臂的PLC控制系統(tǒng)能夠?qū)鈮簷C(jī)械手臂進(jìn)行準(zhǔn)確的控制，有效的提高數(shù)控車床生產(chǎn)效率。與以往的氣壓機(jī)械手臂不同，通過(guò)PLC控制系統(tǒng)控制的氣壓機(jī)械手臂可以對(duì)數(shù)控車床的各種數(shù)控裝置進(jìn)行合理的控制，根據(jù)這些數(shù)控裝置在運(yùn)行中出現(xiàn)的問(wèn)題選擇合理的驅(qū)動(dòng)方式，保證數(shù)控裝置的安全性。為了充分發(fā)揮數(shù)控車床氣壓機(jī)械手臂的PLC控制系統(tǒng)的作用，必須掌握PLC控制系統(tǒng)的工作原理與系統(tǒng)構(gòu)成，提高數(shù)控車床氣壓機(jī)械手臂的PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用水平。

3數(shù)控車床氣壓機(jī)械手臂的PLC控制系統(tǒng)概述

3.1系統(tǒng)工作原理

數(shù)控車床中的氣壓機(jī)械手臂可以根據(jù)料件的規(guī)格對(duì)通道的尺寸進(jìn)行調(diào)整，其具有結(jié)構(gòu)緊湊，動(dòng)作平穩(wěn)、準(zhǔn)確的特點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)極調(diào)速。氣壓機(jī)械手臂可以抓取質(zhì)量為1kg的工件，能夠在橫向1m，縱向0.9m的范圍內(nèi)自由活動(dòng)，距離范圍也可以調(diào)節(jié)。在PLC控制系統(tǒng)開(kāi)啟后，需要先完成自檢，自檢通過(guò)后，氣壓機(jī)械手臂處于待料位置，泵站電機(jī)為載荷狀態(tài)。在收到開(kāi)始加工的信號(hào)后，氣壓機(jī)械手臂開(kāi)始工作，其工作流程如下：1.原始位置，2.機(jī)械臂伸出，3.開(kāi)關(guān)發(fā)出料到位信號(hào)，4.真空吸盤(pán)松開(kāi)，5.尾架合攏，6.托爪退出，7.送料架升起，8.托爪復(fù)位，9.加工結(jié)束，10.機(jī)械手進(jìn)入取工件，11.機(jī)械手真空吸盤(pán)吸住工件，12.尾架剎車退出，13.機(jī)械手將工件拔出，14.機(jī)械手將工件取出，15.機(jī)械手把工件搬運(yùn)到下一工位，16.機(jī)械手真空吸盤(pán)松開(kāi)工件，17.機(jī)械手復(fù)位。

3.2系統(tǒng)構(gòu)成

數(shù)控車床氣壓機(jī)械手臂的PLC控制系統(tǒng)由控制系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)以及執(zhí)行系統(tǒng)構(gòu)成。其中控制系統(tǒng)主要由位置檢測(cè)裝置、可編程控制器、主控柜以及主控面板構(gòu)成，其作用是對(duì)氣壓機(jī)械手臂進(jìn)行控制，并且可以準(zhǔn)確的發(fā)現(xiàn)故障所在位置，提高各項(xiàng)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的作用是驅(qū)動(dòng)氣壓機(jī)械手臂做出動(dòng)作，采用全氣壓驅(qū)動(dòng)的方式實(shí)現(xiàn)氣壓機(jī)械手臂上下料的自動(dòng)運(yùn)行以及手動(dòng)調(diào)節(jié)，保證所有動(dòng)作能夠快速、穩(wěn)定的完成，尤其是可以滿足氣壓機(jī)械手臂動(dòng)作位置精度、需承受大負(fù)載強(qiáng)度及運(yùn)動(dòng)性能等要求，在提升數(shù)控車床運(yùn)行效率的同時(shí)降低設(shè)備負(fù)載強(qiáng)度。而執(zhí)行系統(tǒng)則由升降機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、手臂伸縮機(jī)構(gòu)、吸盤(pán)夾持機(jī)構(gòu)以及定位機(jī)構(gòu)等部分構(gòu)成。執(zhí)行系統(tǒng)具有較強(qiáng)的整體性，與傳統(tǒng)機(jī)械手臂不同，氣壓機(jī)械手臂采用兩個(gè)夾持結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，上料與下料分別由一個(gè)夾持結(jié)構(gòu)負(fù)責(zé)完成，在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，一個(gè)夾持結(jié)構(gòu)完成卸料動(dòng)作后，另一夾持機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)將工件搬運(yùn)到下以工位處，在上下料之間往返各一次，而傳統(tǒng)的機(jī)械手臂則需要往返兩次，這樣能夠有效的節(jié)約時(shí)間，有利于生產(chǎn)效率的提升，并且提高數(shù)控車床運(yùn)行的安全性。

4數(shù)控車床氣壓機(jī)械手臂的PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用

4.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

在數(shù)控車床氣壓機(jī)械手臂的PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用過(guò)程中，為了有效的提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)數(shù)控車床的實(shí)際情況對(duì)PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，有效的降低系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生故障的概率。在具體的收集工作中，設(shè)計(jì)人員必須確定PLC控制系統(tǒng)的構(gòu)成，通過(guò)科學(xué)的設(shè)計(jì)方案保證系統(tǒng)運(yùn)行的安全性，降低硬件配置對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行效果的影響。PLC控制系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度較高，在設(shè)計(jì)過(guò)程中需要結(jié)合系統(tǒng)運(yùn)行特點(diǎn)制定設(shè)計(jì)方案，并做好相關(guān)的調(diào)試工作，不斷對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行完善，確保設(shè)計(jì)方案能夠符合系統(tǒng)實(shí)際狀態(tài)。

4.2做好系統(tǒng)調(diào)試工作

在對(duì)數(shù)控車床氣壓機(jī)械手臂的PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試的過(guò)程中，調(diào)試人員需要輸入特定調(diào)試程序，由于不同的數(shù)控車床氣壓機(jī)械手臂的型號(hào)有所不同，在輸入調(diào)試程序時(shí)，必須根據(jù)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)確定，應(yīng)用本地輸入的方式，并按照外部編程器的特點(diǎn)對(duì)輸入程序進(jìn)行調(diào)整。為了確保PLC控制系統(tǒng)的調(diào)試效果滿足相關(guān)要求，調(diào)試人員還需要對(duì)各項(xiàng)電器線路進(jìn)行檢查，如果電氣線路中出現(xiàn)安裝不合理的現(xiàn)象，就會(huì)對(duì)調(diào)試速度產(chǎn)生一定的影響，造成元器件的運(yùn)行效率有所降低，所以，在開(kāi)始PLC控制系統(tǒng)調(diào)試前，需要加大力度對(duì)各個(gè)線路進(jìn)行檢查，確保電源的供電正常。與此同時(shí)，還需要進(jìn)行模擬調(diào)試，PLC控制系統(tǒng)在數(shù)控車床系統(tǒng)與機(jī)床系統(tǒng)之間發(fā)揮著重要的過(guò)度作用，如果出現(xiàn)指令集錯(cuò)誤的現(xiàn)象，就會(huì)造成設(shè)備損壞，甚至造成數(shù)控車床的運(yùn)行效率降低。為了有效的提高PLC控制系統(tǒng)調(diào)試結(jié)果的精確程度，還需要采取適當(dāng)?shù)陌踩Ｗo(hù)措施，驗(yàn)證各項(xiàng)命令，在確保數(shù)控車床主軸運(yùn)行安全性的同時(shí)，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)按下按鈕，對(duì)PLC控制系統(tǒng)保護(hù)功能的有效性進(jìn)行檢查。在PLC控制系統(tǒng)的運(yùn)行中，可以匯總各個(gè)單元的信號(hào)，采取必要的保護(hù)措施，確保數(shù)控車床氣壓機(jī)械手臂運(yùn)行的安全性。

4.3使用合適的可編制控制器

數(shù)控車床氣壓機(jī)械手臂的結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度較高，為了保證其能夠正常運(yùn)行，必須使用合適的可編程控制器，提高系統(tǒng)中各類控制信號(hào)的合理性。PLC控制系統(tǒng)中有自帶的編程器，其具有離線編程的功能，不但可以離線編程，還可以根據(jù)操作要求實(shí)現(xiàn)內(nèi)部控制程序的自動(dòng)調(diào)整，有效的提高數(shù)控車床氣壓機(jī)械手臂運(yùn)行的安全性，實(shí)現(xiàn)柔性設(shè)計(jì)目標(biāo)。數(shù)控車床氣壓機(jī)械手臂的PLC控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)手動(dòng)與連續(xù)動(dòng)作，其中手動(dòng)操作需要通過(guò)按鈕對(duì)機(jī)械手臂進(jìn)行控制，連續(xù)動(dòng)作則是機(jī)械手臂根據(jù)信號(hào)指示自主操作，在信號(hào)停止時(shí)，操作也將隨之停止。

5結(jié)束語(yǔ)

總而言之，在數(shù)控車床氣壓機(jī)械手臂的PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用過(guò)程中，需要根據(jù)相應(yīng)的原則對(duì)PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行合理的調(diào)試，使用適合的可編程控制器，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)控車床氣壓機(jī)械手臂的連續(xù)操作，有效的提高PLC控制系統(tǒng)運(yùn)行效率，對(duì)于PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)人員而言，必須掌握PLC控制系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，確保數(shù)控車床氣壓機(jī)械手臂的運(yùn)行安全性。

參考文獻(xiàn)

[1]應(yīng)帥.基于PLC的機(jī)械手臂控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的研究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào).2017（36）.

[2]楊政.基于PLC的工業(yè)機(jī)械手臂控制設(shè)計(jì)與觸摸屏監(jiān)控[J].科技與創(chuàng)新.2017（02）.

[3]李省委.數(shù)控車床電動(dòng)刀架及其PLC控制設(shè)計(jì)[J].機(jī)電技術(shù).2014（02）.

[4]王貞玉.PLC和觸摸屏在機(jī)械手臂控制系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[J].山東工業(yè)技術(shù).2017（22）.