PLC在物料搬運機(jī)械手控制中的應(yīng)用
1 引言
機(jī)械手可在空間抓放物體，動作靈活多樣，適用于可變換生產(chǎn)品種的中、小批量自動化生產(chǎn)，廣泛應(yīng)用于柔性自動線［1］。筆者開發(fā)的用于熱處理淬火加工的物料搬運機(jī)械手，采用plc控制，是一種按預(yù)先設(shè)定的程序進(jìn)行工件分揀、搬運和淬火加工的自動化裝置，可部分代替人工在高溫和危險的作業(yè)區(qū)進(jìn)行單調(diào)持久的作業(yè)，并可根據(jù)工件的變化以及淬火工藝的要求隨時更改相關(guān)控制參數(shù)。
2 物料搬運機(jī)械手結(jié)構(gòu)
如圖1所示，物料搬運機(jī)械手為三自由度氣壓式圓柱坐標(biāo)型機(jī)械手，主要由機(jī)座、腰部、水平手臂、垂直手臂、氣爪等部分組成。其中，腰部采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，手臂及氣爪采用氣缸等氣動元件。對應(yīng)的物料分揀裝置由4個普通氣缸構(gòu)成，用以將不同長度的工件經(jīng)分揀后送至各自的軌道中，并在軌道終端進(jìn)行淬火加工，加工完畢后再由機(jī)械手抓取、搬運和分類堆放。機(jī)械手抓取長、短工件的順序不是固定的，要視物料分揀裝置的分揀結(jié)果以及長、短工件哪一個先到達(dá)軌道終端來定。但機(jī)械手對工件的堆放順序卻是固定的，要按照一定的規(guī)律堆放（如圖1中，長、短工件各放一邊，以4個為一組進(jìn)行堆放），并且堆放工件的位置精度也是有要求的。
3 機(jī)械手控制系統(tǒng)組成
由于取工件和堆放工件都有定位精度要求，所以在機(jī)械手控制中，除了要對垂直手臂滑塊氣缸、氣爪等普通氣缸進(jìn)行控制外，還要涉及到對水平手臂氣缸以及機(jī)械手腰部回轉(zhuǎn)的伺服控制。其中，機(jī)械手水平手臂氣缸的伺服控制采用氣動比例伺服控制系統(tǒng);機(jī)械手的回轉(zhuǎn)控制則采用三相混和式步進(jìn)電機(jī)及其控制系統(tǒng)?？紤]到機(jī)械手工作的穩(wěn)定性、可靠性以及各種控制元器件連接的靈活性和方便性，對這種混合驅(qū)動機(jī)械手采用plc作為核心控制器，上述各控制對象都必須在plc的統(tǒng)一控制下協(xié)同工作（如圖2所示），plc采用日本三菱公司的fx2n-32mr型plc（16點輸入、16點輸出）。
步進(jìn)電機(jī)選用深圳白山機(jī)電公司的bs110hb3l142-04型三相混合式步進(jìn)電機(jī)，最大扭矩：12nm;保持轉(zhuǎn)矩：13.5nm;額定電流4.2a。步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器性能的優(yōu)劣，直接關(guān)系到步進(jìn)電機(jī)的正常運行，必須合理選配。為此，我們?nèi)赃x擇白山公司與bs110三相混合式步進(jìn)電機(jī)配套的q3hb220m等角度恒力矩細(xì)分型驅(qū)動器，定位精度可達(dá)30000步/轉(zhuǎn)。為了確保步進(jìn)電機(jī)控制的穩(wěn)定性、可靠性以及便于日后維護(hù)，我們選擇與fx2n系列plc配套的脈沖發(fā)生單元fx2n-1pg作為步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器的控制單元［2］。plc通過擴(kuò)展電纜、控制信號以及from/to指令對1pg進(jìn)行控制，向1pg發(fā)出定位命令，然后由1pg通過向步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器輸出指定數(shù)量的脈沖（最大100kpps）來具體執(zhí)行這個定位命令，從而最終實現(xiàn)plc對步進(jìn)電機(jī)的伺服定位控制，既提高了控制的靈活性和可靠性，又便于控制程序的編寫。
：鞏經(jīng)理
：13915946763
：南京塞姆泵業(yè)有限公司
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