PLC基础下的气动机械手控制方法分析

　近年来，在科学技术快速发展的背景下，使得PLC 技术不断更新与完善，从而逐渐将其应用到了各个领域当中。工业行业对PLC 技术应用时，则设计出了很多利用PLC 控制的设备，如PLC 传动器、PLC 气动机械手等，这些设备的应用，为工业行业更好的运行提供了重要帮助。
其中对PLC 气动机械手进行应用之后，有效提升了物品运输的效率，从而推动了工业行业生产活动的进行。因此，对PLC 基础下的气动机械手控制方法进行分析具有重要意义。
1 气动机械手概述
当前阶段，市场经济与科学技术发展的同时，带动了气动技术的发展，使得该技术更加的完善，并被广泛的应用到各个行业当中，特别是自动化生产线上，应用的更加广泛，从而为社会进一步的发展奠定了良好基础。而在气动技术发展的过程中，逐渐将电气可编程控制技术融入进去，从而开发出基于PLC 技术的气动机械手，通过该技术的应用，不仅提高了气动机械手的灵活性与安全性，而且操作更加简单，适用性更强。但由于电气元件的功能较为简单，会对定位精准度带来一定影响，因而无法将其应用到高速运行的生产活动中[1]。
2 基于PLC 技术的气动机械手控制方法
2.1 系统结构
通过对气动机械手进行研究可以发现，其主要由以下几个部分构成：①联动气缸，通过对该气缸的控制，将会带动气体动夹爪的活动，进而发布下方与抓取等指令；②夹紧气缸，直接与联动气缸相连，当联动气缸发布夹紧指令后，夹紧气缸将会对气体动夹爪进行控制，从而使整个设备完成抓取操作；③上台下压气缸，即对发布上台或下压命令的装置，通过该装置的控制，使得气动机械手能够将物品运输到准确的位置上。该装置的运行时，通过对机械手位置的检测，采用单电控的方式完成的；④旋转气缸，其控制机械手旋转的气缸。此外，在该系统的硬件部分当中，包括了以下两个部分，一个是PLC 控制系统，另一个是过电气动驱动系统。
2.2 系统性能
从系统性能的角度来说，可以将其分为两个子系统。
一是手动子系统。在基于PLC 技术的气动机械运行的过程中，如果想要更好的进行控制，需要以工业设备控制为基础，利用手动的方式对设备进行控制，以使设备能够有序进行。通过手动的方式对气动机械手进行操作时，思路非常的清晰，只需要通过抓取、夹紧等按钮的控制，完成整个物品运输的操作。在这一过程当中，如果需要对部件间夹紧控制时，就需要利用PLC 技术编写出相应的程序，通过该程序内代码的录入与导出，并结合气动技术原理，提升夹紧控制的效果[2]。二是半自动/全自动子系统。从总体的角度来说，气动机械手运行的过程中，是通过单流程排列的改变对整个设备进行控制的，并采用活动状态的形式，将所有动作表现出来。确定这一机械手控制方法时，需根据机械手的活动顺序，并通过图表法的方式，绘制出相应的梯形图，从而确保基于PLC 的气动机械手能够自动操作。
2.3 PLC 技术设计
2.3.1 型号的选择
通过对与气动机械手控制方法有关的科学运算进行研究可以发现，其中没有对PLC 技术性能进行介绍，但根据气动机械手的实际需求，对PLC 的输入、输出点进行了规定，针对该规定，本文对基于PLC 技术的气动机械手控制系统进行设计时，选择了德国西门子公司生产的S7-200PLC 装置，该装置内部，共有14 个输入点，10 个输出点，120b 的存储字节，36k 的存储容量，128 个定时器。此外，该PLC 装置与其他PLC 装置相比，不仅性能较强，而且对数据处理的速度更快，同时结构更加的丰富，在这些优势的带动下，将会有效的对气动机械手进行控制。
2.3.2 硬件的选择
根据PLC 的运行状况，可以将其分为多个阶段，其中主要阶段有三个，一是录入采样，即自动的对运行情况进行采集，并录入到PLC 内；二是程序计算，即利用PLC 内设定的程序，对数据进行计算；三是导出刷新，计算出相应的结果后，将得出的结果导出，并将PLC 恢复到原来的状态下，通过这三个阶段的运行，使PLC 完成整个运行活动。其中，在录入采样时，是以PLC 装置的数据与运行状态为基础的，并通过映像区间进行存储，当程序运算时，不能对该区间带来影响，使得数据形式依然保持不变。但对于其他多个部分来说，数据形式则发生了较为显著的改变。通过扫描后，PLC 将自动启动导出刷新程序，利用电路驱动等硬件装置，将PLC 导出。
2.3.3 总线控制设计
在整个基于PLC 的气动机械手控制系统内，总线控制是其中重要的组成部分，通过总线将所有设备进行连接，使得数据能够快速的传输，从而达到控制机械手操作的目的[3]。对控制总线设计时，由于其需要连接很多设备，并且各设备之间信息传递时，是双向传递的，因而应根据PLC 硬件I/O 协议，合理的对PLC 上的各点进行应用。同时，对于线圈KM9 来说，应按照总线控制相关的标准，结合手动、自动化操控制等方面的内容，可以使整个系统通过手动的方式，从而在系统运行之前，能够将其调控到最佳的运行状态下，从而为机械手的运行奠定良好基础。
2.3.4 软件设计
对软件进行设计时，应根据机械手的结构及运行原理，制定出合理的顺序图，通过该顺序图作为基础，完成后续的设计工作。设计出来的书序图，不仅要具有较强的逻辑性，同时还能够清晰的反映出各项活动的流程，只有这样，才会精准的对设计工作进行指引。制定出顺序图后，则要对软件进行设计，锯条来说，主要由以下几个方面构成：以系统最右端为起点，一直到原点出，通过摇摆、伸缩、夹取、返回、回归等阶段，将顺序图当中的内容展示出来。在这一环节开展的过程中，会受到内外界多种因素的干扰，使其中出现很多不能控制的操作，如执行问题、电源中断等。因此，在设计时，需要通过手动的方式，对机械手进行调整。
3 基于PLC 的气动机械手控制系统的运行过程
基于PLC 的气动机械手控制系统运行时，需要注意以下几个方面：如果机械手位于原始状态下，应根据SQ1活动原理，将按钮置于开启条件，当机械手松开后，传送带展开运行活动时，机械手将会逐渐上升。当机械臂升高到最高位置后，SQ4 开关运行，终止机械手的上升，并控制其向左旋转；当机械手旋转180°后，SQ2 开关运行，使机械手向下运动；当机械手降至最底端时，对物品进行抓取。
4 总结
综上所述，在气动机械手当中，对PLC 技术进行应用，不仅可以有效提升机械手的控制能力，而且还会增强机械手的自动化情况，从而使其在实际的应用当中发挥出较大的作用。所以，在我国科学技术快速发展的背景下，应加强对基于PLC 的气动机械手控制系统的研究，不断完善与优化气动机械手控制系统的性能，使气动机械手在工业生产中体现出更高的价值。