機器人自動鎖螺絲機的機械手與PLC

2020-10-03 堅豐股份

隨著電力電子技術、主動控制技術和信息交換技術的發展，螺絲輸送機和四軸機械手越來越普遍。這是近年來發展起來的高科技自動化生產設備。四軸機械手是工業機器人的一個重要分支。它的特點是通過編程來完成各種有計劃的任務，在結構和功能上具有人和機器的優點，特別體現了人的智能性和適應性。越來越多的人認識到四軸可編程智慧機器人的積極作用。它可以大大降低工人的勞動強度，加快工業生產過程的機械化和自動化。因此，受到先進單位的重視，加大大量的人力物力進行研發。在國民經濟的各個領域，機器人的操作精度和在各種環境下完成工作的能力都有很好的前景。堅豐研發的機械手機器人鎖螺絲機應用到自動化工廠，堅豐自動化機械手機器人鎖螺絲機為各大企業節省了人力，提高了工作效率，提升了企業形象，自動化機械手機器人鎖螺絲機越來越受到企業的歡迎。



一、國內外機械手控制的研究與發展

機械手已經經歷了三代。第一個機械手屬於程序控制的機械手。選擇一個點控制系統，並沒有感測外部環境信息。第二代機械手具有感覺器官，仍受程序控制，但可以根據外部環境信息對控制程序進行校準。第三代機械手是在第一代和第二代機器人的基礎上發展起來的。它是一種智能機械手，能夠感知外部環境和工作對象，具有準確處理複雜信息的能力，使自身行為具有自我決策能力。

國外機械手在機械製造業得到了廣泛的應用，發展迅速。目前主要用於工具機和壓力機的裝卸、點焊、噴塗等作業。您可以按照預先指定的步驟完成常規操作。國外機械手的發展方向是大力研究具有一定智能化程度的機械手，使其具有一定的感知能力，能夠反饋外界條件的變化，使程序發生變化。當出現微小的位置誤差時，它能立即糾正和自我檢測。研究的重點是視覺和觸覺功能。現在我們已經取得了一些成果。隨著生物機械和信息技術的微型化和應用範圍的擴大，機械手必須向微型化和電子化方向發展。

目前，國產機械手主要用於工具機加工、鑄鍛件和熱處理。從數量、品種和功能上看，都不能滿足工業生產的需要。因此，在我國，應用的規模正在逐步擴大，而鑄造和熱處理機械手則要減輕勞動強度，改善勞動條件。在一起使用特殊機械手時，開發通用機械手，如有可能，開發教學機械手、計算機控制機械手和模塊化機械手。一起提高速度，減少衝擊，正確定位，才能更好地發揮機械手的作用。考慮到與計算機的連接，它逐漸成為整個機械製造系統中的一個小的基本單元。

二、可編程控制器

1、可編程控制器簡稱PLC。它是在電氣控制技能和計算機技能的基礎上發展起來的，逐步發展出以微處理器為核心，集主動技能、計算機技能和通信技能於一體的新型工業控制器。可編程序控制器（PLC）是一種專為工業環境設計的數字操作電子系統。它使用可編程存儲器來存儲邏輯操作、順序控制、準時、計數和算術操作的指令。並通過數字和模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機器或操作過程。PLC及其相關設備應按照構成整個工業控制系統並擴展其功能的原則進行規劃。



PLC的結構包括物理結構、硬體結構和軟體結構。在PLC的使用中，不同的元件有著非常重要的作用，不可替代。

2. PLC的物理結構

PLC產品的類型比較複雜。PLC分類通常基於結構、功能和I/O點的不同。根據其結構的不同，PLC可分為整體式、模塊式和疊裝式。

（1） 所有PLC：電源模塊、CPU模塊、I/O接口等部件均安裝在在櫥櫃裡。它具有結構緊湊、體積小、價格低廉的特點。所有可編程邏輯控制器基本單元（也稱為主機）和擴展單元之間的不同I/O點。基本單元中有一個CPU模塊、I/O接口、連接到I/O接口擴展單元的擴展埠以及編程器或EPROM作者界面。擴展單元中只有I/O和電源模塊，沒有CPU模塊。

基本單元和擴展單元通常通過電纜連接。所有可編程邏輯控制器也可用於特殊用途擴展了仿真單元和位置控制單元的功能。小型PLC通用選擇整個結構。

（2）、模塊化PLC：例如，PLC組件被分成許多獨立的模塊CPU、I/O和電源、源模塊（一些包含在CPU模塊中）和各種功能模塊。模塊化PLC

它由一個結構或基板和各種模塊組成。模塊組裝在結構或基板的插座中。該模塊化PLC具有靈敏度高的特點，可根據不同的要求配置成一個系統。安裝、擴展、維修方便。大中型PLC一般採用模塊化結構。

（3）、堆疊式PLC：一些PLC結合了整體式和模塊式的共同特點。堆疊式PLC的CPU模塊、電源模塊和I/O接口模塊也是獨立的模塊，但它們是通過電纜連接的，每個模塊都可以層層堆疊。這樣，不僅可以對系統進行靈敏的裝配，而且還可以使其更小。

3、 PLC結構及主要功能

PLC與一般微機系統基本相同，也由硬體系統和軟體系統組成。PLC的硬體系統由微處理器（CPU）模塊、存儲器（EPROM）、ROM模塊、I/O模塊、電源模塊、編程器模塊、I/O擴展單元等外圍部件組成。每個部分通過總線（電源總線、控制總線、地址總線和數據總線）連接。



4、 PLC功能圖

PLC功能圖又稱PLC狀態轉換圖，是描述控制系統控制過程、功能和特性的圖形，規劃PLC順序控制程序也非常重要。功能圖沒有說明控制功能所描述的特定技能。它是一種通用的技能語言，可用於不同專業人員之間的進一步規劃和技能交流。如果一個控制任務可以分成幾個獨立的控制動作，並且這些動作是嚴格按順序進行的，那麼生產過程就可以正常進行。這種控制稱為順序控制或步進控制。在工業控制領域，順序控制得到了廣泛的應用，特別是在機械製造業，它幾乎全部用於完成加工過程的有效循環。二階控制規劃法是二階控制系統的一種特殊規劃方法。這種編程方法對於初學者來說很容易使用，對於經驗豐富的工程師來說，也會提高編程效率，並有助於調試、修改和讀取程序。PLC工程師為二階控制系統編程提供了許多通用的和特殊的編程元素，並專門為編寫二階控制程序開發了功能圖，使這種先進的編程方法成為當時PLC編程的主要方法。

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