基於PLC的焊接機械手控製係統設計與實現
研究設計
作者：謝祥強
摘要：機械手是一種高科技自動化裝置，在先進製造領域中機械手的應用極其廣泛。文章設計了PLC控製的焊接機械手控製係統，能夠實現在同一平麵內X軸與Y軸兩個方向的直線焊接以及在同一平麵內的圓弧焊接功能。利用機械手控製係統焊接加工自動化，大大地提高了生產效率。
關鍵詞：PLC；焊接機械手；控製係統
中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）14-0016-02
隨著自動化控製技術的飛速發展，機械手在很多環境下能準確完成預期的工作並能模擬人的適應性，這使得機械手的應用越來越廣泛。焊接是裝備製造業中最為常用的加工方法之一，由於焊接加工產生的煙氣與火花使得工作環境比較惡劣，為了盡量減少環境條件對人身造成的傷害，設計了一種PLC控製的焊接機械手，專用於某建築機械廠塔吊構件的焊接加工，提高了焊接車間自動化程度，減少了環境對人體的傷害。該焊接機械手因具有作用靈活方便與價格便宜等優點具有較好應用價值。
1 機械手的現狀和發展
因機械手能夠在有毒、有害、危險、高熱和低溫等惡劣條件中的工作進行替代，對人的一些單調重複、繁重勞動進行代替，從而大大提高勞動生產率，進一步提升產品質量。我國機械手的應用是從20世紀70年代開始的，經過30多年的發展，機械加工、焊接、裝配、上下料、搬運及噴漆、醫療等行業均有機械手的應用。目前主要集中在製造業，尤其是通用機械、汽車、電器製造以及加工金屬和塑料等工業。計算機集成製造係統和柔性製造係統的構成，使生產自動化得以實現。
隨著生產自動化的持續發展，網絡技術、激光技術、傳感技術、機器人的智能水平及機械手的發展領域都得到了極大的提高和擴展，眾多領域越來越離不開機械手。隨著機械手的性能、質量的加強，其已由傳統的汽車製造領域向外進一步擴展延伸，高質量的機械手與較低的運行成本，必將使機械手在各個領域中得到極為廣泛的應用。
2 設計選擇PLC機型的原則
2.1 滿足控製功能的要求
PLC在控製功能方麵主要考慮的是邏輯運算、算術運算、定時、計數等功能要求，是否要有模擬量的輸入與輸出功能要求，在考慮輸入與輸出點數的要求時應該留有餘量以備用。另外還要考慮是用晶體管輸出型還用繼電器輸出型，是否要具備網絡通信功能等。
2.2 安裝方式要適合
PLC多台聯網的分布式、遠程I/O式、集中式是安裝PLC係統的三種方式。
對於大型係統來講，遠程I/O式是一種比較適合的方式，它具有分布範圍廣的特點，遠程I/O可以在現場裝置附近分散安裝，它不需要太長的連線，然而遠程I/O電源和驅動器需要加以增加設置；不需要對驅動遠程I/O硬件進行設置的是集中式，這個係統的特點是具有快捷的反應、低廉的成本；多台PLC聯網的分布式常常適合應用於多台設備之間相互聯係，但又能夠各自獨立進行控製的場合。
降低成本對於工廠小批量生產是非常重要的，所以集中式的安裝方式是此係統的較好選擇。
2.3 結構型式要合理
整體式和模塊式是主要的兩種PLC的結構型式：