本發明涉及一種基于PLC的液壓機械手控制系統，適用于機械領域。

背景技術：

機械手是一種能自動定位控制并可重新編程改變的多功能機器。它有多個自由度，可用來搬運工件以完成在各個不同環境中工作。數控加工中心的出現在減輕工人勞動強度的同時，大大提高了勞動生產率。但數控加工中常見的上下料工序，通常仍采用人工操作或傳統繼電器控制的半自動化裝置。

技術實現要素：

本發明提出了一種基于PLC的液壓機械手控制系統，通過采用PLC對數控機床上下料機械手進行控制，實現了手動、連動、互鎖，通過完善，加上狀態顯示、延時報警等功能。控制程序具有較強的抗干擾能力，良好的可靠性，具有良好的協調運行性能。

本發明所采用的技術方案是。

所述控制系統的硬件主要由液壓驅動系統和PLC控制系統組成，軟件系統主要通過PLC的編程實現。整個機械手的控制，是通過向系統提供符合要求的開關信號來實現的。即按機械手的動作要求，PLC通過信號采集、控制液壓系統的電磁換向閥的通斷電，實現裝置的自動或手動上下料。

所述控制系統采用雙泵供油，可以防止各種干擾影響手指抓取工件其中左油泵專為手指的抓取提供驅動，采用鎖緊回路配合換向閥實現抓取工件時的鎖緊和保壓。手指夾緊和松開動作是由雙作用式活塞缸配合凸輪和連桿機構組合驅動實現卡爪的圓弧開合；手腕、小手臂、大手臂的擺動則是由擺動液壓馬達實現，手腕、小手臂可在相互垂直的兩平面內擺動，大手臂可正反旋轉180°；為防止突然斷電時手指松開，大、小臂倒下，在手指夾緊油缸和大、小臂油缸的控制回路中采用液控單向閥。在液壓回路中配置限位開關，壓力繼電器和位置傳感器用來實現動作的換接控制。在該系統中，機械手的運動都采用調節調速閥來獲得不同的運行速度。

所述控制系統選用三菱FX1N-40MR型可編程控制器。通過手持編程器，能實現工作現場離線及在線編程，還可以結合實際的工程要求在工作現場調整控制程序，實現機械手的不同動作，實現了機械手柔性化設計。機械手在PLC控制下可實現手動、連動兩種工作方式，其手動方式是指利用按鈕對機械手每步動作單獨進行控制。連動方式是指機械手根據控制信號自動循環執行每步動作，直至獲得停止信號。

系統啟動后，根據工序要求，通過旋轉式按鈕確定機械手的工作方式為單動或連動形式，如果選擇單動則執行手動程序，否則默認執行連動程序。根據本次設計中機械手的特點，要求每一個動作嚴格按順序執行，采用步進指令編寫，保證機械手的運行有條不紊，即使出現誤動作也不會造成混亂。機械手的動作執行過程如下：系統啟動，機械手處于待料狀態，當獲得取料信號，機械手開始動作，從原點出發按工序自動循環工作，直到接受停止信號，在完成最后一個周期的工作后，返回原點，自動停機。

本發明的有益效果是：通過采用PLC對數控機床上下料機械手進行控制，實現了手動、連動、互鎖，通過完善，加上狀態顯示、延時報警等功能。控制程序具有較強的抗干擾能力，良好的可靠性，具有良好的協調運行性能。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

圖1是本發明的液壓系統原理圖。

圖2是本發明的機械手控制梯形圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。

如圖1，控制系統的硬件主要由液壓驅動系統和PLC控制系統組成，軟件系統主要通過PLC的編程實現。整個機械手的控制，是通過向系統提供符合要求的開關信號來實現的。即按機械手的動作要求，PLC通過信號采集、控制液壓系統的電磁換向閥的通斷電，實現裝置的自動或手動上下料。

控制系統采用雙泵供油，可以防止各種干擾影響手指抓取工件其中左油泵專為手指的抓取提供驅動，采用鎖緊回路配合換向閥實現抓取工件時的鎖緊和保壓。手指夾緊和松開動作是由雙作用式活塞缸配合凸輪和連桿機構組合驅動實現卡爪的圓弧開合；手腕、小手臂、大手臂的擺動則是由擺動液壓馬達實現，手腕、小手臂可在相互垂直的兩平面內擺動，大手臂可正反旋轉180°；為防止突然斷電時手指松開，大、小臂倒下，在手指夾緊油缸和大、小臂油缸的控制回路中采用液控單向閥。在液壓回路中配置限位開關，壓力繼電器和位置傳感器用來實現動作的換接控制。在該系統中，機械手的運動都采用調節調速閥來獲得不同的運行速度。

如圖2，控制系統選用三菱FX1N-40MR型可編程控制器。通過手持編程器，能實現工作現場離線及在線編程，還可以結合實際的工程要求在工作現場調整控制程序，實現機械手的不同動作，實現了機械手柔性化設計。機械手在PLC控制下可實現手動、連動兩種工作方式，其手動方式是指利用按鈕對機械手每步動作單獨進行控制。連動方式是指機械手根據控制信號自動循環執行每步動作，直至獲得停止信號。

系統啟動后，根據工序要求，通過旋轉式按鈕確定機械手的工作方式為單動或連動形式，如果選擇單動則執行手動程序，否則默認執行連動程序。根據本次設計中機械手的特點，要求每一個動作嚴格按順序執行，采用步進指令編寫，保證機械手的運行有條不紊，即使出現誤動作也不會造成混亂。機械手的動作執行過程如下：系統啟動，機械手處于待料狀態，當獲得取料信號，機械手開始動作，從原點出發按工序自動循環工作，直到接受停止信號，在完成最后一個周期的工作后，返回原點，自動停機。