引言

　　PLC是可編程序邏輯控制器(Programmable Losic ControUer)的縮寫，由于它把計算機的編程靈活、功能齊全、應用面廣泛等優點與控制器系統的控制簡單、使用方便、抗干擾能力強、價格便宜等優點結合起來，而其本身又具有體積小、重量輕、耗電省等特點，在硬件設計中采用了屏蔽、濾波、光電隔離等技術，在軟件設計中采用了故障檢測、信息保護與恢復等措施，進一步提高了PLC的可靠性。自60年代末第一臺PLC問世以來，已很快被應用到機械制造、冶金、礦業、輕工等各個領域，大大推進了機電一體化進程，被人們稱為現代工業控制三大支柱之一。在傳統的液氣壓領域引入PLC控制，可以充分發揮PLC的編程優勢，使用最小的投入實現復雜的控制，同時PLC的高可靠性確保了液氣壓系統具有較高的穩定性。

1 問題的提出

　　某型號電鉆的殼體零件采用注塑工藝生產，由于形狀特殊，模具開模后頂桿不能將工件完全頂出，生產中都是靠人工取出。操作者的動作較多，效率比較低，而且長時間工作比較容易發生安全事故。通過對工人操作過程的分析，設計了基于PLC控制的卸料機械手，考慮到未來功能擴展的需要，該機械手的控制系統使用西門子S300。由于機械手夾持的是注塑件，重量較輕，故機械手的運動部分使用氣壓傳動實現。

2 氣動系統設計

　　2.1 功能需求分析

　　如圖1所示，現以定模中心位置為坐標原點建立標系，分析機械手終端氣動夾爪的運動軌跡。模具合模時，氣動夾爪位于A點，夾爪完全張開。當模具開模時，安裝在動模上的限位開關發出信號，氣動夾爪平行于z軸運動到極限點B，然后夾爪夾緊工件，延時2秒鐘，穩定工件。夾爪的下一動作是平行于x軸從B點運動到C點，水平抽出工件，之后再沿CD、DE、EF到達極限點F，在F點氣動夾爪松開，工件受重力自由下落到料筐中，延時1秒中，最后夾爪回到A點，準備進入下一循環。

圖1夾爪運動示意圖

　　基于安全的考慮，注塑機的防護門上都設有限位開關。通常人工操作時，要取出工件，必須先要打開注塑機的防護門，合模前也要關閉防護門，否則注塑機檢測不到門控信號，注塑機的液壓機構也就不會合模。從上述分析可知，采用機械手進行卸料后，沒有開啟和關閉防護門的動作，技術上可以通過修改注塑機的電路實現。由于減少開關注塑機防護門的環節，與人工操作相比，機械手定位準確，夾緊迅速穩定，卸料的時問比人工操作短．極大地提高了生產敏率。

　　2.2 氣動系統設計

　　根據需求分析設計的氣動部分原理如圖2所示,G方向的運動AB ,CD使用一個升降缸7,x方向的取出工件運動BC及編回運動EF使用個抽出缸13,Y方向的運動,FA便用一個編網缸17,另外夾爪的驅動使用一個夾緊缸9。元件3,1ti,14為氣位四通電磁換向閥，其控制抗號來自PLC的愉出端:元件，足兩位四通電磁換向閥，其換向信號也是由PLC控制:升降缸立置，由單向順序閱s平衡，以防受機械手的自重影響發生下滑。單向調速閥4和5用于實現對升降缸7的雙向節流調速。抽出缸和縮同缸同樣也設計了雙向節流調速元件11 ,12 ,15,16， 可以根據現場悄況隨時調核各缸活塞桿的伸縮速度。為適應實際安裝需要，在汽缸和機架之間安裝有行程調整裝置，以保證系統可以隨時調鐵。為減輕結構重量，降低成本，機械手的底座、支架部分主要是使川板料和竹件等材料.通過焊接、機加、裝配而成。由于使用氣壓傳動，工作介質比較消潔，汽缸的運行平穩。沖擊小。同時臥式注塑機結構重最大，一般都是通過地腳螺栓和地面相連，所以將整個機械手的底座直接安裝在臥式注喇機的機身上，能夠保證機械手安裝穩定。

圖2 氣動系統設計

3 PLC控制程序設計

　　控制系統的輸人示是來自注塑機的開摸信號以及A-F各運動極限點的行程開關信號,PLC的輸出信號用于控制電勝換向樹線圈的通斷以實現換向:電磁換向閥各線翩與PLC連接如圖3符號表所示。整個系統的PLC程序見表1。

4 結束語

　　經實際使用的情況表明，本文所設計的葵于PLC控制的卸料機械手，實現了模具即料的全過程，保證了注塑機在無人值守狀態下進行生產。由于系統采用了PLC控制，機械手的控制系統可靠性高，而且根據未來不同產品的需要，通過增加輸入、輸出模塊，重新編寫PLC程序，可以很方便地對機械手的功能進行擴展。同時西門子PLC具有很強的通訊功能，也可以根據需要增加通訊模塊，遠程監控生產過程，實現注塑生產的高度自動化。