摘要:根据
机械手在工业取料系统中的特点，采用
PLC对其进行控制，详细论述了
控制系统
的软硬件实现方法。脉冲输出模块FX2N -1P(;对步进电机精确的定位控制，提高了控制系
统的可靠性和控制精度。
关键词:机械手
LC;脉冲输出模块;步进电动机
Design of the Controlling System of Manipulator in Industry Part Delivery Based on PLC
Ll Xiao-bo,CUf Qi
(Luohe Vocational Technology College, Luohe 462000, China)
Abstract二According to the features of manipulators in the industrial material-taking system, this paper employs PLC for the
control, and details the software and hardware realization method of the control system. Pulse output module FX2N一1PG
makes the precise orientation and the control for the step motor, which improves the reliability and control precision of the con-
trol system.
Key words: manipulator; PLC;pulsating output module; step motor
0引言
机械手是近代自动控制领域中出现的一项新技术，并
已成为现代工业生产的一个重要组成部分。在生猪屠宰
流水线中，最后一道工序是将宰杀好的生猪从传送带上自
动搬运到运货车上。此道工序采用圆柱坐标机械手操作
以代替人工搬运，大大减轻了工人的劳动强度，提高了生
产效率，改善了工人的劳动条件。
目前工业取料圆柱坐标机械手主运动臂的控制方式
主要采用液压或气压驱动。这种控制方式的优点在于结
构简单，易于控制，但需要配置压力源或气源，控制系统的
体积大，系统定位靠设定行程开关的位置来实现，可靠性
和灵活性差，不利于生产过程的自动化。基于上述原因，
将机械手的主运动改为全电动控制方式，用步进电机驱动
机械手手臂和躯干的运动，借助接近开关的精确定位，利
用PLC和脉冲输出模块作控制器控制步进电机，从而驱
动机械手的手臂有效地实现传送过程中对肉块的方位判
断和搬运。由于PLC的功能强大，控制灵活，这种
设计方
案提高了控制系统的精度和可靠性，结构紧凑，易于操作。
1机械手的结构及工艺要求
在生猪屠宰流水线的物料传送系统中，为了使机械手
准确定位，机械手的空间位移方式采用圆柱坐标方式。它
由底盘、立柱、手臂和手爪组成。其中横轴和竖轴是机械
手的手臂，由两台步进电机驱动控制手臂的伸缩半径和手
臂在立柱上的升降高度。手爪由一台步进电机驱动可以
作00一 1800的翻转;整个机械手在底盘的带动下由步进电
机驱动可顺、逆时针进行0*-270的旋转;机械手的夹紧/
放松由一个单线圈双位置电磁阀控制，当该线圈断电时，
机械手夹紧，该线圈通电时，机械手放松。在每个自由度
的位移机构上都设有接近开关或磁性开关SQ1一SQS用
来限定机械手移动范围及进行限位保护，如图1所示。
升降步进电机
SQL
伸缩步进电机
底盘旋转步进赶机
图1机械手结构示意图
机械手的工作流程为:机械手在初始位置(若不在初
始位置，调整横轴和竖轴)，底盘转动到要求取货台位置，
立柱下降，手臂伸出，定位后抓取肉块，立柱上升，同时手
臂回收(以免运行中与其它设备相撞)，然后到相应出货
台，立柱下降，手臂伸出，手打开，把肉块放在相应出货台
上，此时，机械手复位，继续下一个工作流程。机械手的工
作流程要求机械手的手臂可以到达三维空间的任意一点。
采用圆柱坐标空间位移方式可以控制立柱的转角0、机械
手的伸缩半径r和手臂的升降高度h，在机械手的腕部还
可以控制手爪的回转角，这样，机械手在空间可以实现四
个自由度的位移，非常方便地完成所要执行的任务。
2控制系统组成及硬件配置
