基于PLC的自動取封蓋機械手控制技術

黃金鳳，張彥松

（河北聯合大學 機械工程學院，河北 唐山 063009）

1 自動取、封蓋機械手結構

本文對實現圓柱型桶的桶蓋取蓋或封蓋的機械手控制技術進行研究。桶的高度約1.5m，用來裝放射性廢料或有毒化學品，蓋與桶靠10個螺栓進行固定連接。對此類桶操作的自動取、封蓋機械手（見圖1 ）具有5個自由度：水平移動、升降運動、進行精確定位的X-Y平臺的X方向移動和Y方向移動以及該平臺末端的旋轉運動。機械手的末端帶有10套擰緊機及桶蓋的抓緊裝置。水平及升降機構通過水平運動及升降運動使X-Y平臺移動到預定位置，再通過X-Y平臺的X方向和Y方向的微小移動以及末端的旋轉運動使擰緊機的套筒軸線對準螺栓中軸，然后下降至作業位置進行桶蓋的夾緊及螺栓的擰緊或擰松操作。

圖1 自動取、封蓋機械手結構

機械手控制系統應具有自動取、封蓋和手動操作，及對自動取、封蓋過程監控和數據采集、記錄等功能，同時具有可靠性高、易操作、易維護、易升級改造等特點。由于系統要求操作柜與機械手本體隔離，機械手控制涉及到5個自由度的伺服運動控制和10個擰緊軸程序控制，且控制單元選自多個廠家，控制信號數量和種類繁多，因此搭建基于PLC的控制系統是關鍵技術。

2 控制系統硬件平臺

圖2 為控制系統硬件平臺結構框圖。系統采用雙PLC控制，PLC1裝在操作柜內，PLC2裝在電氣柜內。PLC1采用三菱Q系列模塊式PLC，配置5槽基板、電源模塊、Q02H高性能CPU模塊、32點數字輸入模塊、16點數字輸出模塊、通訊模塊（RS232、485各1通道）和CC＿Link模塊各1塊，各模塊插在基板插槽內，模塊間通過基板內部總線連接。……