氣動移載機與PLC控制-中文翻譯

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附件 1：外文資料翻譯譯文氣動移載機與 PLC 控制氣動是采用氣泵和氣閥控制氣流，直接來控制氣壓和流量，從而使空氣發(fā)生振動?？删幊炭刂破鳎≒LC）是以微處理器為核心，集計算機技術(shù)、自動化控制技術(shù)于一體的一種新型工業(yè)控制系統(tǒng)。PLC 延用了典型的計算機結(jié)構(gòu)，主要包括CPU、RAM、ROM 和輸入/輸出接口電路等組成。假如把 PLC 看作一個系統(tǒng)，該系統(tǒng)由輸入變量-PLC-輸出變量組成，外部的各種包括開關(guān)信號、模擬信號、傳感器檢測的信號均作為 PLC 的輸入變量，它們經(jīng) PLC 外部端子輸入到內(nèi)部寄存器中，經(jīng) PLC 內(nèi)部邏輯運算或其它各種運算、處理后傳送到輸出端子，它們是PLC 的輸出變量，由這些輸出變量對外圍設(shè)備進行各種控制。PLC 控制系統(tǒng)一般采用易于理解和掌握的梯形圖語言以及面向工業(yè)控制的簡單指令來描述,形象直觀，是基于現(xiàn)場總線技術(shù)、完全開放，采用先進的軟硬件技術(shù)。PLC 控制系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單靈活、抗干擾能力強、安全可靠、安裝便利、故障率低、維護簡單、大型節(jié)省使用成本的特點，可滿足各種中心規(guī)模小、過程控制、光滑的邏輯控制和數(shù)據(jù)采集任務(wù)的需求，已逐漸廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制系統(tǒng)中，包括冶金、礦業(yè)、機械、輕工等領(lǐng)域，為工業(yè)自動化提供了有力的工具?？刂乒こ探趯τ糜诰幊踢^程和機械控制的邏輯設(shè)備進行了一項調(diào)查，雖然計算機和計算機技術(shù)已經(jīng)為各種控制提供了無限的控制可能，但是 PLC 仍然是其中重要的一部分。在本次調(diào)查中，超過半數(shù)的人在未來的 12 個月中將擴大其對 PLC 的投入。超過 40%的人在未來的投入將不少于過去的 12 個月。PLC 的應(yīng)用范圍非常廣泛。在此次 300 個人參加的調(diào)查中，大部分的 PLC 都應(yīng)用于機械控制，其次是過程控制，最后是運動控制、批量控制和診斷。大多數(shù)直接用于工廠級（54%） ，用于 OEM 的為 25%，兩者都是的為 17%。 在工業(yè)生產(chǎn)流水線中，經(jīng)常要將傳動帶 A 上的物品搬到傳送帶 B 上。若直接人工從事這種重復(fù)性的勞動，枯燥、無味且勞動強度大，容易引起操作工人的疲勞，出現(xiàn)錯誤。而采用氣動機械手按規(guī)定的動作和規(guī)律進行搬運，可以做到快速、準(zhǔn)確、方便，大大的降低勞動強度，提高生產(chǎn)的自動化程度。氣動機械手這種有序運動，采用 PLC 來進行控制，可以方便的實現(xiàn)。機器人作為典型的機電一體化智能設(shè)備，在制造和物流自動化系統(tǒng)中扮演著重要角色。但標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)機器人只不過是一臺具有若干個自由度的智能機電設(shè)備，孤立的一臺機器人在實際工況中沒有任何應(yīng)用價值，只有根據(jù)作業(yè)內(nèi)容、工件形式、質(zhì)量、外形特征和尺寸大小等因素給機器人配以相適應(yīng)的輔助機械裝置如手爪，它才會成為實用的生產(chǎn)設(shè)備。氣動不僅是機器人的主要驅(qū)動方式之一，在要求機器手末端執(zhí)行器動作迅速、結(jié)構(gòu)簡單、控制維護方便、成本較低，而且柔性轉(zhuǎn)換快捷。并具有通用性的裝配和搬運等“拾一放” 、傳送動作作業(yè)時，多采用氣動，或氣動與其他傳動控制技術(shù)組合來進一步提高其運動精度和柔性，在作業(yè)空間范圍有限。工作程序相對固定，而且動作頻繁、重復(fù)性強的中小功率工況。采用氣動模塊化機構(gòu)單元的組合來實現(xiàn)機器手作業(yè)，更能體現(xiàn)氣動技術(shù)有效取代人手操作實現(xiàn)生產(chǎn)過程合理化和自動化的特征和優(yōu)越性。對氣動機器手的基本要求是能快速、準(zhǔn)確地拾—放和搬運物件．這就要求它們具有高精度、快速反應(yīng)、一定的承載能力、足夠的工作空間和靈活的自由度及在任意位置都能自動定位等特性。設(shè)計氣動機器手的原則是：充分分析作業(yè)對象(工件)的作業(yè)技術(shù)要求，擬定最合理的作業(yè)工序和工藝，并滿足系統(tǒng)功能要求和環(huán)境條件；明確工件的結(jié)構(gòu)形狀和材料特性，定位精度要求，抓取、搬運時的受力特性，尺寸和質(zhì)量參數(shù)等，從而進一步確定對機器手結(jié)構(gòu)及運行控制的要求；盡量選定型的標(biāo)準(zhǔn)組件，簡化設(shè)計制造過程，兼顧通用性和專用性，并能實現(xiàn)柔性轉(zhuǎn)換和編程控制。氣動手爪是目前機器手尤其是搬運、裝配類機器手在抓取技術(shù)中應(yīng)用最普遍的方式，它可實現(xiàn)雙向抓取，自行對中，而且重復(fù)精度高，抓取力恒定，并可方便地配接各種夾具。氣動手爪是機器手與作業(yè)對象間的直接接口，仔細分析、選擇好氣動手爪直接關(guān)系到機器手的工作性能。在實際運行中、手爪的夾持力應(yīng)保證大于所有靜態(tài)和動態(tài)力的總和。PLC的程序運行方式是循環(huán)掃描方式，而非順序執(zhí)行方式，因此任何一個機械手在其條件滿足后即開始動作。各手之間是并行的。機器手是多自由度的開式串聯(lián)結(jié)構(gòu)。在空間和時間中的動力學(xué)參數(shù)隨其位形而不斷變化。系統(tǒng)要求的速度高控制范圍廣精度高，傳統(tǒng)的單自由度機構(gòu)的控制技術(shù)遠不能滿足這種控制對象好在氣動機器手多勾點到點的多段定位控制，追求目標(biāo)點的定位精度以及軸同時協(xié)凋有序運動控制，但較少要求高的軌跡精度，從而簡化了對控制系統(tǒng)的要求。物料的搬運方式具有可抓可吸的多用途功能，氣動系統(tǒng)電磁換向閥采用匯流板集裝方式，減少了占用空間；PLC控制具有單步、自動等多種工作方式。由于氣壓傳動具有氣源使用方便、不污染環(huán)境、動作靈活迅速、工作安全可靠、操作維修簡便以及適于在惡劣環(huán)境下工作等特點，因而在沖壓加工、注塑及壓鑄等有毒或高溫環(huán)境下作業(yè)，機床上、下料，儀表及輕工行業(yè)中小零件的輸送和自動裝配等作業(yè)，食品包裝及輸送，電子產(chǎn)品輸送、自動插接，彈藥生產(chǎn)自動化等過程中被廣泛應(yīng)用。所以氣壓傳動是一種易于推廣普及的實現(xiàn)工業(yè)自動化的應(yīng)用技術(shù)。氣動系統(tǒng)的應(yīng)用，引起了世界各國產(chǎn)業(yè)界的普遍重視。 作為氣動系統(tǒng)的控制裝置目前多數(shù)采用可編程控制器（PLC）。可編程序控制器是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合計算機技術(shù)，自動控制技術(shù)和通訊技術(shù)而發(fā)展起來的一種新型、通用的自動控制裝置，在實際應(yīng)用中，控制系統(tǒng)很容易實現(xiàn)。一般是由受控設(shè)備的動作順序和工藝要求，構(gòu)成工步狀態(tài)表，形成梯形圖，再編制PLC指令。物料搬運系統(tǒng)由左右移動氣缸、復(fù)位進退氣缸、升降氣缸、夾手或真空吸盤、物料塊、傳感器、圓柱導(dǎo)軌、支架、底座、微動開關(guān)等組成。夾手或真空吸盤可以夾住或吸住物料塊，抓取物料的部分采用夾持式和吸附式兩種形式，選用不同的形式，可分別完成工件的抓取和吸附，以適應(yīng)不同種類的物料搬運。夾手采用電磁鐵吸合與斷開方式夾持物料。夾手或吸盤在升降氣缸的作用下可以上下移動；夾手或真空吸盤連同升降氣缸在左右移動氣缸的作用下沿著圓柱導(dǎo)軌可以左右移動；在復(fù)位進退氣缸的作用下將物料塊送回原始位置，為下一個工作周期準(zhǔn)備，以實現(xiàn)循環(huán)。此系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)物料在一個平面內(nèi)的搬運。操作面板安裝在電控箱上，與實驗裝置主體是分離的。PLC可編程序控制器，電磁閥，真空發(fā)生器等均放置在電控箱里。物料搬運系統(tǒng)具有左右移動、上下移動及對物料的夾緊和放松、推料進退功能，在PLC控制下可實現(xiàn)單步、自動等多種工作方式。另外，物料被夾手搬運完成以后，為滿足連續(xù)動作需要，還必須將此物料運送回原點位置，以供下次搬運需要。系統(tǒng)可完成的各種工作方式如下。單步：可實現(xiàn)上升、下降、左移、右移、夾緊、放松、推料進、推料退等八種點動操作；連續(xù)：按下“啟動”按鈕后，夾手從原點位置開始連續(xù)不斷地執(zhí)行搬運物料。物料搬運系統(tǒng)實現(xiàn)的動作：下降→抓料→上升→右移→再下降→松料→再上升→左移→推料進→推料退。在這個系統(tǒng)中，我們只實現(xiàn)一個物料的循環(huán)動作，故在機械手回原點后，需將物料推回原來位置。在PLC控制下可實現(xiàn)單動、連續(xù)動作工作方式。系統(tǒng)上電后，通過旋轉(zhuǎn)按扭選擇是單動還是連動，如果是單動則執(zhí)行單動程序，否則執(zhí)行連動程序。單動工作方式：利用按鈕對夾手每一動作單獨進行控制。連續(xù)：按下啟動按鈕，夾手從原點開始，按工序自動循環(huán)工作，直到按下停止按鈕，夾手在完成最后一個周期的工作后，返回原點，自動停機。基于PLC控制的物料搬運系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)物料的自動循環(huán)搬運。此系統(tǒng)既可以使用夾手夾持物料，又可以使用真空吸盤吸附物料，具有多種用途功能；氣動系統(tǒng)的電磁換向閥采用匯流板集裝，減少了占用空間；在PLC的控制下可以實現(xiàn)單動和連動兩種執(zhí)行方式，完成物料的搬運。對于中小型企業(yè)，由于資金和技術(shù)的制約，不可能一次性配備完備的控制系統(tǒng)，如DCS系統(tǒng)。而PLC是通用的控制器。標(biāo)準(zhǔn)的積木式硬件結(jié)構(gòu)，模塊化的軟件設(shè)計?？筛鶕?jù)控制區(qū)域可大可小、可簡可繁、采用通用的IBM工控機或兼容機、配套商業(yè)化的上位監(jiān)控軟件包或掛在相應(yīng)的工作站上，實現(xiàn)設(shè)備操作、回路控制、畫面顯示等功能，靈活簡便、節(jié)約投資。因此，以PLC為基礎(chǔ)的過程控制系統(tǒng)可以構(gòu)成一種便于用戶自行組織的完整產(chǎn)品。