小型搬运机械手结构及PLC控制系统的设计

Ａ Ｃｏｎｔｅｘｔ——Ａｗａｒｅ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｍｏｄｅｌ ｆｏｒ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｇｒｉｄ ＬＩＡＯ Ｑｉ－ｙａｏ，ＬＩ Ｔｓｏ－ｓｈｅｎ，ＧＥ Ｚｈｉ－ｈｕｉ，ＬＩ Ｌｉｎ
（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆＣｏｍｐｕｔｅ，Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ ａｎｄ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，Ｇｕａｎｇｘｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｎｌｎｇ ５３０００４，Ｃｈｉｎａ）
机械手的控制，可以用单片机来控制，也可以用ＰＬＣ来控 制。但使用单片机进行控制，需要有相当的研发力量和行业经 验，才能使系统稳定可靠地运行；而用ＰＬＣ控制，相对简单并 且信号处理时间短，速度快，可靠性高，容易维护。因此，ＰＬＣ 在机械手的控制领域被越来越广泛的使用。
１ 机械手的动作要求和结构设计
１．１ 工作背景 生产线上有两个传输线和—个自动装箱机械手。传输带１
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急停 复位
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中图分类号：ＴＰ２４１
文献标识码：Ａ
文章编号：１６７２—５４５Ｘ（２０１０）０３－００５８－０２
随着科学技术的进步，机械在现实生活中的普遍应用，以 及我国机械自动化的不断提高，机械手已经被广泛应用。机械 手在控制器的控制下，可以模仿人的手、腕、臂的动作，按照固 定的动作流程进行工作。因此，在许多的工业领域可以代替人 的劳动，达到生产自动化。使用机械手，不但降低的人的体力 劳动，减少人力资源的浪费，而且提高了工作效率，为企业带 来更大的经济效益，更有利于企业的发展。
３ 结束语
小型搬运机械手可以代替人的体力劳动，减少了人力资 源的浪费，而且提高了工作效率；使用气压系统可靠性高，气 动电路简单，成本低，结构紧凑；使用ＰＬＣ控制机械手的运动， 灵活性和通用性强，抗干扰能力强，可靠性高，并且本身具备 扩展功能，成本低，适用于工业生产条件，使用效果好。
豳２ 工作流程图 机械手的动作分解。从原点开始，按下气动按钮，下降电
ａｕｔｈｏｒｉｚａｔｉｏｎ蜘ｉ∞ 【４】Ｐｅａｒｌｍａｎ Ｌｔ Ｗｅｌｃｈ Ｖ。Ｆｏｓｔｅｒ Ｉ，ｅｔ ａ１．Ａ ｃｏｍｍｕｎｉｔｙ
ｆｏｒ Ｇｒｏｕｐ ｃｏｌｌａｂｏｒａｔｉｏｎ．【ＥＢ／ＯＬ］．ｈｔｔｐ：Ｈｗｗｗ．ｇｌｏｂｕｓ．ｏｒｇ，ａｌｌｉａｎｃｅ／ ｐｕｂｌｉｅａｔｉｏｎｓ／ｐａｐｅｒｓ／ＣＡＳ－２００２一ＲｅＵｓｅｄ．ｐｄｆ，２００２． 【５】姚寒冰，胡和平，卢正鼎，李瑞轩．基于角色和上下文的动态网格访 问控制研究【Ｊ】．计算机科学，２００６，３３（１）：４ｌ—４４． 【６】蔡红霞，俞涛，方明伦．制造网格中访问控制的研究【刀．计算机集 成制造系统，２００７，４（１３）：７１６－７２０．
３结束语
制造网格的特点，决定了其上的网络化ＣＡＤ系统面临着 复杂的安全管理难题，而ＲＢＡＣ实现了用户与访问权限的逻
辑分离和构造角色之问的层次关系，方便了数据安全管理。为 了在制造网格环境中，充分发挥ＲＢＡＣ在访问控制上的优点， 本文将上下文环境应用到访问控制模型中，提出了一种基于 上下文的动态访问控制模型，用活动封装用户角色和相应的 权限，把上下文分为任务上下文和环境上下文，解决了在动态 的系统环境和任务变化下访问控制的问题。下一步的研究工 作，是把该模型与Ｇｌｏｂｕｓ提供的ＧＳＩ安全体系和ＣＡＳ相结 合，实现全局权限整合和本地自治管理。
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当用户权限初始化完成后，如果用户访问本地ＣＡＤ服 务。则用户向本地ＣＡＤ服务提交其用户名和请求权限。本地 ＣＡＤ服务调用访问控制服务判断包含该用户权限的活动是否 处于就绪状态。如果不是，则禁止用户的访问；如果是，则通过 环境上下文引擎获取主体上下信息，然后通过ｇｅｔＬＯＤ函数获 取模型的ＬＯＤ等级，从而为用户提供不同细节的ＣＡＤ模型。
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本页已使用福昕阅读器进行编辑。 福昕软件（Ｃ）２００５－２０１０，版权所有， 仅供试《用装。备制造技术））２ｍｏ年第３期
需要８个，共需要１３个。 （２）ＰＬＣ的型号。欧姆龙ＣＰＭｌＡ（２４输入点，１６输出点，
双向晶闸管输出型）。 （３）Ｉ／Ｏ分配点。 （４）子接线图（如图１所示）。
参考文献： 【Ｉ】范玉顺．制造网格的概念与系统体系结构Ｕ】．航空制造技术，２００５，
（１０）：４２—４５． 【２】Ｆｏｓｔｅｒ Ｉ，Ｋｅｓｓｅｌｍａｎ Ｃ．Ｔｕｅｅｋｅ Ｓ．Ｔｈｅ ａｎａｔｏｍｙ ０ｆ ｔｈｅ ｇｒｉｄ：ｅｎａｂｌｉｎｇ
ｓｅａｌａｂｌｅ ｖｉｒｔｕａｌ甜学ｎｉｚａｄｏｎｓ【Ｊ】．Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ ０ｆ Ｓｕｐｅｒｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，２００１．１５（３）：２００－２２２． 【３】Ｉ．Ｆｏｓｔｅｒ，Ｃ．Ｋｅｓｓｅｌｍａｎ，Ｇ．Ｔｓｕｄｉｋ．Ｓ．Ｔｕｅｃｋｅ．Ａ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ｆｏｒ ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ ｇｒｉｄｓ［Ｊ］．Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｆｉｆｔｈ ＡＣＭ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ ａｎｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｅｃｕｒｉｔｙ．１９９８，（１ １）：８３—９２．
２机械手的控制设计
２．１ 机械手的控制要求 （１）通过机械手实现物品的到位自动检测、搬运、传输等
功能。 （２）功能上分手动和自动两个设计。手动时，由—个按钮
控制（不带锁），第一次按下按钮，机械手复位，然后每次按下 时，机械手执行一步，直到完成所有动作；自动时，由启动、停 止、急停按钮来控制。要求分清停止和急停的功能；停止时，机 械手执行完此次任务后，回到复位状态而停止；急停时，机Байду номын сангаас 手无条件的立即停止，但是注意机械手爪上如有物体，应注意 抓紧防止手爪松动而使物体落下。
万方数据
参考文献： 【ｌ】陈志权．基于ＰＬＣ气动机械手的控制系统【Ｊ】．自动测量与控制
（下转第∞页）
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Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｍａｎｕｆａｃｔｒｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｎｏ．３，２０１０
然后，认证服务与网格节点的访问控制服务联系，由访问 控制服务根据任务上下文为用户进行权限激活，从而完成对 用户的权限进行初始化；
（３）要求有指示灯进行功能指示，如：手动，自动指示灯、 启动指示灯、停止指示灯等。
（４）设计计数功能，每抓取—个物件计数器值加一。计数 器显示抓取的总个数。
收稿日期：２００９—１２—１３ 作者简介：李雪静（１９８７一），女，天津人。本科学生，研究方向为机电—体化。
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万方数据
２。２硬件系统设计
（１）Ｉ／０点数的确定。 输入——控制按钮需要６个，限位传感器需要８个，检测
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图４ 制造网格访问控制实施框架
手爪是否抓起物体的压力传感器需要１个，检测箱体和阀体
是否到位的光电传感器需要２个。共需要１７个输入点；
输出——按钮指示灯需要４个，计数器需要１个，电磁阀
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点动 ．．．．．．．．．罗．一．．．．．．／一 ００００１
启动 ．．．．．．．．．．．．．．．．一．．Ｔ－－－．－．．．．．．．．．．．．．一 ００００２
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小型搬运机械手结构及ＰＬＣ控制系统的设计
’
李雪静。杜玉红 （天津工业大学机电学院。天津３００１６０）
摘要：介绍了小型搬运机械手的工作背景和机械机构的设计过程，阐述了ＰＬＣ对机械手控制的软、硬件设计及ＰＬＣ的Ｉ／Ｏ分配点。 并给出了机械手在ＰＬＣ控制下自动过程的工作漉程图以及自动控制的梯形图。 关键词：机械手；ＰＬＣ；控制；接线图
是使用来传送阀体的，传输带２是用来传送箱子的。两个生产 线上都有传感器，是用来控制传输线的运动。初始时，机械手 处于复位状态，控制系统检测是否传输带１上已经有一个阀 体停在指定位置，传输带２上已经有一个箱子停在指定位置 上。首先，机械手将传输带Ｉ上的阀体移到传输带２的箱子里， 同时传输带１将另—个阀体传送到指定位置后停止移动，接着 机械手将传输带１上的阀体移到箱子里，同时传输带ｌ又将一 个新阀体传送到指定位置后停止，接着机械手将阀体移到箱子 里，直到箱子装满了，传输带２运动，把装满阀体的箱子移走， 送来一个空箱子，待第二个箱子到达指定位置后，传输带２停 止运动，与此同时传输带１也将一个阀体送到位后停止，待两 个传输带都停止后，机械手又开始新的装箱工作。 １．２工作要求