朱义超
大力电工襄阳股份有限公司 湖北襄阳 441000
摘要：机械手在工业生产中被广泛应用，随着工业的不断发展，人们对于机械手控制系统有着更高的要求，自动化控制大势所趋，基于PCL控制器实现自动化控制，能够促进机械手工作的顺利进行，从而提升工作效率。本文将基于PCL控制器的五轴送料机械手控制系统进行分析，然后进行控制系统的设计，从而提升系统的科学性，能够使其在运行中更加高效安全。
关键词：PCL；五轴送料；控制系统；机械手
一、PCL控制器的相关概述
（一）PCL控制器的概念
PCL控制器是将计算机软件技术、总动控制技术融为一体的工业化控制器。[1]随着工业的不断发展，PCL控制器被更多的应用在工业化技术中，从而完成更加复杂的工业化工程，从而促进我国工业化迅速发展。
（二）PCL控制器的功能
PCL控制器在控制系统中发挥着非常重要的作用，从而促进系统的顺利运行。下面来简单分析一下。
1.控制功能。对于PCL控制器，控制功能是基础也是核心所在。PCL控制器对采集的信号进行综合分析和处理，从而对过程中的各执行机构的运动进行控制。如PCL控制器通过高速计数和位置控制等相关传感器和模块采集到的信号，综合分析处理后，对相应的执行机构进行控制；过程控制是通过采集到的模拟量来控制一些非电量的参数，比如温度、湿度、流速等参数，转换为电信号，通过程序分析处理后，对相应的执行机构调节和控制。
2.数据处理。在控制过程中，系统会产生相应的数据，PCL控制器能够对读取到的数据，很好地进行数据转换、分析和运算等工作，比如机器人控制系统可以对读取信号产生大量的数据进行运算和处理，从而得出最佳结果，控制机械手等执行结构工作。
3.实时监控。PCL控制器具有人工智能的优点，能够通过智能技术来对系统进行实时监控，可以监测系统的运行情况，当遇到问题时，能够及时的发出警示，并自动进行处理、记录和保存，为故障分析提供依据和指导。
4.通信和联网。PCL控制器可以与计算机联网，进行系统远程自动化控制。将不同地域、节点设备的数据通过网络传输到综合控制中心，由控制中心来对对不同地域、不同节点的设备进行统一控制，从而实现联动控制、远程控制和自动一体化的控制，极大的提升工作效率。
二、五轴送料机械手控制系统设计
（一）机械手控制系统结构
机械手控制系统主要由两个部分组成：机械手躯干和机械手夹持机这两个部分。其中机械手躯干又由三个部分组成，其中包括手臂、机座和立柱。
机械手控制系统按编写的PLC程序进行相应的自动化动作，可靠的PLC控制程序，对读取的信号进行处理，可应对各种工况，从而保证系统的正常运行。
在手动操作过程中，操作着仅需简单的操作一次，PLC控制器可自动的完成后续的操作，可快速准确的完成后续手动操作的工作流程。
（二）控制系统硬件设计
对于机械手的系统设计，包括有硬件设计和软件设计两个部分，其中硬件设计包含系统中的驱动、执行和控制设计。在驱动中应用较为广泛的就是步进电机驱动，能够让电控定位更加精准。机械手在各个方向的运动中都要进行科学控制，电控系统根据采集到的脉冲信号和频率等来进行控制。机械手运动时，电机驱动的齿轮进行咬合，从而实现系统驱动运行。机械手的紧和放松都受电磁线圈的控制。在电磁线圈得到电时，其机械手臂就会产生磁力矩，从而做出反应。磁力矩会与弹簧产生抗力，磁力矩的力矩大于弹簧时，机械手手臂才会进行吸合，其手爪会张开。当电磁线圈失电情况下，则与此正好相反，会令其手爪抓紧。在设计过程中，要针对系统可能会得电或失电的情况，考虑断电带来的问题，如为了防止物品突然掉落，必须要设计相应的结构，在系统失电后，机械手抓自动锁紧，实现自锁功能。在控制系统设计中，对于PCL的输入输出必须要进行严格管控，要进行科学的线路设计。首先，要确定PCL的相关型号，根据其型号进行系统内存、电位、地址等进行合理的分配，其次，确定其输入、输出的点，进行线路图的设计。在设计线路过程中要留有一定的保护措施，如当超出工作中区域位置时，进行极限保护；不同的设备或者执行进行连锁保护；过流保护；设置行程开关等措施进行系统保护。
（三）控制系统软件设计
机械手的系统实际过程中，硬件的控制系统采用步进电机或直流点击来进行操控，而软件系统则是通过PCL程序来进行操控。对于机械手的软件PCL程序中，其可以分为两种不同的模式，一种为手动模式，一种为自动模式，在运行过程中，其会通过不同的方式对机械手进行控制。手动模式则根据用户的需求进行手动控制，在控制中，可以是实现手臂的上升与下降、吸盘吸气与放气、引拔前进和后退、旋入和选出等动作。在操控中，手臂从参考点运动到目的点，并且对目的点的数据进行保存，然后进行统一管理。自动模式则需要先进行系统的初始化，然后再正常运行程序，保证程序的正常运行，防止出现数据误差。在自动运行模式中其流程会形成一个完整闭环，从而保证其自动运行。在循环过程中，机械手会受到信号的控制，当信号发生变化时，机械手臂会随着移动，从而让机械手代替人工进行操作。在自动模式运行中，信号的输出非常重要，只要信号输出，相应的电磁阀线圈就会进行导通，然后带领着气缸进行运作，一步步进行系统操作，完成系统控制。
小结
综上所述，随着工业技术不断发展，我国PCL控制技术也在不断发展，在五轴送料机械手控制系统中，要合理进行系统设计，结合PCL控制技术，将其进行合理应用，注重功能作用，达到性能指标，从而实现自动化控制系统，促进机械手控制系统的自动化发展。
参考文献
[1]张千朋,洪腾飞,陈龙.电气工程自动化控制中PLC技术的应用[J].电子技术与软件工程,2019(07):130.
作者简介：朱义超（1987.8）男，汉，湖北襄阳，本科，助理工程，研究方向：师机械类相关