黄金凤，张彦松

（河北联合大学 机械工程学院，河北 唐山 063009）

1 自动取、封盖机械手结构

本文对实现圆柱型桶的桶盖取盖或封盖的机械手控制技术进行研究。桶的高度约1.5m，用来装放射性废料或有毒化学品，盖与桶靠10个螺栓进行固定连接。对此类桶操作的自动取、封盖机械手（见图1 ）具有5个自由度：水平移动、升降运动、进行精确定位的X-Y平台的X方向移动和Y方向移动以及该平台末端的旋转运动。机械手的末端带有10套拧紧机及桶盖的抓紧装置。水平及升降机构通过水平运动及升降运动使X-Y平台移动到预定位置，再通过X-Y平台的X方向和Y方向的微小移动以及末端的旋转运动使拧紧机的套筒轴线对准螺栓中轴，然后下降至作业位置进行桶盖的夹紧及螺栓的拧紧或拧松操作。

图1 自动取、封盖机械手结构

机械手控制系统应具有自动取、封盖和手动操作，及对自动取、封盖过程监控和数据采集、记录等功能，同时具有可靠性高、易操作、易维护、易升级改造等特点。由于系统要求操作柜与机械手本体隔离，机械手控制涉及到5个自由度的伺服运动控制和10个拧紧轴程序控制，且控制单元选自多个厂家，控制信号数量和种类繁多，因此搭建基于PLC的控制系统是关键技术。

2 控制系统硬件平台

图2 为控制系统硬件平台结构框图。系统采用双PLC控制，PLC1装在操作柜内，PLC2装在电气柜内。PLC1采用三菱Q系列模块式PLC，配置5槽基板、电源模块、Q02H高性能CPU模块、32点数字输入模块、16点数字输出模块、通讯模块（RS232、485各1通道）和CC＿Link模块各1块，各模块插在基板插槽内，模块间通过基板内部总线连接。……