一種基於PLC的氣動機械手控制系統的製作方法

2023-10-11 05:11:24

本發明涉及一種基於PLC的氣動機械手控制系統，適用於機械製造領域。

背景技術：

機械手廣泛用於機械製造、冶金、電子和輕工等部門，其執行機構一般由液壓、氣動或電機來完成，由於氣壓技術以壓縮空氣為介質，結構簡單、重量輕、動作迅速、平穩、可靠、節能，工作壽命長，特別是對環境沒有汙染、易於控制和維護，因此機械手的驅動系統常採用氣動技術。

技術實現要素：

本發明提出了一種基於PLC的氣動機械手控制系統，介質來自於空氣,環境汙染小,工程容易實現，使該機械手在工業自動化生產中得到了很好的利用,它可減少人的重複操作,並且它還可以完成人無法完成的操作，從而大大地提高工業生產效率。

本發明所採用的技術方案是：

所述機械手的終端是一個氣動夾爪，可以實現抓和放的動作，由一個雙作用氣缸和一個雙電控電磁閥來完成控制；氣動夾爪安裝在一個垂直方向的雙作用氣缸上，能實現上升和下降動作，方向的控制由一個單電控的電磁閥來完成；垂直方向的氣缸又安裝在一個水平方向的伸縮氣缸上，能實現伸出和縮回動作，水平雙作用氣缸由一個雙電控的電磁閥完成；水平氣缸再安裝在一個雙作用旋轉氣缸上，能實現左旋和右旋動作，我們希望它能停在活動範圍的任意位置，因此選擇了一個雙電控的三位五通閥來控制。因此機械手的動作由4個電磁閥共7個控制點來實現其旋轉、伸縮、上下和抓放的動作。另外，氣動機械手的感知部分採用了這樣一些信號開關：左右極限點各用1個電感式傳感器，伸縮的前後極限點各採用了1個標準型的磁電開關，上下極限點也各採用磁電開關。這樣這個機械手系統上就有了6個信號採集輸入點。最後機械手再配上2個按鈕，分別用於啟動和停止。

所述氣動機械手的主要輸人點有8個，機械手功能是將一邊的工件搬到另一邊，如將一條生產線的工件搬到另一條生產線，或將一個工作站的工件搬到另一個工作站，工作順序為：(上電)→復位→(啟動) →伸出→下降→抓工件→上升→縮回→右旋→伸出→下降→放工件→上升→縮回→左旋→循環。

所述機械手動作是：設復位狀態為左邊、伸縮氣缸縮回、氣爪放鬆。因此上電後復位就是需要左旋至左極限、縮回至後極限、放鬆氣爪；按下啟動按鈕後，伸縮氣缸伸出，直至前極限點；下一個動作是機械手下降至下極限點；然後抓工件，此處由於沒有傳感器，可安排一定的保持時間，如l s；接下來的動作是機械手上升至上極限；然後縮回至後極限；接著機械手右旋至右極限；機械手再伸出至前極限；然後機械手下降至下極限；下一步是將工件放下，完成工件的搬運工作；接下來機械手應返回原始位置，即先上升至上極限，然後縮回至後極限，再左旋至左極限，即原點。至此，氣動機械手通過13個動作完成一個工作周期，可返回進行下一個循環。這裡，我們注意到機械手都要在縮回後再旋轉，這時為了避免懸臂梁過長而造成幹涉或者機械的笨重。

本發明的有益效果是：介質來自於空氣,環境汙染小,工程容易實現，使該機械手在工業自動化生產中得到了很好的利用,它可減少人的重複操作,並且它還可以完成人無法完成的操作,從而大大地提高工業生產效率。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

圖1是本發明的氣動系統原理圖。

圖2是本發明的氣動機械手PLC I/O分配表。

圖3是本發明的PLC控制程序功能圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。

如圖1，機械手的終端是一個氣動夾爪，可以實現抓和放的動作，由一個雙作用氣缸和一個雙電控電磁閥來完成控制；氣動夾爪安裝在一個垂直方向的雙作用氣缸上，能實現上升和下降動作，方向的控制由一個單電控的電磁閥來完成；垂直方向的氣缸又安裝在一個水平方向的伸縮氣缸上，能實現伸出和縮回動作，水平雙作用氣缸由一個雙電控的電磁閥完成；水平氣缸再安裝在一個雙作用旋轉氣缸上，能實現左旋和右旋動作，我們希望它能停在活動範圍的任意位置，因此選擇了一個雙電控的三位五通閥來控制。因此機械手的動作由4個電磁閥共7個控制點來實現其旋轉、伸縮、上下和抓放的動作。另外，氣動機械手的感知部分採用了這樣一些信號開關：左右極限點各用1個電感式傳感器，伸縮的前後極限點各採用了1個標準型的磁電開關，上下極限點也各採用磁電開關。這樣這個機械手系統上就有了6個信號採集輸入點。最後機械手再配上2個按鈕，分別用於啟動和停止。

如圖2，氣動機械手的主要輸人點有8個，機械手功能是將一邊的工件搬到另一邊，如將一條生產線的工件搬到另一條生產線，或將一個工作站的工件搬到另一個工作站，工作順序為：(上電)→復位→(啟動) →伸出→下降→抓工件→上升→縮回→右旋→伸出→下降→放工件→上升→縮回→左旋→循環。

如圖3，機械手動作是：設復位狀態為左邊、伸縮氣缸縮回、氣爪放鬆。因此上電後復位就是需要左旋至左極限、縮回至後極限、放鬆氣爪；按下啟動按鈕後，伸縮氣缸伸出，直至前極限點；下一個動作是機械手下降至下極限點；然後抓工件，此處由於沒有傳感器，可安排一定的保持時間，如l s；接下來的動作是機械手上升至上極限；然後縮回至後極限；接著機械手右旋至右極限；機械手再伸出至前極限；然後機械手下降至下極限；下一步是將工件放下，完成工件的搬運工作；接下來機械手應返回原始位置，即先上升至上極限，然後縮回至後極限，再左旋至左極限，即原點。至此，氣動機械手通過13個動作完成一個工作周期，可返回進行下一個循環。這裡，我們注意到機械手都要在縮回後再旋轉，這時為了避免懸臂梁過長而造成幹涉或者機械的笨重。