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机械手PLC控制

设计题目：机械手的PLC控制

机械手及其应用

总体方案选择

驱动系统方案选择

控制方式选择

驱动系统设计

PLC控制系统设计

参考文献及设计心得

设计：魏超

指导：王富春

班级：09机电一班

时间：2011.8~2011.9

一、设计题目

1、任务：机械手抓取工件，提高300mm，右转180度，伸出30

0mm放下工件，左转180度，回到原位置，然后循环做上述动作。

2、工件尺寸：40mm×40mm×40mm

工件重量：0.5Kg

工作空间：8000mm×800mm×800mm

3、动力源：220V5A24V气压源

4、控制：PLC，电磁阀，光电传感器

图.1

二、机械手及其应用

机械手是一种能模拟人的手臂的部分动作，按预定的程序轨迹极其它

要求，实现抓取，搬运工件或操做工具的自动化装置。在我国由于大

多数工业机器人所执行的工作为模拟人的手臂而工作，因而通常把工

业机器人称做操作机械手。

机械手的特点：

（1）对环境的适应性强能代替人从事危险，有害的工作。在长

时间工作对人体有害的场所，机械手不受影响，只要根据工作环境进

行合理的设计，选择适当的材料和结构，机械手就可以在异常高温或

低温，异常压力和有害气体，粉尘，放射线作用下，以及冲压，灭等

危险环境中胜任工作。

（2）机械手能持久，耐劳，可以把人从繁重单调的劳动中解放出

来，并能扩大和延伸人的功能。

（3）由于机械手的动作准确，因此可以稳定和提高产品的质量，

同时又可以避免人为的操作错误。

（4）机械手特点是通过用工业机械手的通用性，灵活性好，能很

好的适应产品的不断变化，以满足柔性生产的需要。

因此采用机械手最明显的特点是提高劳动生产率和降低成本。近年

来，随着电子技术特别是电子计算机的广泛应用，机器人的研制和生

产已成为高技术领域内迅速发展起来的一门新兴技术，它更加促进了

机械手的发展，使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结

合。机械手虽然目前还不如人手那样灵活，但它具有能不断重复工作

和劳动、不知疲劳、不怕危险、抓举重物的力量比人手大等特点，因

此，机械手已受到许多部门的重视，并越来越广泛地得到了应用。例

如：在机床加工，装配作业，劳动条件差，单调重复易于疲劳的工作

环境以及在危险场合下工作等。

随着工业技术的发展，工业机器人与机械手的应用范围不断扩大，其

技术性能也在不断提高。在国内，应用于生产实际的工业机器人特别

是示教再现性机器人不断增多，而且计算机控制的也有所应用。在国

外应用于生产实际的工业机器人多为示教再现型机器人，而且计算机

控制的工业机器人占有相当比例。带有“触觉”，“视觉”等感觉的

“智能机器人”正处于研制开发阶段。带有一定智能的工业机器人是

工业机器人技术的发展方向。

三、总体方案

要执行的详细的动作为：（1）定位（2）下降（3）夹紧

（4）上升（5）右转180°（6）下降（7）松开（8）

上升（9）左转180°（10）原点，完成一个工作循环。

本机械手用于生产线上工件的自动搬运，其结构如上图所示。由

1、2两个气缸缸完成工件的加紧和提升的动作。1号气缸通过一个

单线圈的二位电磁阀控制工件的夹紧、放松，2号气缸通过一个双

线圈的二位电磁阀控制工件的上升、下降，由底盘电动机带动底盘

旋转。当工件在传送带A上运行时，并且到传送带A的端部的时候，

光电开关检测到有物体存在的时候，传送带A停止,2气缸活塞缩回，

带动竖轴下降，下降到行程开关SQ3，1气缸的驱使手爪夹紧工件，

延时2秒后。2气缸活塞伸出，带动竖轴上升，3气缸活塞缩回，

带动横轴缩回，同时底盘电动机带动底盘旋转。当底盘步进电机旋

转180°后，其到达B传送带的上方时，3气缸活塞伸出，带动横轴

前伸，同时2气缸活塞缩回，带动竖轴下降，下降到行程开关SQ3，

1气缸的驱使手爪放松工件，