气动机械手控制系统机械手设计 .pdfVIP

摘要;气动机械手控制系统的设计要求是在控制系

统的指令下，能将工件迅速、灵活、准确、可靠地抓起并运

送到指定位置，因此本文采用PLC可编程控制器作为工件抓

取机械手的控制系统，气压驱动作为驱动机构，根据机械手

的动作流程和输入输出要求来选PLC的型号并确定I/O接

口，最后进行程序的编辑与调试，从而使机械手完成最后的

装夹任务。关键词关键词关键词关键词：：：：机械手可

编程控制器PLC控制设计

第一章引言

由于气压传动系统使用安全、可靠，可以在高温、震

动、易燃、易爆、多尘埃、强磁、辐射等恶劣环境下工作”’。

而气动机械手作为机械手的一种，它具有结构简单、重量轻、

动作迅速、平稳、可靠、节能和不污染环境、容易实现无级

调速、易实现过载保护、易实现复杂的动作等优点。所以，

气动机械手被广泛应用于汽车制造业、半导体及家电行业、

化肥和化工，食品和药品的包装、精密仪器和军事工业等。

现代汽车制造工厂的生产线，尤其是主要工艺的焊接生产

线，大多采用了气动机械手。车身在每个工序的移动；车身

外壳被真空吸盘吸起和放下，在指定工位的夹紧和定位；点

焊机焊头的快速接近、减速软着陆后的变压控制点焊，都采

用了各种特殊功能的气动机械手。高频率的点焊、力控的准

确性及完成整个工序过程的高度自动化，堪称是最有代表性

的气动机械手应用。下面介绍一种基于PLC的气动机械

手控制的方法

第二章系统总体方案设计系统总体方案设计系

统总体方案设计系统总体方案设计

2.1程序设计的基本思路程序设计的基本思路程序设计

的基本思路程序设计的基本思路在进行程序设计时，首先

应明确对象的具体控制要求。由于CPU对程序的串行扫描工

作方式，会造成输入输出的滞后，而由扫描方式引起的滞后

时间，最长可达两个扫描周期，程序越长，这种滞后越明显，

则控制精度就越低。因此，在实现控制要求的基础上，应使

程序尽量简洁﹑紧凑。另一方面，同一控制对象，根据生产

的工艺流程不同，控制要求或控制时序会发生变化，此时，

要求程序修改方便、简单，即要求程序有较好的柔性。

2.2气动机械手气动机械手气动机械手气动机械手的的

的的控制要求控制要求控制要求控制要求：：：：

1、气动机械手的升降和左右移动分别由不同的双线圈电磁

阀实现，电磁阀线圈失电时能保持原来的状态，必须驱动反

向德线圈才能反向运动。2、上升、下降的电磁阀线圈

分别为YV1、YV2；右行、左行的电磁阀线圈为YV3、YV4；

3、机械手的夹钳由单线圈电磁阀YV5来实现，线圈通电夹

紧，断电松开；4、机械手的夹钳的松开，夹紧通过延

时1.7s实现；5、机械手的限位由行程开关SQ1、SQ2、

SQ3、SQ4来实现；

2.3系统的硬件结构与工作方式系统的硬件结构与工

作方式系统的硬件结构与工作方式系统的硬件结构与工作

方式2.3.1硬件结构机械手用来将工件从A点搬运

到B点（如图1），输出Q0.1为1时工件被夹紧，为0时背

松开。工作方式选择开关的5个位置分别对应于5种工作方

式，操作面板左下部的6个按钮式手动按钮。为了保证在紧

急情况下（包括PLC发生故障时）能可靠地切断负载电源，

设置了交流接触器KM。PLC开始运行时按下“负载电源”

按钮，使KM线圈得电并自锁，KM的主触点接通，给外部

负载提供交流电源，出现紧急情况时用“紧急停车”按钮断

开负载电源

2.3.2气动机械手的工作方式

系统设有手动、单周期、连续、单步和回原点五种工

作方式（如图2）。在手动工作方式下，用I0.5—I1.2

对应的6个按钮分别独立控制机械手的升、降、左右行和夹

紧松开。在单周期的工作方式下，按下启动按钮I2.6

后，从初始步M0.0开始，机械手