2020年气动搬运机械手的机械结构设计思考论文.doc

气动搬运机械手的机械结构设计思考论文 主要针对气动搬运机械手的设计进行研究,首先对气动搬运机械手的设计方案进行了概述,然后分别详细阐述了气动搬运机械手手部结构的设计、气动搬运机械手的手腕结构设计,最后分析介绍了气压系统的设计,以起到推动气动搬运机械手发展的作用。 目前，由于机械手技术有了快速的开展，同时PLC控制技术以及点控制技术也在消费理论中得到应用，所以，合适在工业自动化消费中运用的经过机械手也有了不小的停顿。由于气动机械手具有诸多优势，比方构造简单、定位准确、控制便利等，因而被自动化消费线大量采用。本文将分离自动化消费线的实践状况，停止基于PLC与步进电机的气入手搬运机械手控制的讨论。 一、起动机械手的机构及原理 1、气动机械手的构造 该气动机械手的构造如图1所示，其中1为推料气缸，2为工作库，3为单杆气缸，4为双导杆气缸，5为气入手抓，6为转轴，7为步进电机，8为传送带。在以上组成元件中，燃料气缸主要担任在工件库中推送工件；气入手抓则是用来抓紧工件或放松工件；双导杆气缸是用来控制机械手臂停止缩回或者伸出动作；单杆气缸能够提升或者降低气入手抓；不只电机控制着机械手臂的旋转，并且根据脉冲数量来保证定位精确。 2、气动机械手的工作原理 本文讨论的气动系统包括了推料气缸、升降气缸、伸缩气缸和气入手抓等组成局部。其中，单电控制二位五通阀担任控制推料气缸、升降气缸以及伸缩气缸。而气入手抓则是被双电控制二位五通阀来停止控制。至于气缸动作过程中的稳定性，普通经过单向节流阀来控制其速度，速度得到控制以后，气缸在运动过程中的稳定性即可大大进步。该气动机械手在工作中遵照以下流程：工件存料后气动机械手向前伸出前臂降低工件被气入手指夹住前臂抬升并缩回手臂向右旋转手臂前屈手爪把工件放进料口手臂缩回机械手复位，直到下一个工件就位，这一过程循环停止到达工作的目的。在本系统中，为了保证机械手的定位精确，把电感传感器安装在机械手底座处，当作其基准传感器。并且在机械手向左、向右旋转到最大位置处加装限制安装。 二、气动机械手控制规范 关于气动机械手控制规范，主要表现在搬运工件的工作中，不只要精确控制其操作，还要同步呈现系统的状态。在遇到紧急事情时，能够停止相应的处置。详细请求分三个方面：（1）机械手在工件到位后向前伸出手臂，当传感器检测后，手爪气缸延迟0.5秒后降落，在限位传感器感应后，同样延迟0.5秒再抓取工件，手抓承受到加紧信号之后，延迟0.5秒上升气缸，到位后手臂气缸回缩，缩回限位到位之后右旋转，抵达一定角度之后手臂向前伸出，伸出限位后手爪气缸降低，降落限位后，手入手爪延迟0.5秒松开工件，手爪进步限位后，手臂气缸向后缩，缩回限位后手臂停止左旋转，直到下一个工件就位，再反复以上请求。（2）启动、中止、复位、正告。在该系统通电，“复位”被点动后系统复位，并且肃清洁净存料台。点击“启动”按钮之后，表示缺料状况的黄灯会闪烁，设备在放进工件后再运转。当点动“中止“按钮后，全部元件都会暂停工作，正告灯也会点亮，同时缺料黄灯也会继续闪烁。（3）系统不测断电的处置。设备会在系统不测断电后暂停工作。直到电源供给恢复之后，点击“复位”按钮，并且再次点动“启动”按钮，这个时分机械手会执行控制请求（1）中的有关内容。 三、气动机械手控制系统的设计 1、气动机械手控制系统的硬件设计 本系统在动作流程上主要依据气动机械手控制系统的工作原理，并且分离电磁铁的状态和步进电机的方向信号DIR和脉冲信号的状态来布置气动机械手的动作次第。在PLCI/O口分配方面，主要根据该系统输出与输入的数量特征。决议将控制器选择为西门子S7-200系列PLC。该气动搬运机械手控制系统的I/O口分配状况如表1所示。 2、气动机械手控制系统的软件设计 在本文中的机械手软件设计过程中，步进电机的控制是比拟复杂的难点。关于步进电机控制系统而言，其驱动器的方向信号DIR和脉冲信号PLU是由Q0.1和Q0.0分别提供的。应用程序对步进电机的旋转方向和脉冲数目停止相应设置后，根本上能够保证机械手向左、向右旋转的精确度。分离步进电机的动作特征，应用S7-200PLC的脉冲指令PLS来保证步进电机的定位。其中，高速脉冲指令包括宽度可变脉冲PWM和高速脉冲PTO这两品种型。由于PTO方式可以有效控制脉冲数量和周期，所以被该系统采用。步进电机一旦在启动霎时发作高频脉冲增加的状况，会招致电机呈现失步等毛病。为此，步进电机在停止启动、运转、中止、高速运转、减速等阶段时，能够在PTO指令过程中运用多管线控制手腕。 结论