分析气动机械手fluidsim仿真设计及动作顺序控制

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1、液压气动与密~-／2m5xF．3~03期doi：lO．3969~。issn．1008—0813．2015．03．012气动机械手FLUlDSIM仿真设计及动作顺序控制陈明，谢志波(丽水职业技术学院，浙江丽水323000)摘要：设计了一种气压驱动式的多自由机械手，该机械手具有旋转、升降、伸缩以及松夹四个自由度，针对自由度的运动工作过程，借助FLUIDSIM软件对其回路进行仿真设计，同时通过编写PLC梯形图方式实现对四自由度动作的顺序化控制。文中详细介绍了机械手各自由度的工作过程、气压回路FLUID

2、SIM仿真过程以及PLC动作顺序控制过程，仿真结果验证了所设计回路的正确性，控制过程揭示了控制方法的有效性。关键词：气压驱动；机械手；自由度；FLUIDSIM仿真中图分类号：TH138文献标志码：A文章编号：1008—0813(2015)03—0042—04MovementSequenceControlandFLUIDSIMSimulationDesignforPneumaticManipulatorCHENMing,XIEZhi—bo(LishuiVocational&TechnicalCol

3、lege。Lishui323000．China)Abstract：Apneumaticmanipulatorisdesigned，ithavesomefreedomsincludingrotation、lifting、expansionandlooseclamping，aimingatthemovementprocess，loopisdesignedusingFLUIDSIMsoftware，atthesametime，actionsequencecontrolisfinishedbyPLCla

4、dderdia—gram．Thepaperintroducesworkingprocessofmanipulator、FLUIDSIMsimulationprocessandmovementprocess，simulationresultsverifythecorrectnessofloop，controlprocessshowstheefectivenessofmethod．Keywords：pneumatic；manipulator；freedom；FLUIDSIMsimulationO引言

5、自由度是机械手设计的关键参数。图1所示为气压驱动式工业机械手的结构，它分别具有旋转、升降、伸缩、气动机械手一般由机械结构、动力部分(液压、气松夹4个自由度，旋转功能通过齿轮齿条机构实现，升压、电机)、控制元件以及传感检测装置四部份组成u，降与伸缩功能则通过气压缸纵向／横向运动实现，松夹它可模仿人的手形完成多自由度的运动工作，最终达功能通过齿条与不完全齿轮配合运动实现。到机器换人的目的。机械手根据人为设定的程序要求完成一定的机械运动，它可替代人工作业，具有工作时间长、定位精度好、工作效率高、清洁无

6、污染等方面的特点。本文所介绍是一种具有旋转、升降、伸缩以及松夹四自由的气压驱动式工业机械手，该机械手可以根据人为编写的PLC梯形图完成指定的运动轨迹，具有控制过程随机性与可视化的优点，动力部份采用气压驱动，回路设计过程则借助FLUIDSIM仿真软件来完成。图1机械手结构示意图1机械手自由度定义2气动回路FLUIDSIM仿真设计机构所具有的独立运动方式称之为机构的自由度1，FLUIDSIM软件是由FESTO公司专门针对液气压设计而开发，具有回路设计与仿真验证功能，能够快速收稿日期：2014—10—

7、31作者简介：陈明(1959一)，男，浙江新昌人，工程师，本科，现从事机电液气设计出液气压回路并对所设计的回路进行模拟仿真以一体化领域的科学研究。便及时发现设计过程中所存在的显性或隐性问题，便·—●一-—+一-—●一-—-+-+-+-+-+[3]罗惕乾．流体力学[M]一E京：机械工业出版社，2012．[6】成大先．机械设计手册(液压传动单行本)【M]．北京：化学工业I4]巴克w．液压阻力回路系统学【M]．北京：机械工业出版社，出版社，2004．1980[7】机械设计编委会．机械设计手册(第4卷)

8、【M]．北京：机械工业【5]章宏甲．液压与气压传动【M1．北京：机械工业出版社，2004．出版社，2004．42HvdraulicsPneumatics&Seals／No．O3．20l5于及时改进设计。气压机械手回路设计的主要任务是进、下降、底部右旋至行程，机械手成松开状态。按下选择适合的换向阀及驱动方式、控制进出气路的流量启动按钮后，机械手手臂上升，上升到顶端，上升动作以及执行元件输入输出的工作压力，通过对方向、流停止，机械手手臂开始伸出，伸出到位，伸出动作停止，量、压力的控制达到使执行机构获