基于PLC的气动安装搬运机械手设计

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1、工业基于PLC的气动安装搬运机械手设计罗庚兴．欧阳锡畅(1．广东松山职业技术学院电气系，广东韶关512126；2．广东韶关钢铁集团有限公司，广东韶关512123)搬运机械手的设计。阐述了安装搬运机械手的结构和工作原理，以PLC为核心，进行了气动控制回路栅电和软件设计。通过在模块化生产系统中应用．实现了工件的平稳搬运和准确安装等功能气动控制回路：电气控制系统中图分类号：TP241文献标识码：A文章编号：1009—9492(2010)07—0033—031引言气动机械手作为机械手的一种．具有结构简单、重量轻、

2、动作迅速、工作可靠、节能和环保等优点而被广泛应用。本文介绍一种用于模块化生产系统(ModularProdue。tionSystem，简称MPS)上的气动安装搬运机械手装置，该装置融合了机电一体化、电气自动化等专业所涉及的机械传动技术、位置检测技术、气动技术、PLC控制技术、通信技术等知识．且由于操作的对象和信息输入输出的元件都是实际生产中采用的．所以非常适合作为专业综合实践和专业课程综合实训平台，培养学生的专业知识综合应用能力和创新能力2安装搬运机械手的结构和工作原理安装搬运机械手是MPS装置第3站的主体

3、设备，主要1．夹钳2．升降气缸3．安装工作位4．加工站取料位功能是。将加工站加工好的工件l搬运到安装工作位，然5．支架6．左气缸7．右气缸8．分类站分类位后发出安装请求指令。待安装站将工件2安装到工件l中后，再将组装好的成品搬运到分类站分类位。图I安装搬运站结构图安装搬运机械手的结构示意如图l所示．主要由夹钳、升降气缸、左右气缸、磁性开关、电磁阀、气源处理统由气源、气动三联件0Z、电磁阀、节流阀和各种气缸组件、支架等组成。组成。气源工作压力：最小6bar，最大8bar。左右气缸的夹钳用于实现工件的夹紧和放

4、松。升降气缸使机械手换向阀采用二位五通双电控电磁阀，升降气缸和夹紧气缸升降，实现提升和放下工件的动作。左右气缸配合旋转齿的换向阀采用二位五通单电控电磁阀。电磁阀均选用轮实现机械手旋转和停留。机械手可在加工站取料位、安AIRTAC公司型号为4V110一M5的产品。气缸选用SMC公装工作位和分类站分类位3个位置之间旋转停留。停留位司的产品，左右气缸选CDU20—50D型号，升降气缸3A选置由左右气缸上的磁性开关共同检测判断。CDM2B10—30型号，夹紧气缸4A选MHZ2一IODIE型号。3气动控制回路设计为

5、了使各执行元件运动平稳。各气缸2个气口装有单向节安装搬运机械手的气动控制回路如图2所示。气动系流阀，型号选择为SMC公司的ARJ1020F—M5。升降气缸收稿13期：2010～Ol一26[二]Ⅱ控制位置检测开关选用SMC公司的D—C73产品，左右气缸位共l2个开关量输入信号：输出信号有：电磁阀控制信号4置检测开关选用SMC公司的D—A93产品．夹钳上不用位个，与加工站、安装站和分类站的联络信号4个，共8个置检测开关。开关量输出信号。输入输出信号的具体作用和地址分配如表l所示。通讯继电器和电磁阀的线圈左气缸

6、lA右气缸2A升降气缸3A灾它ll气缸●ASIIS22SI2S23SI3S2均为DC24V。选用三菱FX2N一48MR型PLC。24点直流输入，24点继电器型输出，并向外提供24V直流电源，完全可以满足控制要求。安装机械手接受的联络信号有：加工站工件1到位．发出的取料请求信号3C4：安装站将工件2安装到工件1中后，发出的安装完毕信号5C4；分类站分类位准备好，发出的放料请求信号6C4。安装机械手发出的联络信号有：安装机械手从加工站取料位取走工件1，向加工站发送的取料完毕信号4C3；安装机械手将工件1放好在

7、安装平台上．向安装站发送的安装请求信号4C5A：图2安装搬运机械手气动控制回路安装机械手将安装好的成品从安装平台取走后．向安装站发送的搬取结束信号4电气控制系统设计4C5B，用于安装站复位；安装机械手将成品放到分类站的4．1电气元件布置与PLC的I／0接口分配分类位后．向分类站发送的放料完毕信号4C6。安装搬运机械手的检测和执行电气元件布置示意如图因为安装搬运机械手的通讯输出信号与加lT站、安装3所示。当1V2和2V2得电时，左缸和右缸活塞均伸出，站、分类站的通讯接收信号均分属两个不同的电路，故通控制机械

8、手左转到加T站取料位上方；当1V2和2Vl得电讯信号通过中间继电器来实现隔离。继电器K1处理取料完时．左缸活塞伸出而有缸活塞缩回，控制机械手旋转到安毕信号．继电器K2用来处理放料完毕信号，继电器K3用来处理安装请求信号，继电器K4用来处理搬取结束信号。表l安装搬运机械手PLc的I／0地址分配表，sii日目w日w日图3安装搬运机械手电气元件布置示意图装工作位上方：当1V1和2V1得电时，左缸和右缸活塞均4．2PLC控制程序缩回．