基于plc工业取料机械手系统设计

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1、·50·工业仪表与自动化装置2010年第3期基于PLC的工业取料机械手系统设计周鸿杰h，骆敏舟，李涛，徐林森，胡晓娟，(1．中国科学院合肥智能机械研究所，合肥23003l：2．中国科学技术大学a．自动化系；b．精密机械与精密仪器系，合肥230027：3．常州机械电子工程研究所，江苏常州213164)摘要：介绍了一种基于PLC控制的工业取料机械手，设计了取料机械手的机械结构和气动系统，并给出了PLC控制系统的软硬件设计和步进电机运行速度控制设计，该系统应用于注塑行业，具有稳定可靠的性能，提高了生产效率。关键词：PLC；机械手；气动系统中图分类号：TP273文献标志码：A文章编号：100

2、0—0682(2010)03—0050—03DesignofmanipulatorsysteminindustrypartdeliverybasedonPLCZHOUHongjie’，LUOMinzhou，LITao'，XULinsen，HUXia~uan'(1．InstituteoflnteUigentMachines，ChineseAcademyofSciences，Hefei230031，China；2d．DepartmentofAutomation；b．DepartmentofPrecisionMachineryandPrec~ionInstrumentation．Unive

3、rsityofSc~1weandTechnologyofChina，Hefei230027，China；3．ChangzhoubzstituteofMechatronicsEngineering，JiangsuChangzhou213164，China)Abstract：ThispaperintroduceoneindustrypartdelivermanipulatorbasedonPLC，themechanicalconstructionandpneumaticsystemofthemanipulatorusedinindustrypartdeliveryhavebeendesi

4、gned，alsoprovidethesoftwareandhardwareofthecontrolsystembasedonPLCandspeedcontrolofthestepmotor．Thissystemusedininjectionmoldingindustry，hasastableandreliableperformance，whichcanimproveproductioneficiency．Keywords：PLC；manipulator；pneumaticsystem了生产效率和生产质量，可以创造巨大的社会效益0引言和经济效益。目前在各种不同的工业企业中，比如注塑行

5、业、1机械手的结构及工作原理铸件行业等，经常有工件等需要搬运，特别是各种零件在机电、日用品、五金中占很大比例(70％以上)，该机械手由机械手臂、电机、联轴器、汽缸、丝但目前绝大多数是采用手工取料，从而引发了大量杠、导轨、吸盘、底座组成，如图1所示。的工伤事故。应用PLC控制机械手能实现各种规引拔汽缸导轨丝杆上下汽缸定的工序动作，不仅可以提高产品的生产效率，而且对保障人身安全，改善劳动环境，减轻劳动强度，提高劳动生产率，节约原材料消耗以及降低生产成本，有着十分重要的意义。该文研究的基于PLC系统的工业取料机械手具有造价低，使用灵活等优点，可以广泛应用于机械行业、电子行业、化工行业、食品

6、和包装行业等各种恶劣环境的操作，特别适用于注塑行业，大幅度提高收稿日期：2009—09—11作者简介：周鸿杰(1985)．男，重庆人，中国科学技术大学硕J一研究生，研究方向为自动化控制图1机械手机构示意图2010年第3期工业仪表与自动化装置·51·在方向，选用普通汽缸驱动，直线导轨导向。机械手的工作流程为：机械手在初始位置，由电在y方向，采用步进电机驱动丝杆的传动方式。在机配合联轴器带动丝杠使机械手臂沿y方向作横z方向，选用高速汽缸驱动。同时在Y自由度上设人运动，到达限位开关即停止，然后由汽缸推动竖直有限位开关，而在、Z自由度汽缸以及吸盘旋转汽方向手臂沿方向作引拔进运动，到达磁性开关

7、即缸都设有磁性开关，用来限定机械手移动范围及进停止，然后有高速汽缸推动竖直方向手臂沿z方向行限位保护。作下行运动，碰到磁性开关即停止，然后吸取塑件，吸盘旋转部分的结构如图2所示，采用吸盘吸上行，引拔退，横出，下行，吸盘旋转，放塑件，吸盘回取塑件，选用汽缸驱动实现吸盘架90。旋转。同时正，上行回到原点。在汽缸两侧需有接触开关以确定侧姿或回正状2机械手的气动控制系统态。吸盘末端需有磁性开关以确定塑件是否到位，同时还设有真空压力开关以检测真空度是否根据机械手的工