氣動搬運機械手的機械結構設計思考論文
主要針對氣動搬運機械手的設計進行研究,首先對氣動搬運機械手的設計方案進行了概述,然後分別詳細闡述了氣動搬運機械手手部結構的設計、氣動搬運機械手的手腕結構設計,最後分析介紹了氣壓系統的設計,以起到推動氣動搬運機械手發展的作用。
目前，由於機械手技術有了快速的開展，同時PLC控制技術以及點控制技術也在消費理論中得到應用，所以，合適在工業自動化消費中運用的經過機械手也有了不小的停頓。由於氣動機械手具有諸多優勢，比方構造簡單、定位準確、控制便利等，因而被自動化消費線大量採用。本文將分離自動化消費線的實踐狀況，停止基於PLC與步進電機的氣入手搬運機械手控制的討論。
一、起動機械手的機構及原理
1、氣動機械手的構造
該氣動機械手的構造如圖1所示，其中1為推料氣缸，2為工作庫，3為單杆氣缸，4為雙導杆氣缸，5為氣入手抓，6為轉軸，7為步進電機，8為傳送帶。在以上組成元件中，燃料氣缸主要擔任在工件庫中推送工件；氣入手抓則是用來抓緊工件或放鬆工件；雙導杆氣缸是用來控制機械手臂停止縮回或者伸出動作；單杆氣缸能夠提升或者降低氣入手抓；不只電機控制著機械手臂的旋轉，並且根據脈衝數量來保證定位精確。
2、氣動機械手的工作原理
本文討論的氣動系統包括了推料氣缸、升降氣缸、伸縮氣缸和氣入手抓等組成區域性。其中，單電控制二位五通閥擔任控制推料氣缸、升降氣缸以及伸縮氣缸。而氣入手抓則是被雙電控制二位五通閥來停止控制。至於氣缸動作過程中的穩定性，普通經過單向節流閥來控制其速度，速度得到控制以後，氣缸在運動過程中的穩定性即可大大進步。該氣動機械手在工作中遵照以下流程：工件存料後氣動機械手向前伸出―前臂降低―工件被氣入手指夾住―前臂抬升並縮回―手臂向右旋轉―手臂前屈―手爪把工件放進料口―手臂縮回―機械手復位，直到下一個工件就位，這一過程迴圈停止到達工作的目的。在本系統中，為了保證機械手的定位精確，把電感感測器安裝在機械手底座處，當作其基準感測器。並且在機械手向左、向右旋轉到最大位置處加裝限制安裝。
二、氣動機械手控制規範
關於氣動機械手控制規範，主要表現在搬運工件的工作中，不只要精確控制其操作，還要同步呈現系統的狀態。在遇到緊急事情時，能夠停止相應的處置。詳細請求分三個方面：（1）機械手在工件到位後向前伸出手臂，當感測器檢測後，手爪氣缸延遲0.5秒後降落，在限位感測器感應後，同樣延遲0.5秒再抓取工件，手抓承受到加緊訊號之後，延遲0.5秒上升氣缸，到位後手臂氣缸回縮，縮回限位到位之後右旋轉，抵達一定角度之後手臂向前伸出，伸出限位後手爪氣缸降低，降落限位後，手入手爪延遲0.5秒鬆開工件，手爪進步限位後，手臂氣缸向後縮，縮回限位後手臂停止左旋轉，直到下一個工件就位，再反覆以上請求。（2）啟動、中止、復位、正告。在該系統通電，“復位”被點動後系統復位，並且肅清潔淨存料臺。點選“啟動”按鈕之後，表示缺料狀況的黃燈會閃爍，裝置在放進工件後再運轉。當點動“中止“按鈕後，全部元件都會暫停工作，正告燈也會點亮，同時缺料黃燈也會繼續閃爍。（3）系統不測斷電的處置。裝置會在系統不測斷電後暫停工作。直到電源供給恢復之後，點選“復位”按鈕，並且再次點動“啟動”按鈕，這個時分機械手會執行控制請求（1）中的有關內容。
三、氣動機械手控制系統的設計
1、氣動機械手控制系統的硬體設計
本系統在動作流程上主要依據氣動機械手控制系統的工作原理，並且分離電磁鐵的狀態和步進電機的方向訊號DIR和脈衝訊號的.狀態來佈置氣動機械手的動作次第。在PLC I/O口分配方面，主要根據該系統輸出與輸入的數量特徵。決議將控制器選擇為西門子S7-200系列PLC。該氣動搬運機械手控制系統的I/O口分配狀況如表1所示。
2、氣動機械手控制系統的軟體設計
在本文中的機械手軟體設計過程中，步進電機的控制是比擬複雜的難點。關於步進電機控制系統而言，其驅動器的方向訊號DIR和脈衝訊號PLU是由Q0.1和Q0.0分別提供的。應用程式對步進電機的旋轉方向和脈衝數目停止相應設定後，根本上能夠保證機械手向左、向右旋轉的精確度。分離步進電機的動作特徵，應用S7-200PLC的脈衝指令PLS來保證步進電機的定位。其中，高速脈衝指令包括寬度可變脈衝PWM和高速脈衝PTO這兩品種型。由於PTO方式可以有效控制脈衝數量和週期，所以被該系統採用。步進電機一旦在啟動霎時發作高頻脈衝增加的狀況，會招致電機呈現失步等毛病。為此，步進電機在停止啟動、運轉、中止、高速運轉、減速等階段時，能夠在PTO指令過程中運用多管線控制手腕。
結論
本文停止基於PLC與步進電機的氣入手搬運機械手控制系統的設計，經過相關實驗，證明了該機械手控制便當、定位準確，能夠長期穩定的運轉。在實踐消費過程中能夠分離需求來調整機械手動作流程，進步其順應性。
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