机械手编程-毕业设计

5.1.3气动机械手装置设计

气动机械手装置如图五所示，主要由机械手抓紧放松夹紧装置、上下气动移行装置、底座及各电气、气动元件和传感器等组成。工作过程如下,从图五 所示的原始位置开始,升降气缸1向下移动气动夹紧机构3 并夹紧A 处之物料块,然后向上移动。到位后,气动夹紧机构连同升降气缸向右移动,升降气缸2 向下移动气动,最后夹紧机构3 放松即将物料块放到B处,然后沿相反方向使机械手处于原始位置。为下一个工作周期准备,以实现循环。此装置能够实现物料在一个平面内的搬运。上下移动气缸2 行程为710mm ,为了防止工件偏移,上下移动气缸2 的缸体上各安装了两个磁性开关用于上下极限位置的检测;在传送带A这边安装了光电感应开关用于有无工件(物料块) 检测。

1）气源压缩机的设计原理，气源装置的组成和布置示意图，如图9

| 图9

1.空压机2.冷却器3.油水分离器4.储气罐5.干燥器6.过滤器7.储气罐8.加热器9.四通阀

气源装置一般由四部分组成，即空气压缩机；压缩空气的净化、贮存装置；管道系统和气动三大件。

在 图六中，空气压缩机1是用来产生压缩空气的。空气压缩机 的吸气口装有过滤器，可以减少进入空气压缩机内的气体的灰尘。后冷却器2用来冷却空气压缩机排出的高温气体，使汽化的水和油凝结出来。油、水分离器3用来分离并排出凝结出来的水滴、油滴和杂质等。贮气罐4和7用来贮存压缩空气，稳定压

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缩空气的压力，同时使压缩空气中的部分油分和水分沉积在贮气罐底部以便除去。干燥器5用来进一步吸收压缩空气中油分和水分，使之成为干燥空气。过滤器6用来进一步过滤压缩空气中的灰尘、杂质和颗粒。 气动传动装置由原动机驱动空气压缩机通过管道的输送气来控制 2）左右转动驱动装置的选择

底座驱动动力源选择2-E系列三相异步电动机

2-E系列电动机是在Y2系列电机基础上派生设计的高效节能电动机，整个系列的电机效率高于普通Y2系列电机效率，其外形美观，高效、节能，绝缘等级为F级，防护等级为IP54或IP55，电机噪声和振动小、运行可靠。 在异步电动机的定子铁心里，嵌放着对称的三相绕组A－X、B－Y、C－Z。

工作原理：异步电动机三相对称定子绕组中通入三相交流电产生旋转磁场，转子导体切割定子旋转磁场而产生感应电动势及感应电流，转子载流导体在定子旋转磁场中受电磁力作用，形成电磁转矩，拖动转子沿旋转磁场方向转动起来，从而实现了电能与机械能的转换。

当向三项定子绕组中通过入对称的三项交流电时，就产生了一个以同步转速n1沿定子和转子内圆空间作顺时针方向旋转的旋转磁场。由于旋转磁场以n1转速旋转，转子导体开始时是静止的，故转子导体将切割定子旋转磁场而产生感应电动势（感应电动势的方向用右手定则判定）。由于导子导体两端被短路环短接，在感应电动势的作用下，转子导体中将产生与感应电动势方向基本一致的感生电流。转子的载流导体在定子磁场中受到电磁力的作用（力的方向用左手定则判定）。电磁力对转子轴产生电磁转矩，驱动转子 沿着旋转磁场方向旋转。

通过PLC控制交流接触器，改变三相异步电动机的运动方向，从而实现机械手的左右转。

5.2 控制系统的软件设计

5.2.1 控制程序设计

该机械手控制程序较复杂，运用模块化设计思想，采用“化整为零”的方法，将机械手控制程分为：公用程序、手动程序和自动程序，分别编出这些程序段后，

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再“积零为整”，用条件跳转指令进行选择，该控制程序运行效率高，可读性好。 1) 手动程序

手动程序分为点动控制和单步控制两部分，手动操作不需要按工序顺序动作，按普通继电器程序来设计。手动操作的梯形图如图所示。手动按钮10.7、11.3—12.1分别控制下降、上升、右移、左移、夹紧、放松和回原点各个动作。为了保证系统的安全运行设置了一些必要的连锁。其中在左、右移动的梯形图中加入了I0.2作为上限连锁，因为机械手只有处于上限位置时，才允许左右移动，由于夹紧、放松、动作是用二位五通电磁换向阀的CY3-1电磁线圈控制，故在梯形图中用“置位”、“复位”指令，使之有保持功能。以下是手动操作程序梯形图，如图10：

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图10

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