气动上下料机械手的设计毕业论文

图6-1 机械手气压传动系统工作原理图

各执行机构的调速，凡是能采用排气口节流方式的，都在电磁阀的排气口安装节流阻尼螺钉进行调速，这种方法的特点是结构简单，效果尚好。如手臂伸缩气缸在接近气缸处安装两个快速排气阀，可加快起动速度，也可调节全程上的速度。升降气缸采用进气节流的单向节流阀以调节手臂的上升速度，由于手臂靠自重下降，其速度调节仍采用在电磁阀排气口安装节流阻尼螺钉来完成。气液传送器气缸侧的排气节流，可用来调整回转液压缓冲器的背压大小。

为简化气路，减少电磁阀的数量，各工作气缸的缓冲均采用液压缓冲器，这样可以省去电磁阀和切换节流阀或行程节流阀的气路阻尼元件。

电磁阀的通径，是根据各工作气缸的尺寸、行程、速度计算出所需压缩空气流量，与所选用电磁阀在压力状态下的公称使用流量相适应来确定的。

第7章 机械手PLC控制系统设计

7.1 机械手的工艺过程

机械手的工作均由电机驱动，它的上升、下降、左移、右移都是有电机驱动螺纹丝杆旋转来完成的。 分析工艺过程机械手的初始位置停在原点，按下启动后按扭后，机械手将原点→下降→夹紧（T）→上升→右移→下降→放松（T）→上升→左移到原点,动作完成一个工作周期。机械手的下降、上升、右移、左移等动作转换，是由相应的限位开关来控制的，而加紧、放松动作的转换是有时间来控制的。

为了确保安全，机械手右移到位后，必须在右工作台上无工件时才能下降， 若上次搬到右工作台上的工件尚未移走，机械手应自动暂停，等待。为此设置了一个光电开

关，以检测“无工件”信号。

为了满足生产要求，机械手设置了手动工作方式和自动工作方式，而自动工作方式又分为单步、单周期和连续工作方式。

1） 手动工作方式：利用按钮对机械手每一步动作进行控制。例如，按下“下降” 按钮，机械手下降；按下“上升”按钮，机械手上升。手动操作可用于调整工作 位置和紧急停车后机械手返回原点。

2） 单步工作方式：从原点开始，按照自动工作循环的步序，每按一次启动按钮，机械手完成一步动作后自动停止。

3） 单周期工作方式：按下启动按钮，机械手按工序自动自动完成一个周期的动作，返回原点后停止。 4） 连续工作方式：按下按钮，机械手从原点，按步序自动反复连续工作，在连 续工作方式下设置两种停车状态：

正常停车：在正常工作状态下停车。按下复位按钮，机械手在完成最后一个 周期的工作后，返回原点自动停机。

紧急停车：在发生事故或紧急状态时停车。按下紧急停车按钮，机械手停止 在当前状态。当故障排除后，需手动回到原点。

7.2 PLC控制系统

1．确定输入输出点数并选择 PLC 型号

1）输入信号

位置检测信号：下限、上限、右限、左限共 4 个行程开关，需要 4 个输入端 子。“无工件检测”信号：用光电开关作检测元件，需要 1 个端子。“工作方式”选择开关：有手动、单步、单周期和连续 4 种工作方式，需要4 个输如端子。

手动操作：需要有下降、上升、右移、左移、加紧、放松 6 个按钮，也需要6 个输入端子。

自动工作：尚需启动、正常停车、紧急停车 3 个按钮，也需要 3 个输入端子。 以上共需要 18 个输入信号。 2）输出信号

PLC 的输出用于控制机械手的下降、上升、右移、左移、加紧、放松以三个电动机转速的控制等，共需要 11 个输出点。机械手从原点开始工作，需要一个原点指示灯，也需要 1 个输出点。所以，至少需要 6 个输出点。

由于机械手的控制属于开关量控制，在功能上未提出特殊要求。因此任何型 号的小型 PLC 均可满足要求。根据所需的 IO 总点数并留有一定的备用量，可选用 FX2N-48RM，其输入和输出各 24 点，继电器输出型。FX2N-48RM 的各项工作参数已在第二章介绍，在此不在做介绍。

2．分配 PLC 的输入输出端子

PLC 的输入输出端子分配接线图，如图 7-2 所示。

图 7-2 输入输出分配接线图 所需元器件明细表 7.3 PLC控制系统程序设计

为了方便编程，可将手动和自动程序分别编出相对独立的程序段，用跳转指令进行选择，控制系统程序结构框图，如图 7-3 所示。选择手动方式时，X3 接同，跳过自动程序，执行手动程序；选择自动工作方式时，X3 断开，执行自动程序。

图 7-3 总程序结构框图

（1）手动程序 手动操作不需要按工序顺序进行动作，所以可按普通继电器程序来