CN108081259A - 一种气动机械手自动搬运控制*** - Google Patents

Abstract

一种气动机械手自动搬运控制***，选用了三菱FX2N‑48MR作为控制器，程序的编写修改方便，后期的维护也较方便，用气源选作驱动，控制比较方便，其使用效果良好。该机械手性能比较稳定，具有一定的扩展性，为实际运用中机械手的设计及生产提供了一定的借鉴意义。

Description

一种气动机械手自动搬运控制***

技术领域

本发明涉及一种气动机械手自动搬运控制***，适用于机械领域。

背景技术

气动搬运机械手是在生产过程中采用机电结合来模拟人手动作的机械设备，它可以代替人手搬运笨重物体或在高温、有毒、高粉尘及易燃易爆等恶劣的环境下工作。原机械手采用单片机控制***由于所需驱动电流较大因而必须设计功率接口电路，还要进行抗干扰及其可靠性的设计。而使用可编程控制器PLC的白动控制***不需外接电路，其体积小、抗干扰能力强、可靠性高、故障率低、动作精度高。

发明内容

本发明提出了一种气动机械手自动搬运控制***，选用了三菱FX2N-48MR作为控制器，程序的编写修改方便，后期的维护也较方便，用气源选作驱动，控制比较方便，其使用效果良好。

本发明所采用的技术方案是：

所述机械手的动作由4个气缸，一共7个电磁阀控制点来实现其旋转、仲缩、上下和抓放的动作。

所述机械手选用了一个双作用旋转气缸，实现其左右旋转动作，并用一个双电控的三位五通阀来控制，使其能停在活动范围的任意位置。

所述机械手的伸缩气缸安装在旋转气缸上，可实现仲缩动作，控制由一个双电控的两位五通阀完成。

所述机械手的升降气缸则安装在仲缩气缸上，可实现上下运动，其控制由一个单电控的两位五通阀来完成。

所述机械手的终端是一个气动夹爪，安装在升降气缸上，可以实现抓放动作，控制过程由一个双作用气缸和一个双电控两位五通电磁阀来完成。

本发明的有益效果是：该机械手性能比较稳定，具有一定的扩展性，为实际运用中机械手的设计及生产提供了一定的借鉴意义。

附图说明

图1是本发明的气动机械手动作过程图。

图2是本发明的机械手气动控制原理图。

图3是本发明的外部电气接线示意图。

图4是本发明的气动机械手复位PLC程序的编写。

图中：1.夹紧气缸；2.升降气缸；3.伸缩气缸；4.摆动气缸；5~8.单向节流阀；9~12.电磁换向阀和消音器；13.气源；14.气源通断阀；15.气源三联体。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1，本机械手主要由手部和运动机构组成，主要完成抓持工件(或工具)的动作。通过机械结构和气动控制***的设计使机械手能够完成夹紧、松开、上升、下降、仲出、缩回、左转、右转运动来实现规定的动作。通过设计其相应的硬件电路和软件编程实现对夹持式气动机械手的控制，通过光电传感器的运用能够识别不合格工件，并切换搬运流程，而将不合格工件搬至废料槽，具有一定的分辨力，简单实用。

本机械手选用了一个双作用旋转气缸，实现其左右旋转动作，并用一个双电控的三位五通阀来控制使其能停在活动范围的任意位置。仲缩气缸安

装在旋转气缸上，可实现仲缩动作，控制由一个双电控的两位五通阀完成。升降气缸则安装在仲缩气缸上，可实现上下运动，其控制由一个单电控的两位五通阀来完成。机械手的终端是一个气动夹爪，安装在升降气缸上，可以实现抓放动作，控制过程由一个双作用气缸和一个双电控两位五通电磁阀来完成。

机械手的动作由4个气缸，一共7个电磁阀控制点来实现其旋转、仲缩、上下和抓放的动作。

对于在零件直径与表面粗糙度方面不合格工件的检测，用了一个光电传感器，其能将这些微小尺寸的变化转换成光电量的变化，且可以实现非接触式检测，因此不会对检测物体和传感器造成损伤，方便实用。在该传感器检测出该工件不合格时，便将机械手动作流程切换，将不合格工件搬至废料槽。

该气动机械手能够实现的功能是：将工件从上一个工作站向下一个工作站传送。机械手的控制要完成左转、右转、上升、下降、前行、后行、夹紧和放松八个动作，其中工件抓取是采用机械爪来实现的。若检测到工件不合格，则搬运正品步序第7步水平臂不伸出，搬运次品步序第7步机械手手爪松开，工件直接被放入废料槽中。反之，若工件合格则走搬运正品步序的第7步，即水平臂仲出。

如图2，气动控制主要负责机械手的仲缩、升降、旋转及夹紧松开的控制。

仲出缩回、上升下降运动部分。机械手臂仲出电磁线圈3Y1得电，则其机械手臂伸出到3S2位置；机械手臂回缩电磁线圈3Y2得电，则手臂缩回至3S1位置；手臂下降电磁线圈2Y1得电，则手臂下降至2S2位置；一旦手臂下降电磁线圈2Y工失电，那么手臂上升至2S1位置。夹紧、松开运动部分。机械手爪夹紧电磁线圈1Yl得电，则手爪夹紧，并延时4s完成夹紧动作同时以保夹紧到位；手爪松开电磁线圈1Y2得电，那么手爪松开，同时延时2s完成松开动作并确保手爪完全松开。左、右旋转运动部分。机械手臂右摆电磁线圈4Y1得电，那么手臂右转至4S2位置，该处的电容式传感器得电则右转停止；手臂左摆电磁线圈4Y2得电，则手臂左转至4S1位置，此处的电容式传感器得电，那么手臂左转停止。

如图3，此设备共需22点输入和12点输出，并且本***不需要模拟量变换及存储，同时又对PLC的扫描速度及其他方面无特殊要求。因此选用FX2N-48MRPLC一台及其相应的驱动线圈、夹钳、发光二极管、接触器和电磁阀。其共有24点输入和24点输出，满足控制要求。

该PLC的输入信号端：8个检测机械手运动状态的传感器信号，分别用来检测机械手臂的仲缩极限、升降极限、摆动极限和手爪开闭极限。同时有一个光电传感器，用来检测工件是否合格。此外，还有8个控制机械手臂摆动、仲缩、升降、手抓开闭的按钮。根据***控制的要求，还有开始和复位2个按钮信号，1个停止按钮信号，并有2个用来控制机械手连续和单周运行方式的按键开关。PLC的输出信号端：用来驱动四个气缸的电磁阀有7个输出信号，并有5个用来显示工作状态的信号指示灯。

如图4，程序开始运行后，接通一个初始化脉冲M8002，将S0置位，此时按下开始按钮X0后，程序开始运行，但若机械手不在初始位置，则程序不能继续进行下去，机械手将不会动作。这时需按下按钮X2，则将回零状态继电器S10接通，机械手开始复位：升降臂上升，仲缩臂回缩，摆动臂左摆，机械爪松开。等复位到位后，复位灯亮，同时通用状态继电器S20得电，机械手开始按原定路线动作。

Claims (5)

1.一种气动机械手自动搬运控制***，其特征是：所述机械手的动作由4个气缸，一共7个电磁阀控制点来实现其旋转、仲缩、上下和抓放的动作。

2.根据权利要求1所述的一种气动机械手自动搬运控制***，其特征是：所述机械手选用了一个双作用旋转气缸，实现其左右旋转动作，并用一个双电控的三位五通阀来控制，使其能停在活动范围的任意位置。

3.根据权利要求1所述的一种气动机械手自动搬运控制***，其特征是：所述机械手的伸缩气缸安装在旋转气缸上，可实现仲缩动作，控制由一个双电控的两位五通阀完成。

4.根据权利要求1所述的一种气动机械手自动搬运控制***，其特征是：所述机械手的升降气缸则安装在仲缩气缸上，可实现上下运动，其控制由一个单电控的两位五通阀来完成。

5.根据权利要求1所述的一种气动机械手自动搬运控制***，其特征是：所述机械手的终端是一个气动夹爪，安装在升降气缸上，可以实现抓放动作，控制过程由一个双作用气缸和一个双电控两位五通电磁阀来完成。