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

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