- 相關(guān)推薦
氣動搬運機(jī)械手的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計思考論文
主要針對氣動搬運機(jī)械手的設(shè)計進(jìn)行研究,首先對氣動搬運機(jī)械手的設(shè)計方案進(jìn)行了概述,然后分別詳細(xì)闡述了氣動搬運機(jī)械手手部結(jié)構(gòu)的設(shè)計、氣動搬運機(jī)械手的手腕結(jié)構(gòu)設(shè)計,最后分析介紹了氣壓系統(tǒng)的設(shè)計,以起到推動氣動搬運機(jī)械手發(fā)展的作用。
目前，由于機(jī)械手技術(shù)有了快速的開展，同時PLC控制技術(shù)以及點控制技術(shù)也在消費理論中得到應(yīng)用，所以，合適在工業(yè)自動化消費中運用的經(jīng)過機(jī)械手也有了不小的停頓。由于氣動機(jī)械手具有諸多優(yōu)勢，比方構(gòu)造簡單、定位準(zhǔn)確、控制便利等，因而被自動化消費線大量采用。本文將分離自動化消費線的實踐狀況，停止基于PLC與步進(jìn)電機(jī)的氣入手搬運機(jī)械手控制的討論。
一、起動機(jī)械手的機(jī)構(gòu)及原理
1、氣動機(jī)械手的構(gòu)造
該氣動機(jī)械手的構(gòu)造如圖1所示，其中1為推料氣缸，2為工作庫，3為單桿氣缸，4為雙導(dǎo)桿氣缸，5為氣入手抓，6為轉(zhuǎn)軸，7為步進(jìn)電機(jī)，8為傳送帶。在以上組成元件中，燃料氣缸主要擔(dān)任在工件庫中推送工件；氣入手抓則是用來抓緊工件或放松工件；雙導(dǎo)桿氣缸是用來控制機(jī)械手臂停止縮回或者伸出動作；單桿氣缸能夠提升或者降低氣入手抓；不只電機(jī)控制著機(jī)械手臂的旋轉(zhuǎn)，并且根據(jù)脈沖數(shù)量來保證定位精確。
2、氣動機(jī)械手的工作原理
本文討論的氣動系統(tǒng)包括了推料氣缸、升降氣缸、伸縮氣缸和氣入手抓等組成局部。其中，單電控制二位五通閥擔(dān)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。至于氣缸動作過程中的穩(wěn)定性，普通經(jīng)過單向節(jié)流閥來控制其速度，速度得到控制以后，氣缸在運動過程中的穩(wěn)定性即可大大進(jìn)步。該氣動機(jī)械手在工作中遵照以下流程：工件存料后氣動機(jī)械手向前伸出―前臂降低―工件被氣入手指夾住―前臂抬升并縮回―手臂向右旋轉(zhuǎn)―手臂前屈―手爪把工件放進(jìn)料口―手臂縮回―機(jī)械手復(fù)位，直到下一個工件就位，這一過程循環(huán)停止到達(dá)工作的目的。在本系統(tǒng)中，為了保證機(jī)械手的定位精確，把電感傳感器安裝在機(jī)械手底座處，當(dāng)作其基準(zhǔn)傳感器。并且在機(jī)械手向左、向右旋轉(zhuǎn)到最大位置處加裝限制安裝。
二、氣動機(jī)械手控制規(guī)范
關(guān)于氣動機(jī)械手控制規(guī)范，主要表現(xiàn)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(xiàn)系統(tǒng)的狀態(tài)。在遇到緊急事情時，能夠停止相應(yīng)的處置。詳細(xì)請求分三個方面：（1）機(jī)械手在工件到位后向前伸出手臂，當(dāng)傳感器檢測后，手爪氣缸延遲0.5秒后降落，在限位傳感器感應(yīng)后，同樣延遲0.5秒再抓取工件，手抓承受到加緊信號之后，延遲0.5秒上升氣缸，到位后手臂氣缸回縮，縮回限位到位之后右旋轉(zhuǎn)，抵達(dá)一定角度之后手臂向前伸出，伸出限位后手爪氣缸降低，降落限位后，手入手爪延遲0.5秒松開工件，手爪進(jìn)步限位后，手臂氣缸向后縮，縮回限位后手臂停止左旋轉(zhuǎn)，直到下一個工件就位，再反復(fù)以上請求。（2）啟動、中止、復(fù)位、正告。在該系統(tǒng)通電，“復(fù)位”被點動后系統(tǒng)復(fù)位，并且肅清潔凈存料臺。點擊“啟動”按鈕之后，表示缺料狀況的黃燈會閃爍，設(shè)備在放進(jìn)工件后再運轉(zhuǎn)。當(dāng)點動“中止“按鈕后，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(xù)閃爍。（3）系統(tǒng)不測斷電的處置。設(shè)備會在系統(tǒng)不測斷電后暫停工作。直到電源供給恢復(fù)之后，點擊“復(fù)位”按鈕，并且再次點動“啟動”按鈕，這個時分機(jī)械手會執(zhí)行控制請求（1）中的有關(guān)內(nèi)容。
三、氣動機(jī)械手控制系統(tǒng)的設(shè)計
1、氣動機(jī)械手控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計
本系統(tǒng)在動作流程上主要依據(jù)氣動機(jī)械手控制系統(tǒng)的工作原理，并且分離電磁鐵的狀態(tài)和步進(jìn)電機(jī)的方向信號DIR和脈沖信號的狀態(tài)來布置氣動機(jī)械手的動作次第。在PLC I/O口分配方面，主要根據(jù)該系統(tǒng)輸出與輸入的數(shù)量特征。決議將控制器選擇為西門子S7-200系列PLC。該氣動搬運機(jī)械手控制系統(tǒng)的I/O口分配狀況如表1所示。
2、氣動機(jī)械手控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計
在本文中的機(jī)械手軟件設(shè)計過程中，步進(jìn)電機(jī)的控制是比擬復(fù)雜的難點。關(guān)于步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)而言，其驅(qū)動器的方向信號DIR和脈沖信號PLU是由Q0.1和Q0.0分別提供的。應(yīng)用程序?qū)Σ竭M(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向和脈沖數(shù)目停止相應(yīng)設(shè)置后，根本上能夠保證機(jī)械手向左、向右旋轉(zhuǎn)的精確度。分離步進(jìn)電機(jī)的動作特征，應(yīng)用S7-200PLC的脈沖指令PLS來保證步進(jìn)電機(jī)的定位。其中，高速脈沖指令包括寬度可變脈沖PWM和高速脈沖PTO這兩品種型。由于PTO方式可以有效控制脈沖數(shù)量和周期，所以被該系統(tǒng)采用。步進(jìn)電機(jī)一旦在啟動霎時發(fā)作高頻脈沖增加的狀況，會招致電機(jī)呈現(xiàn)失步等毛病。為此，步進(jìn)電機(jī)在停止啟動、運轉(zhuǎn)、中止、高速運轉(zhuǎn)、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(jié)論
本文停止基于PLC與步進(jìn)電機(jī)的氣入手搬運機(jī)械手控制系統(tǒng)的設(shè)計，經(jīng)過相關(guān)實驗，證明了該機(jī)械手控制便當(dāng)、定位準(zhǔn)確，能夠長期穩(wěn)定的運轉(zhuǎn)。在實踐消費過程中能夠分離需求來調(diào)整機(jī)械手動作流程，進(jìn)步其順應(yīng)性。
【氣動搬運機(jī)械手的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計思考論文】相關(guān)文章：
淺談氣動搬運機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計論文07-03
機(jī)械手設(shè)計論文07-02
淺談助力機(jī)械手在汽車總裝線上的應(yīng)用論文07-02
機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計知識重用機(jī)制的論文07-03
機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計與裝配的課程建構(gòu)論文07-03
基于圖像識別技術(shù)的機(jī)械手臂過角度判斷論文07-01
如何正確使用機(jī)械手表07-04
機(jī)械手說明書范例07-02