李海雁

摘要：文章中所介紹的氣動機械手采用三菱FX1S-30MRPLC控制，利用氣缸與電磁換向閥模擬了實際生產(chǎn)中的物料轉(zhuǎn)運系統(tǒng)，在分析控制要求的基礎(chǔ)上，設(shè)計了氣動控制系統(tǒng)及PLC控制系統(tǒng)。該機械手的氣動回路簡單，再加上用PLC控制，結(jié)構(gòu)體積小，成本相對較低，經(jīng)濟適用，操作簡單，易學(xué)易用。

關(guān)鍵詞：氣動機械手；FX1S可編程控制器；PLC控制

中圖分類號：TH137 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）19-0033-02

近幾十年來，氣動技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛，尤其是在各種自動化生產(chǎn)線上得到廣泛應(yīng)用?？删幊炭刂萍夹g(shù)與氣動技術(shù)相互結(jié)合，使整個系統(tǒng)自動化程度更高，控制更加靈活，性能更可靠；氣動機械手、柔性自動生產(chǎn)線的迅速發(fā)展，對氣動技術(shù)提出了更多更高的要求；微電子技術(shù)的引入，促進了電氣比例伺服技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代控制理論的發(fā)展，使氣動技術(shù)從開關(guān)控制進入閉環(huán)比例伺服控制的時代，控制精度不斷提高；隨著微電子技術(shù)、PLC技術(shù)、計算機技術(shù)、傳感技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，氣動技術(shù)已成為實現(xiàn)現(xiàn)代傳動與控制的關(guān)鍵技術(shù)之一。

1 氣動技術(shù)的優(yōu)點

氣壓傳動系統(tǒng)的使用安全、可靠，可以在高溫、震動、易燃、易爆、多塵埃、強磁、輻射等惡劣環(huán)境下工作。而氣動機械手作為機械手的一種，它具有結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、動作迅速、平穩(wěn)、可靠、節(jié)能和不污染環(huán)境、容易實現(xiàn)無級調(diào)速、易實現(xiàn)過載保護、易實現(xiàn)復(fù)雜的動作等優(yōu)點。所以，氣動機械手被廣泛應(yīng)用于汽車制造業(yè)、家電、化工，食品和藥品的包裝等自動化生產(chǎn)

線中。

2 氣動及氣動機械手的應(yīng)用

氣動技術(shù)是以空氣壓縮機為動力源，以壓縮空氣為工作介質(zhì)，進行能量傳遞的工程技術(shù)，是實現(xiàn)各種生產(chǎn)控制與自動控制的重要手段之一。機械手是在自動化生產(chǎn)過程中使用的一種具有抓取和移動工件功能的自動化裝置，它是在機械化、自動化生產(chǎn)過程中發(fā)展起來的一種新型裝置。近年來，隨著電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用，機器人的研制和生產(chǎn)已經(jīng)成為高科技領(lǐng)域內(nèi)迅速發(fā)展起來的一門新型技術(shù)，它更加促進了機械手的發(fā)展，使得機械手能更好地實現(xiàn)與自動化的有機結(jié)合，機械手能代替人類完成危險、重復(fù)枯燥的工作，減輕人類勞動強度，提高勞動生產(chǎn)力，機械手越來越廣泛地得到了應(yīng)用，在機械行業(yè)中它可以用于零部件組裝，加工工件的搬運、裝卸，特別是在自動化數(shù)控機床、組合機床上使用更

普遍。

3 搬運氣動機械手的工作過程

搬運機械手搬運工作全過程是由懸臂氣缸、升降氣缸、氣爪氣缸和旋轉(zhuǎn)氣缸四個氣缸之間的動作組合完成。根據(jù)機械手的工作任務(wù)，該機械手的工作流程為：初始位置—啟動—懸臂氣缸伸出—升降氣缸下降—氣爪夾緊—升降氣缸上升—懸臂氣缸縮回—旋轉(zhuǎn)氣缸右轉(zhuǎn)—懸臂氣缸伸出—升降氣缸下降—氣爪放松—懸臂氣缸縮回—旋轉(zhuǎn)氣缸左轉(zhuǎn)—初始位置。機械手的上升、下降、左移、右移、夾緊、放松等動作，均由相應(yīng)的非接觸式位置檢測開關(guān)來控制。機械手所有的動作均有氣缸來驅(qū)動，它的伸出與縮回、上升與下降、左轉(zhuǎn)與右轉(zhuǎn)等動作均由二位五通雙電控?fù)Q向閥來控制，氣爪的夾緊與放松動作是由二位五通單電控?fù)Q向閥來控制，即當(dāng)電磁閥線圈YA1得電時，氣爪夾緊，YA1失電，電磁閥復(fù)位，氣爪放松；電磁閥線圈YA4得電時，懸臂氣缸伸出，YA5得電時，懸臂氣缸縮回；電磁閥線圈YA2得電，機械手上升，YA3得電，機械手下降；電磁閥線圈YA6得電，機械手左轉(zhuǎn)，YA7得電，機械手右轉(zhuǎn)回到初始

位置。

4 機械手氣動控制系統(tǒng)

機械手氣動控制系統(tǒng)主要是驅(qū)動執(zhí)行元件運動的傳動裝置，主要實現(xiàn)機械手的垂直升降、水平方向的左移右移，左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)和氣爪的夾緊動作。原理圖如下：

圖1 機械手氣動控制系統(tǒng)原理圖

4.1 水平伸縮即懸臂氣缸運動部分

在初始位置，二位五通雙電控?fù)Q向閥右位接入系統(tǒng)，壓縮空氣經(jīng)閥的進氣口1到達(dá)2出口，進入氣缸的右腔，氣缸活塞收回，當(dāng)按下“啟動”按鈕時，電磁閥線圈YA4得電接通，二位五通雙電控?fù)Q向閥左位接入系統(tǒng)，壓縮空氣進入氣缸的左腔，使得氣缸活塞伸出到傳感器G5位置，YA4失電，機械手右移停止，當(dāng)電磁閥線圈YA5得電時，使得二位五通雙電控?fù)Q向閥右位接入系統(tǒng)，當(dāng)氣缸活塞

收縮到傳感器G4位置時，活塞桿回到初始位置。

4.2 垂直升降運動部分

在初始位置，二位五通雙電控?fù)Q向閥右位接入系統(tǒng)，壓縮空氣經(jīng)閥的進氣口1到達(dá)2出口，進入氣缸的右腔，氣缸活塞收回，當(dāng)按下“啟動”按鈕時，電磁閥線圈YA3得電接通，二位五通雙電控?fù)Q向閥左位接入系統(tǒng)，壓縮空氣進入氣缸的左腔，使得氣缸活塞伸出到傳感器G3位置，YA3失電，機械手下降停止，當(dāng)電磁閥線圈YA2得電時，使得二位五通雙電控?fù)Q向閥右位接入系統(tǒng)，當(dāng)氣缸活塞收縮到傳感器G2位置時，活塞桿上升回到初始位置。

4.3 氣爪夾緊、放松運動部分

在初始位置，二位五通單電控?fù)Q向閥右位接入系統(tǒng)，壓縮空氣經(jīng)閥的進氣口1到達(dá)2出口，進入氣缸的右腔，氣缸活塞收回，當(dāng)按下“啟動”按鈕時，電磁閥線圈YA1得電接通，二位五通單電控?fù)Q向閥左位接入系統(tǒng)，壓縮空氣進入氣缸的左腔，使得氣缸活塞伸出到傳感器G5位置，YA1失電，機械手夾緊到位，當(dāng)電磁閥線圈YA1失電時，使得二位五通單電控?fù)Q向閥右位接入系統(tǒng)，當(dāng)氣缸活塞收縮，機械手放松，活塞桿回到初始位置。

5 PLC控制系統(tǒng)

該搬運機械手的工作狀態(tài)和操作需要9個輸入端子，具體分配為：啟動按鈕、停止按鈕需要占用2個端子，氣爪夾緊限位需占1個端子，升降限位占2個端子，左右移動限位占2個端子，左右旋轉(zhuǎn)限位占2個端子。機械手的輸出信號需要7個端子，具體分配為：機械手的夾緊、升降、左右移動、左右旋轉(zhuǎn)7個電磁閥線圈，需要7個端子，具體分布見表1：

表1

根據(jù)控制要求和端子數(shù)量，此處選用FX1S-30MR-001繼電器型PLC。該PLC共有16個輸入、14個輸出，滿足控制所需的端子數(shù)目，控制程序設(shè)計。

圖2

6 結(jié)語

氣動機械手是機電一體化及自動化生產(chǎn)系統(tǒng)中常用的裝置，用來搬運物件或代替人工完成某項工作，提高生產(chǎn)效率，該機械手所采用控制系統(tǒng)是由“可編程序控制器—傳感器—氣動元件”組成的典型的控制系統(tǒng)，它目前仍然是自動化技術(shù)的重要方面。該機械手的氣動回路簡單，再加上用PLC控制，結(jié)構(gòu)體積小，成本相對較低，經(jīng)濟適用，操作簡單，易學(xué)易用。

參考文獻

[1] 楊青峰，付騫.可編程控制器原理與應(yīng)用[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2010.

[2] 三菱電機自動化（上海）有限公司.三菱微型可編程控制器（FX1S）使用手冊[M].

[3] 孫濤.液壓與氣動技術(shù)[M].長沙：中南大學(xué)出版社，2010.endprint

摘要：文章中所介紹的氣動機械手采用三菱FX1S-30MRPLC控制，利用氣缸與電磁換向閥模擬了實際生產(chǎn)中的物料轉(zhuǎn)運系統(tǒng)，在分析控制要求的基礎(chǔ)上，設(shè)計了氣動控制系統(tǒng)及PLC控制系統(tǒng)。該機械手的氣動回路簡單，再加上用PLC控制，結(jié)構(gòu)體積小，成本相對較低，經(jīng)濟適用，操作簡單，易學(xué)易用。

關(guān)鍵詞：氣動機械手；FX1S可編程控制器；PLC控制

中圖分類號：TH137 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）19-0033-02

近幾十年來，氣動技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛，尤其是在各種自動化生產(chǎn)線上得到廣泛應(yīng)用?？删幊炭刂萍夹g(shù)與氣動技術(shù)相互結(jié)合，使整個系統(tǒng)自動化程度更高，控制更加靈活，性能更可靠；氣動機械手、柔性自動生產(chǎn)線的迅速發(fā)展，對氣動技術(shù)提出了更多更高的要求；微電子技術(shù)的引入，促進了電氣比例伺服技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代控制理論的發(fā)展，使氣動技術(shù)從開關(guān)控制進入閉環(huán)比例伺服控制的時代，控制精度不斷提高；隨著微電子技術(shù)、PLC技術(shù)、計算機技術(shù)、傳感技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，氣動技術(shù)已成為實現(xiàn)現(xiàn)代傳動與控制的關(guān)鍵技術(shù)之一。

1 氣動技術(shù)的優(yōu)點

氣壓傳動系統(tǒng)的使用安全、可靠，可以在高溫、震動、易燃、易爆、多塵埃、強磁、輻射等惡劣環(huán)境下工作。而氣動機械手作為機械手的一種，它具有結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、動作迅速、平穩(wěn)、可靠、節(jié)能和不污染環(huán)境、容易實現(xiàn)無級調(diào)速、易實現(xiàn)過載保護、易實現(xiàn)復(fù)雜的動作等優(yōu)點。所以，氣動機械手被廣泛應(yīng)用于汽車制造業(yè)、家電、化工，食品和藥品的包裝等自動化生產(chǎn)

線中。

2 氣動及氣動機械手的應(yīng)用

氣動技術(shù)是以空氣壓縮機為動力源，以壓縮空氣為工作介質(zhì)，進行能量傳遞的工程技術(shù)，是實現(xiàn)各種生產(chǎn)控制與自動控制的重要手段之一。機械手是在自動化生產(chǎn)過程中使用的一種具有抓取和移動工件功能的自動化裝置，它是在機械化、自動化生產(chǎn)過程中發(fā)展起來的一種新型裝置。近年來，隨著電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用，機器人的研制和生產(chǎn)已經(jīng)成為高科技領(lǐng)域內(nèi)迅速發(fā)展起來的一門新型技術(shù)，它更加促進了機械手的發(fā)展，使得機械手能更好地實現(xiàn)與自動化的有機結(jié)合，機械手能代替人類完成危險、重復(fù)枯燥的工作，減輕人類勞動強度，提高勞動生產(chǎn)力，機械手越來越廣泛地得到了應(yīng)用，在機械行業(yè)中它可以用于零部件組裝，加工工件的搬運、裝卸，特別是在自動化數(shù)控機床、組合機床上使用更

普遍。

3 搬運氣動機械手的工作過程

搬運機械手搬運工作全過程是由懸臂氣缸、升降氣缸、氣爪氣缸和旋轉(zhuǎn)氣缸四個氣缸之間的動作組合完成。根據(jù)機械手的工作任務(wù)，該機械手的工作流程為：初始位置—啟動—懸臂氣缸伸出—升降氣缸下降—氣爪夾緊—升降氣缸上升—懸臂氣缸縮回—旋轉(zhuǎn)氣缸右轉(zhuǎn)—懸臂氣缸伸出—升降氣缸下降—氣爪放松—懸臂氣缸縮回—旋轉(zhuǎn)氣缸左轉(zhuǎn)—初始位置。機械手的上升、下降、左移、右移、夾緊、放松等動作，均由相應(yīng)的非接觸式位置檢測開關(guān)來控制。機械手所有的動作均有氣缸來驅(qū)動，它的伸出與縮回、上升與下降、左轉(zhuǎn)與右轉(zhuǎn)等動作均由二位五通雙電控?fù)Q向閥來控制，氣爪的夾緊與放松動作是由二位五通單電控?fù)Q向閥來控制，即當(dāng)電磁閥線圈YA1得電時，氣爪夾緊，YA1失電，電磁閥復(fù)位，氣爪放松；電磁閥線圈YA4得電時，懸臂氣缸伸出，YA5得電時，懸臂氣缸縮回；電磁閥線圈YA2得電，機械手上升，YA3得電，機械手下降；電磁閥線圈YA6得電，機械手左轉(zhuǎn)，YA7得電，機械手右轉(zhuǎn)回到初始

位置。

4 機械手氣動控制系統(tǒng)

機械手氣動控制系統(tǒng)主要是驅(qū)動執(zhí)行元件運動的傳動裝置，主要實現(xiàn)機械手的垂直升降、水平方向的左移右移，左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)和氣爪的夾緊動作。原理圖如下：

圖1 機械手氣動控制系統(tǒng)原理圖

4.1 水平伸縮即懸臂氣缸運動部分

在初始位置，二位五通雙電控?fù)Q向閥右位接入系統(tǒng)，壓縮空氣經(jīng)閥的進氣口1到達(dá)2出口，進入氣缸的右腔，氣缸活塞收回，當(dāng)按下“啟動”按鈕時，電磁閥線圈YA4得電接通，二位五通雙電控?fù)Q向閥左位接入系統(tǒng)，壓縮空氣進入氣缸的左腔，使得氣缸活塞伸出到傳感器G5位置，YA4失電，機械手右移停止，當(dāng)電磁閥線圈YA5得電時，使得二位五通雙電控?fù)Q向閥右位接入系統(tǒng)，當(dāng)氣缸活塞

收縮到傳感器G4位置時，活塞桿回到初始位置。

4.2 垂直升降運動部分

在初始位置，二位五通雙電控?fù)Q向閥右位接入系統(tǒng)，壓縮空氣經(jīng)閥的進氣口1到達(dá)2出口，進入氣缸的右腔，氣缸活塞收回，當(dāng)按下“啟動”按鈕時，電磁閥線圈YA3得電接通，二位五通雙電控?fù)Q向閥左位接入系統(tǒng)，壓縮空氣進入氣缸的左腔，使得氣缸活塞伸出到傳感器G3位置，YA3失電，機械手下降停止，當(dāng)電磁閥線圈YA2得電時，使得二位五通雙電控?fù)Q向閥右位接入系統(tǒng)，當(dāng)氣缸活塞收縮到傳感器G2位置時，活塞桿上升回到初始位置。

4.3 氣爪夾緊、放松運動部分

在初始位置，二位五通單電控?fù)Q向閥右位接入系統(tǒng)，壓縮空氣經(jīng)閥的進氣口1到達(dá)2出口，進入氣缸的右腔，氣缸活塞收回，當(dāng)按下“啟動”按鈕時，電磁閥線圈YA1得電接通，二位五通單電控?fù)Q向閥左位接入系統(tǒng)，壓縮空氣進入氣缸的左腔，使得氣缸活塞伸出到傳感器G5位置，YA1失電，機械手夾緊到位，當(dāng)電磁閥線圈YA1失電時，使得二位五通單電控?fù)Q向閥右位接入系統(tǒng)，當(dāng)氣缸活塞收縮，機械手放松，活塞桿回到初始位置。

5 PLC控制系統(tǒng)

該搬運機械手的工作狀態(tài)和操作需要9個輸入端子，具體分配為：啟動按鈕、停止按鈕需要占用2個端子，氣爪夾緊限位需占1個端子，升降限位占2個端子，左右移動限位占2個端子，左右旋轉(zhuǎn)限位占2個端子。機械手的輸出信號需要7個端子，具體分配為：機械手的夾緊、升降、左右移動、左右旋轉(zhuǎn)7個電磁閥線圈，需要7個端子，具體分布見表1：

表1

根據(jù)控制要求和端子數(shù)量，此處選用FX1S-30MR-001繼電器型PLC。該PLC共有16個輸入、14個輸出，滿足控制所需的端子數(shù)目，控制程序設(shè)計。

圖2

6 結(jié)語

氣動機械手是機電一體化及自動化生產(chǎn)系統(tǒng)中常用的裝置，用來搬運物件或代替人工完成某項工作，提高生產(chǎn)效率，該機械手所采用控制系統(tǒng)是由“可編程序控制器—傳感器—氣動元件”組成的典型的控制系統(tǒng)，它目前仍然是自動化技術(shù)的重要方面。該機械手的氣動回路簡單，再加上用PLC控制，結(jié)構(gòu)體積小，成本相對較低，經(jīng)濟適用，操作簡單，易學(xué)易用。

參考文獻

[1] 楊青峰，付騫.可編程控制器原理與應(yīng)用[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2010.

[2] 三菱電機自動化（上海）有限公司.三菱微型可編程控制器（FX1S）使用手冊[M].

[3] 孫濤.液壓與氣動技術(shù)[M].長沙：中南大學(xué)出版社，2010.endprint

摘要：文章中所介紹的氣動機械手采用三菱FX1S-30MRPLC控制，利用氣缸與電磁換向閥模擬了實際生產(chǎn)中的物料轉(zhuǎn)運系統(tǒng)，在分析控制要求的基礎(chǔ)上，設(shè)計了氣動控制系統(tǒng)及PLC控制系統(tǒng)。該機械手的氣動回路簡單，再加上用PLC控制，結(jié)構(gòu)體積小，成本相對較低，經(jīng)濟適用，操作簡單，易學(xué)易用。

關(guān)鍵詞：氣動機械手；FX1S可編程控制器；PLC控制

中圖分類號：TH137 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）19-0033-02

近幾十年來，氣動技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛，尤其是在各種自動化生產(chǎn)線上得到廣泛應(yīng)用。可編程控制技術(shù)與氣動技術(shù)相互結(jié)合，使整個系統(tǒng)自動化程度更高，控制更加靈活，性能更可靠；氣動機械手、柔性自動生產(chǎn)線的迅速發(fā)展，對氣動技術(shù)提出了更多更高的要求；微電子技術(shù)的引入，促進了電氣比例伺服技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代控制理論的發(fā)展，使氣動技術(shù)從開關(guān)控制進入閉環(huán)比例伺服控制的時代，控制精度不斷提高；隨著微電子技術(shù)、PLC技術(shù)、計算機技術(shù)、傳感技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，氣動技術(shù)已成為實現(xiàn)現(xiàn)代傳動與控制的關(guān)鍵技術(shù)之一。

1 氣動技術(shù)的優(yōu)點

氣壓傳動系統(tǒng)的使用安全、可靠，可以在高溫、震動、易燃、易爆、多塵埃、強磁、輻射等惡劣環(huán)境下工作。而氣動機械手作為機械手的一種，它具有結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、動作迅速、平穩(wěn)、可靠、節(jié)能和不污染環(huán)境、容易實現(xiàn)無級調(diào)速、易實現(xiàn)過載保護、易實現(xiàn)復(fù)雜的動作等優(yōu)點。所以，氣動機械手被廣泛應(yīng)用于汽車制造業(yè)、家電、化工，食品和藥品的包裝等自動化生產(chǎn)

線中。

2 氣動及氣動機械手的應(yīng)用

氣動技術(shù)是以空氣壓縮機為動力源，以壓縮空氣為工作介質(zhì)，進行能量傳遞的工程技術(shù)，是實現(xiàn)各種生產(chǎn)控制與自動控制的重要手段之一。機械手是在自動化生產(chǎn)過程中使用的一種具有抓取和移動工件功能的自動化裝置，它是在機械化、自動化生產(chǎn)過程中發(fā)展起來的一種新型裝置。近年來，隨著電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用，機器人的研制和生產(chǎn)已經(jīng)成為高科技領(lǐng)域內(nèi)迅速發(fā)展起來的一門新型技術(shù)，它更加促進了機械手的發(fā)展，使得機械手能更好地實現(xiàn)與自動化的有機結(jié)合，機械手能代替人類完成危險、重復(fù)枯燥的工作，減輕人類勞動強度，提高勞動生產(chǎn)力，機械手越來越廣泛地得到了應(yīng)用，在機械行業(yè)中它可以用于零部件組裝，加工工件的搬運、裝卸，特別是在自動化數(shù)控機床、組合機床上使用更

普遍。

3 搬運氣動機械手的工作過程

搬運機械手搬運工作全過程是由懸臂氣缸、升降氣缸、氣爪氣缸和旋轉(zhuǎn)氣缸四個氣缸之間的動作組合完成。根據(jù)機械手的工作任務(wù)，該機械手的工作流程為：初始位置—啟動—懸臂氣缸伸出—升降氣缸下降—氣爪夾緊—升降氣缸上升—懸臂氣缸縮回—旋轉(zhuǎn)氣缸右轉(zhuǎn)—懸臂氣缸伸出—升降氣缸下降—氣爪放松—懸臂氣缸縮回—旋轉(zhuǎn)氣缸左轉(zhuǎn)—初始位置。機械手的上升、下降、左移、右移、夾緊、放松等動作，均由相應(yīng)的非接觸式位置檢測開關(guān)來控制。機械手所有的動作均有氣缸來驅(qū)動，它的伸出與縮回、上升與下降、左轉(zhuǎn)與右轉(zhuǎn)等動作均由二位五通雙電控?fù)Q向閥來控制，氣爪的夾緊與放松動作是由二位五通單電控?fù)Q向閥來控制，即當(dāng)電磁閥線圈YA1得電時，氣爪夾緊，YA1失電，電磁閥復(fù)位，氣爪放松；電磁閥線圈YA4得電時，懸臂氣缸伸出，YA5得電時，懸臂氣缸縮回；電磁閥線圈YA2得電，機械手上升，YA3得電，機械手下降；電磁閥線圈YA6得電，機械手左轉(zhuǎn)，YA7得電，機械手右轉(zhuǎn)回到初始

位置。

4 機械手氣動控制系統(tǒng)

機械手氣動控制系統(tǒng)主要是驅(qū)動執(zhí)行元件運動的傳動裝置，主要實現(xiàn)機械手的垂直升降、水平方向的左移右移，左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)和氣爪的夾緊動作。原理圖如下：

圖1 機械手氣動控制系統(tǒng)原理圖

4.1 水平伸縮即懸臂氣缸運動部分

在初始位置，二位五通雙電控?fù)Q向閥右位接入系統(tǒng)，壓縮空氣經(jīng)閥的進氣口1到達(dá)2出口，進入氣缸的右腔，氣缸活塞收回，當(dāng)按下“啟動”按鈕時，電磁閥線圈YA4得電接通，二位五通雙電控?fù)Q向閥左位接入系統(tǒng)，壓縮空氣進入氣缸的左腔，使得氣缸活塞伸出到傳感器G5位置，YA4失電，機械手右移停止，當(dāng)電磁閥線圈YA5得電時，使得二位五通雙電控?fù)Q向閥右位接入系統(tǒng)，當(dāng)氣缸活塞

收縮到傳感器G4位置時，活塞桿回到初始位置。

4.2 垂直升降運動部分

在初始位置，二位五通雙電控?fù)Q向閥右位接入系統(tǒng)，壓縮空氣經(jīng)閥的進氣口1到達(dá)2出口，進入氣缸的右腔，氣缸活塞收回，當(dāng)按下“啟動”按鈕時，電磁閥線圈YA3得電接通，二位五通雙電控?fù)Q向閥左位接入系統(tǒng)，壓縮空氣進入氣缸的左腔，使得氣缸活塞伸出到傳感器G3位置，YA3失電，機械手下降停止，當(dāng)電磁閥線圈YA2得電時，使得二位五通雙電控?fù)Q向閥右位接入系統(tǒng)，當(dāng)氣缸活塞收縮到傳感器G2位置時，活塞桿上升回到初始位置。

4.3 氣爪夾緊、放松運動部分

在初始位置，二位五通單電控?fù)Q向閥右位接入系統(tǒng)，壓縮空氣經(jīng)閥的進氣口1到達(dá)2出口，進入氣缸的右腔，氣缸活塞收回，當(dāng)按下“啟動”按鈕時，電磁閥線圈YA1得電接通，二位五通單電控?fù)Q向閥左位接入系統(tǒng)，壓縮空氣進入氣缸的左腔，使得氣缸活塞伸出到傳感器G5位置，YA1失電，機械手夾緊到位，當(dāng)電磁閥線圈YA1失電時，使得二位五通單電控?fù)Q向閥右位接入系統(tǒng)，當(dāng)氣缸活塞收縮，機械手放松，活塞桿回到初始位置。

5 PLC控制系統(tǒng)

該搬運機械手的工作狀態(tài)和操作需要9個輸入端子，具體分配為：啟動按鈕、停止按鈕需要占用2個端子，氣爪夾緊限位需占1個端子，升降限位占2個端子，左右移動限位占2個端子，左右旋轉(zhuǎn)限位占2個端子。機械手的輸出信號需要7個端子，具體分配為：機械手的夾緊、升降、左右移動、左右旋轉(zhuǎn)7個電磁閥線圈，需要7個端子，具體分布見表1：

表1

根據(jù)控制要求和端子數(shù)量，此處選用FX1S-30MR-001繼電器型PLC。該PLC共有16個輸入、14個輸出，滿足控制所需的端子數(shù)目，控制程序設(shè)計。

圖2

6 結(jié)語

氣動機械手是機電一體化及自動化生產(chǎn)系統(tǒng)中常用的裝置，用來搬運物件或代替人工完成某項工作，提高生產(chǎn)效率，該機械手所采用控制系統(tǒng)是由“可編程序控制器—傳感器—氣動元件”組成的典型的控制系統(tǒng)，它目前仍然是自動化技術(shù)的重要方面。該機械手的氣動回路簡單，再加上用PLC控制，結(jié)構(gòu)體積小，成本相對較低，經(jīng)濟適用，操作簡單，易學(xué)易用。

參考文獻

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