基於PLC與步進電機的氣動手搬運機械手控製
信息技術
作者：梁春鴻
本文針對氣動機械手的結構以及工作原理的介紹，重點分析了氣動機械手的控製要求，並在此基礎上進行氣動機械手控製係統的設計，而且通過相關實驗，證明該機械手控製方便、定位精確，可以長期穩定的運行。
目前，由於機械手技術有了快速的發展，同時PLC控製技術以及點控製技術也在生產實踐中得到應用，所以，適合在工業自動化生產中使用的通過機械手也有了不小的進展。因為氣動機械手具有諸多優勢，比如結構簡單、定位精確、控製便捷等，因此被自動化生產線大量采用。本文將結合自動化生產線的實際情況，進行基於PLC與步進電機的氣動手搬運機械手控製的探討。
一、起動機械手的機構及原理
1、氣動機械手的結構
該氣動機械手的結構，其中1為推料氣缸，2為工作庫，3為單杆氣缸，4為雙導杆氣缸，5為氣動手抓，6為轉軸，7為步進電機，8為傳送帶。在以上組成元件中，燃料氣缸主要負責在工件庫中推送工件；氣動手抓則是用來抓緊工件或放鬆工件；雙導杆氣缸是用來控製機械手臂進行縮回或者伸出動作；單杆氣缸可以提升或者降低氣動手抓；不僅電機控製著機械手臂的旋轉，並且依據脈衝數量來保障定位準確。
2、氣動機械手的工作原理
本文探討的氣動係統包括了推料氣缸、升降氣缸、伸縮氣缸和氣動手抓等組成部分。其中，單電控製二位五通閥負責控製推料氣缸、升降氣缸以及伸縮氣缸。而氣動手抓則是被雙電控製二位五通閥來進行控製。至於氣缸動作過程中的穩定性，一般通過單向節流閥來控製其速度，速度得到控製以後，氣缸在運動過程中的穩定性即可大大提高。該氣動機械手在工作中遵循以下流程：工件存料後氣動機械手向前伸出—前臂降低—工件被氣動手指夾住—前臂抬升並縮回—手臂向右旋轉—手臂前屈—手爪把工件放進料口—手臂縮回—機械手複位，直到下一個工件就位，這一過程循環進行達到工作的目的。在本係統中，為了保障機械手的定位準確，把電感傳感器裝置在機械手底座處，當作其基準傳感器。並且在機械手向左、向右旋轉到最大位置處加裝限製裝置。
二、氣動機械手控製標準
對於氣動機械手控製標準，主要體現在搬運工件的工作中，不僅要準確控製其操作，還要同步呈現係統的狀態。在遇到緊急事件時，可以進行相應的處理。具體要求分三個方麵：（1）機械手在工件到位後向前伸出手臂，當傳感器檢測後，手爪氣缸延遲0.5秒後下降，在限位傳感器感應後，同樣延遲0.5秒再抓取工件，手抓接受到加緊信號之後，延遲0.5秒上升氣缸，到位後手臂氣缸回縮，縮回限位到位之後右旋轉，到達一定角度之後手臂向前伸出，伸出限位後手爪氣缸降低，下降限位後，手動手爪延遲0.5秒鬆開工件，手爪提高限位後，手臂氣缸向後縮，縮回限位後手臂進行左旋轉，直到下一個工件就位，再重複以上要求。（2）啟動、停止、複位、警告。在該係統通電，“複位”被點動後係統複位，並且清除幹淨存料台。點擊“啟動”按鈕之後，表示缺料情況的黃燈會閃爍，設備在放進工件後再運轉。當點動“停止“按鈕後，全部元件都會暫停工作，警告燈也會點亮，同時缺料黃燈也會繼續閃爍。（3）係統意外斷電的處理。設備會在係統意外斷電後暫停工作。直到電源供應恢複之後，點擊“複位”按鈕，並且再次點動“啟動”按鈕，這個時候機械手會執行控製要求（1）中的有關內容。