一種氣動電控搬運機械手的設計與實現
2014-08-21 11:38:58慕足鑫董振宇
科技與創新 2014年11期
慕足鑫+董振宇
摘 要：隨著我國經濟的高速發展，快遞物流行業不斷興起和普及，貨物搬運工作也越來越繁重?；诖耍O計并實現了一種由PLC控制的氣動搬運機械手，其具有標準化程度高、通用性強、便于采購和修配等特點，可以自行檢測是否存在貨物并完成搬運工作，在很大程度上解放了搬運生產線的勞動力，具有廣泛的應用前景。
關鍵詞：搬運；機械手；PLC；氣動電控
中圖分類號：TP241 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）11-0011-02
1 機械部分設計
搬運機械手的機械部分主要分為機械結構設計和氣動回路設計。在機械部分的設計中，利用氣缸實現平動、擺動，通過連桿機構實現更為復雜的機械手夾緊和松開動作。搬運機械手氣動回路的設計，通過電磁換向閥來控制氣缸的伸出和收縮，然后通過機械傳動部分實現特定動作。
1.1 搬運機械手的機械結構設計
搬運機械手的機械結構裝配主、側視圖分別如圖1、圖2所示。
擺臂氣缸1帶動擺臂3的抬起和降落，利用氣缸實現擺動，支撐座2起主支撐作用，抓手氣缸4通過連桿機構控制機械手5的夾緊和松開，完成工件的夾緊和下放。
搬運氣缸4推動機械手從一個工作臺3到另一個工作臺之間運動，利用氣缸實現平動，完成工件的搬運工作。氣缸等氣動元件均為外購，具有標準化程度高、通用性強、便于采購和修配等特點。
1.2 氣動回路的設計
搬運機械手氣動回路是由一個氣壓源經過過濾裝置后分為三路，分別控制三個氣壓缸（搬運氣缸、擺臂氣缸和抓手氣缸）來完成搬運機械手特定的搬運。每一支氣壓回路都由一個二位五通電磁換向閥拉控制氣缸的伸出和收縮，然后再通過機械傳動部分實現特定動作。在使用過程中，也可以根據實際需要改變氣動回路，以擴大機械手的適用范圍。
2 控制系統的設計
搬運機械手除了機械部分的設計外，還要有控制系統的設計，這樣才能使機械部分的運動按照計劃有序進行?？刂葡到y的設計主要包括電氣原理圖的設計、控制流程圖的設計和控制程序的編寫。
2.1 電氣原理圖的設計
，PLC采用西門子S7-200作為控制器，其接線簡單、實用性強、應用范圍較廣，非常適合本設計使用。
2.2 控制流程圖的設計
通過分析整個搬運機械手的動作流程，繪制出程序流程圖。由于PLC的可控性很好，可以根據工作需要設置機械手運動時間、運動速度和抓取速度等，以實現搬運機械手的各種動作。
3 結束語
本設計綜合利用了國內外關于氣動電控搬運機械手的設計技術，設計了一種具有一定實用性的氣動電控搬運機械手。本設計有以下幾個特點：①機械結構可靠，利用四桿機構模擬實現人手的抓放動作，能夠完成搬運工作；②氣缸等氣動元件均為外購，其標準化程度高、通用性強，在元件損耗后也可及時補充，便于采購和修配；③氣動回路簡單可靠，通過PLC控制電磁換向閥完成搬運機械手的抓放和移動，設計簡單、可靠性好。
參考文獻
[1]索陽陽，黃宇.基于PLC的5自由度倉庫搬運機械手研制[J].北京工業職業技術學院學報，2012（03）.
[2]孫兵，趙斌，施永輝.物料搬運機械手的研制[J].機電一體化，2005（02）.
[3]王建軍.搬運機械手仿真設計和制作[J].機械設計與制造，2012（09）.
〔編輯：李玨〕
摘 要：隨著我國經濟的高速發展，快遞物流行業不斷興起和普及，貨物搬運工作也越來越繁重。基于此，設計并實現了一種由PLC控制的氣動搬運機械手，其具有標準化程度高、通用性強、便于采購和修配等特點，可以自行檢測是否存在貨物并完成搬運工作，在很大程度上解放了搬運生產線的勞動力，具有廣泛的應用前景。
關鍵詞：搬運；機械手；PLC；氣動電控
中圖分類號：TP241 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）11-0011-02
1 機械部分設計
搬運機械手的機械部分主要分為機械結構設計和氣動回路設計。在機械部分的設計中，利用氣缸實現平動、擺動，通過連桿機構實現更為復雜的機械手夾緊和松開動作。搬運機械手氣動回路的設計，通過電磁換向閥來控制氣缸的伸出和收縮，然后通過機械傳動部分實現特定動作。
1.1 搬運機械手的機械結構設計
搬運機械手的機械結構裝配主、側視圖分別如圖1、圖2所示。
擺臂氣缸1帶動擺臂3的抬起和降落，利用氣缸實現擺動，支撐座2起主支撐作用，抓手氣缸4通過連桿機構控制機械手5的夾緊和松開，完成工件的夾緊和下放。
搬運氣缸4推動機械手從一個工作臺3到另一個工作臺之間運動，利用氣缸實現平動，完成工件的搬運工作。氣缸等氣動元件均為外購，具有標準化程度高、通用性強、便于采購和修配等特點。
1.2 氣動回路的設計
搬運機械手氣動回路是由一個氣壓源經過過濾裝置后分為三路，分別控制三個氣壓缸（搬運氣缸、擺臂氣缸和抓手氣缸）來完成搬運機械手特定的搬運。每一支氣壓回路都由一個二位五通電磁換向閥拉控制氣缸的伸出和收縮，然后再通過機械傳動部分實現特定動作。在使用過程中，也可以根據實際需要改變氣動回路，以擴大機械手的適用范圍。
2 控制系統的設計
搬運機械手除了機械部分的設計外，還要有控制系統的設計，這樣才能使機械部分的運動按照計劃有序進行?？刂葡到y的設計主要包括電氣原理圖的設計、控制流程圖的設計和控制程序的編寫。
2.1 電氣原理圖的設計
，PLC采用西門子S7-200作為控制器，其接線簡單、實用性強、應用范圍較廣，非常適合本設計使用。
2.2 控制流程圖的設計
通過分析整個搬運機械手的動作流程，繪制出程序流程圖。由于PLC的可控性很好，可以根據工作需要設置機械手運動時間、運動速度和抓取速度等，以實現搬運機械手的各種動作。
3 結束語
本設計綜合利用了國內外關于氣動電控搬運機械手的設計技術，設計了一種具有一定實用性的氣動電控搬運機械手。本設計有以下幾個特點：①機械結構可靠，利用四桿機構模擬實現人手的抓放動作，能夠完成搬運工作；②氣缸等氣動元件均為外購，其標準化程度高、通用性強，在元件損耗后也可及時補充，便于采購和修配；③氣動回路簡單可靠，通過PLC控制電磁換向閥完成搬運機械手的抓放和移動，設計簡單、可靠性好。
參考文獻
[1]索陽陽，黃宇.基于PLC的5自由度倉庫搬運機械手研制[J].北京工業職業技術學院學報，2012（03）.
[2]孫兵，趙斌，施永輝.物料搬運機械手的研制[J].機電一體化，2005（02）.
[3]王建軍.搬運機械手仿真設計和制作[J].機械設計與制造，2012（09）.
〔編輯：李玨〕
摘 要：隨著我國經濟的高速發展，快遞物流行業不斷興起和普及，貨物搬運工作也越來越繁重?；诖耍O計并實現了一種由PLC控制的氣動搬運機械手，其具有標準化程度高、通用性強、便于采購和修配等特點，可以自行檢測是否存在貨物并完成搬運工作，在很大程度上解放了搬運生產線的勞動力，具有廣泛的應用前景。
關鍵詞：搬運；機械手；PLC；氣動電控
中圖分類號：TP241 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）11-0011-02
1 機械部分設計
搬運機械手的機械部分主要分為機械結構設計和氣動回路設計。在機械部分的設計中，利用氣缸實現平動、擺動，通過連桿機構實現更為復雜的機械手夾緊和松開動作。搬運機械手氣動回路的設計，通過電磁換向閥來控制氣缸的伸出和收縮，然后通過機械傳動部分實現特定動作。
1.1 搬運機械手的機械結構設計
搬運機械手的機械結構裝配主、側視圖分別如圖1、圖2所示。
擺臂氣缸1帶動擺臂3的抬起和降落，利用氣缸實現擺動，支撐座2起主支撐作用，抓手氣缸4通過連桿機構控制機械手5的夾緊和松開，完成工件的夾緊和下放。
搬運氣缸4推動機械手從一個工作臺3到另一個工作臺之間運動，利用氣缸實現平動，完成工件的搬運工作。氣缸等氣動元件均為外購，具有標準化程度高、通用性強、便于采購和修配等特點。
1.2 氣動回路的設計
搬運機械手氣動回路是由一個氣壓源經過過濾裝置后分為三路，分別控制三個氣壓缸（搬運氣缸、擺臂氣缸和抓手氣缸）來完成搬運機械手特定的搬運。每一支氣壓回路都由一個二位五通電磁換向閥拉控制氣缸的伸出和收縮，然后再通過機械傳動部分實現特定動作。在使用過程中，也可以根據實際需要改變氣動回路，以擴大機械手的適用范圍。
2 控制系統的設計
搬運機械手除了機械部分的設計外，還要有控制系統的設計，這樣才能使機械部分的運動按照計劃有序進行?？刂葡到y的設計主要包括電氣原理圖的設計、控制流程圖的設計和控制程序的編寫。
2.1 電氣原理圖的設計
，PLC采用西門子S7-200作為控制器，其接線簡單、實用性強、應用范圍較廣，非常適合本設計使用。
2.2 控制流程圖的設計
通過分析整個搬運機械手的動作流程，繪制出程序流程圖。由于PLC的可控性很好，可以根據工作需要設置機械手運動時間、運動速度和抓取速度等，以實現搬運機械手的各種動作。
3 結束語
本設計綜合利用了國內外關于氣動電控搬運機械手的設計技術，設計了一種具有一定實用性的氣動電控搬運機械手。本設計有以下幾個特點：①機械結構可靠，利用四桿機構模擬實現人手的抓放動作，能夠完成搬運工作；②氣缸等氣動元件均為外購，其標準化程度高、通用性強，在元件損耗后也可及時補充，便于采購和修配；③氣動回路簡單可靠，通過PLC控制電磁換向閥完成搬運機械手的抓放和移動，設計簡單、可靠性好。
參考文獻
[1]索陽陽，黃宇.基于PLC的5自由度倉庫搬運機械手研制[J].北京工業職業技術學院學報，2012（03）.
[2]孫兵，趙斌，施永輝.物料搬運機械手的研制[J].機電一體化，2005（02）.
[3]王建軍.搬運機械手仿真設計和制作[J].機械設計與制造，2012（09）.
〔編輯：李玨〕
