PLC在自动化生产机械手中应用

1、作者：Pan Hon glia ng仅供个人学习PLC在自动化生产机械手中的应用摘要:文章介绍了 PLC在气缸生产线组装单元机械手中的应用。就机械手的结构原理、控制系统的硬件及软件作了详细的分析和研究。关键词：生产线；机械手；PLC0前言机械手在自动化生产线上具有广泛的用途 ，它可以 用来搬运货物、运送材料、传送工件等。本文主要介绍PLC在气缸生产线组装单元机械手中的应用。该机械 手由PLC控制气缸驱动，其任务是把组成气缸的各元 件,如缸体、活塞、弹簧、缸盖分别送到组装工位，经组装后再把成品送到分检工位分检。该生产线原采用5个自由度、步进电机驱动的机器人来完成此工作。但该机 器人控制复杂、价钱

2、昂贵、运行速度较慢。改用由PLC控制的气动机械手来代替，经试验满足生产线对该部件 的要求，并且控制方便、结构简单、价格便宜、可靠性高。1结构原理该机械手如图1所示，由机身、机械臂、手爪、气源 装置及PLC控制部分组成。共有三个自由度，动作由 气缸驱动，PLC控制,可以完成大臂的摆动、伸展 ，小臂 的伸缩，及抓取工件等动作。能准确地抓取工件，送到指定的工位。2气动系统设计该生产线组装单元机械手气动系统如图2所示A、B、C、D和E缸分别是大臂摆动气缸、大臂水平伸缩 气缸、小臂垂直伸缩气缸、手爪气缸及制动气缸。分别 由三位五通电磁阀、二位五通电磁阀和二位三通电磁 阀控制气缸动作。各种运动速度都可调节

3、。摆动气缸A摆动角度为2700,有六个工作位置。摆动气缸转动 时，制动气缸E松开，解除制动。其它气缸动作时，制动气缸处于制动状态，保证在工作过程中定位准确。3运行流程该机械手与工作位置的关系如图3所示。大臂摆动角度为270 °分别经过缸体工位、活塞工位、弹簧工 位、缸盖工位、组装工位和分检工位。机械手原始工作 置位在缸体工位，其动作流程如图4所示。起动开始， 首先机械手从缸体工位抓取缸体送到组装工位，再返回到活塞工位，抓取活塞送到组装工位，又回到弹簧工 位抓取弹簧送到组装工位，同样返回到缸盖工位抓取 缸盖送到组装工位。送料结束后，机械手在组装工位 等待，气缸在组装工位进行组装。在组装

4、工位完成缸 体的组装后，机械手抓取成品气缸送到分检工位进行 检测分装，然后返回原始位置进行下一个气缸组装的 工作循环。这就是一个完整的气缸组装过程。组装一 个气缸的全过程包括9步，机械手完成四个半的小循 环动作。如图4中和、和、和、和各 组成一个完整的小循环动作，只是半个小循环。机 械手完成一个完整的小循环动作顺序如图5所示。前三个小循环摆动气缸 A顺时针转动时，不是回到原始 位置，而是分别到活塞工位、弹簧工位、缸盖工位分别 抓取这三个工件。第步机械手抓取缸盖送到组装工 位后停止，只有半个小循环；第四个小循环是第和 步，从组装工位抓取成品气缸送到分检工位，然后再返回到原始位置。其中，RUN、S

5、TOP 分别为运行和停止按钮；A0、A1、A2、A3、A4、A5 分别是A缸摆动到六个不同工位的位置检测传感器信号；B1、C1、D1 分别是B缸和C缸伸出、D缸抓住工件时的位置传感器信号；GO、G1、G2、G3 分别为缸体、活塞、弹簧、缸盖四工件送到其工位时的检测传感器信号；J为一个气缸组装完成后的发出信号；Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6 分另U为控制 A、B、C、D 四 个气缸电磁阀的 PLC输出信号。5 PLC软件程序设计本程序采用西门子 STEP7 V5. 0编程软件在计算机上进行编程，根据需要可用梯形逻辑编程语言(LAD)、功能块编程语言(FBD)或语句表编程语言(STL)来编程,

6、这三种编程语言之间可相互转换。编 辑好的程序下载到可编程控制器进行工作。也可以对 程序在线调试。在线调试时，梯形图上可仿真实际信号、元件、设备的通断，根据仿真结果可对软件或硬件 中的错误、不足之处进行调整、改进。该机械手PLC梯形逻辑图如图7所示。6结束语该机械手采用PLC控制,完全满足生产线对该单元的要求，且结构简单、性能可靠、组装灵活、价格便宜、操作方便。参考文献：1 SIEMENS SIMATIC S7 编程手册Z. 1996.2 SIEMENS SIMATIC STEP7梯形逻辑手册Z. 1996.3 FiuidSIM Pneumatics操作手册Z.4 WernerDeppert /

7、 kurt Stoll 著.气动技术 低成本综合自动化（德）M.北京:机械工业出版.版权申明本文部分内容，包括文字、图片、以及设计等在网上搜集整理。版权为潘宏亮个人所有This article in eludes someparts, in cludi ng text, pictures, and desig n. Copyright is Pan Hon glia ng's pers onal own ership.用户可将本文的内容或服务用于个人学习、研究或欣赏，以及其他非商业性或非盈利性用途，但同时应遵守著作权法及其他相关法律 的规定，不得侵犯本网站及相关权利人的合法权利。除此以

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