[发明专利]一种四自由度气动搬运机械手控制系统

说明书

一种四自由度气动搬运机械手控制系统，采用PLC控制技术和组态技术相结合设计而成，实现对搬运机械手各种精准、快速的动作及工序的控制，从而使生产的自动化程度得到大幅度提高，并可代替人工在环境恶劣、工人无法作业的场合完成既定的工作任务。该控制系统结构设计合理，运行稳定，控制准确，且控制系统的仿真界面与实际机械手能很好地实现同步工作。该系统适用于环境比较恶劣的工业现场中，具有较高的研究和使用价值。

技术领域

本发明涉及一种四自由度气动搬运机械手控制系统，适用于机械领域。

背景技术

气动机械手由操作机(机械本体)、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成，是一种仿人操作及自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化设备。本设计利用PLC的顺序控制特点，实现对搬运机械手各种精准、快速的动作及工序的控制，从而使生产的自动化程度得到大幅度提高，并可代替人工在环境恶劣、工人无法作业的场合完成既定的工作任务，同时，采用组态技术可实现对机械手的组态画面同步仿真和控制功能，它对提高产品质量，提高生产效率，改善劳动条件和产品的快速更新换代具有十分重要的作用。

发明内容

本发明提出了一种四自由度气动搬运机械手控制系统，采用PLC控制技术和组态技术相结合设计而成，实现对搬运机械手各种精准、快速的动作及工序的控制，从而使生产的自动化程度得到大幅度提高，并可代替人工在环境恶劣、工人无法作业的场合完成既定的工作任务。

本发明所采用的技术方案是：所述控制系统硬件主要是由1个摆动气缸、3个伸缩气缸构成的四自由度机械手，单个周期的工作流程主要由伸缩臂伸出、机械手下降、夹工件、机械手上升、伸缩臂缩回、摆臂右转到位、伸缩臂伸出、机械手下降、放工件、机械手上升、伸缩臂缩回、摆臂左转到位等12个动作组成。

所述控制系统的气源是由空气压缩机(排气压力额定值为0.6MPa)通过手动截止阀进入储气罐，经过滤器、减压阀后进入各并联气路上的电磁阀，以控制气缸和手部动作。

所述机械手控制系统的控制核心器件采用16点输入，16点继电器输出的FXZN-32MRPLC。

本发明的有益效果是：该控制系统结构设计合理，运行稳定，控制准确，且控制系统的仿真界面与实际机械手能很好地实现同步工作。该系统适用于环境比较恶劣的工业现场中，具有较高的研究和使用价值。

附图说明

图1是本发明的气动回路图。

图2是本发明的工作流程部分梯形图。

图中：1.气源；2.手动截止阀；3.储气罐；4.过滤器；5.减压阀；6.压力表；7~10.消声器；11~14.三位四通电磁阀；15~18.单向节流阀；19.摆动气缸；20~22.伸缩气缸。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1，控制系统硬件主要是由1个摆动气缸、3个伸缩气缸构成的四自由度机械手，单个周期的工作流程主要由伸缩臂伸出、机械手下降、夹工件、机械手上升、伸缩臂缩回、摆臂右转到位、伸缩臂伸出、机械手下降、放工件、机械手上升、伸缩臂缩回、摆臂左转到位等12个动作组成。

机械手的全部动作由气缸驱动，气缸由电磁阀控制，整个机械手在工作中，其升降运动通过升降气缸、垂直导柱、滑动导柱、垂直导轨及升降位置限位开关相互配合完成;转动是通过摆动气缸、摆动臂及摆动位置限位开关相互配合完成；伸缩运动通过伸缩气缸、滑动导柱、水平导轨及伸缩位置限位开关相互配合完成。通过伸缩气缸与机械结构配合实现气动手爪对物品的夹持与松开。

控制系统的气源是由空气压缩机(排气压力额定值为0.6MPa)通过手动截止阀进入储气罐，经过滤器、减压阀后进入各并联气路上的电磁阀，以控制气缸和手部动作。