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一种气动电控搬运机械手的设计与实现

时间:2022-03-03 08:13:40  浏览次数:

摘 要:随着我国经济的高速发展,快递物流行业不断兴起和普及,货物搬运工作也越来越繁重。基于此,设计并实现了一种由PLC控制的气动搬运机械手,其具有标准化程度高、通用性强、便于采购和修配等特点,可以自行检测是否存在货物并完成搬运工作,在很大程度上解放了搬运生产线的劳动力,具有广泛的应用前景。

关键词:搬运;机械手;PLC;气动电控

中图分类号:TP241 文献标识码:A 文章编号:2095-6835(2014)11-0011-02

1 机械部分设计

搬运机械手的机械部分主要分为机械结构设计和气动回路设计。在机械部分的设计中,利用气缸实现平动、摆动,通过连杆机构实现更为复杂的机械手夹紧和松开动作。搬运机械手气动回路的设计,通过电磁换向阀来控制气缸的伸出和收缩,然后通过机械传动部分实现特定动作。

1.1 搬运机械手的机械结构设计

搬运机械手的机械结构装配主、侧视图分别如图1、图2所示。

摆臂气缸1带动摆臂3的抬起和降落,利用气缸实现摆动,支撑座2起主支撑作用,抓手气缸4通过连杆机构控制机械手5的夹紧和松开,完成工件的夹紧和下放。

搬运气缸4推动机械手从一个工作台3到另一个工作台之间运动,利用气缸实现平动,完成工件的搬运工作。气缸等气动元件均为外购,具有标准化程度高、通用性强、便于采购和修配等特点。

1.2 气动回路的设计

搬运机械手气动回路是由一个气压源经过过滤装置后分为三路,分别控制三个气压缸(搬运气缸、摆臂气缸和抓手气缸)来完成搬运机械手特定的搬运。每一支气压回路都由一个二位五通电磁换向阀拉控制气缸的伸出和收缩,然后再通过机械传动部分实现特定动作。在使用过程中,也可以根据实际需要改变气动回路,以扩大机械手的适用范围。

2 控制系统的设计

搬运机械手除了机械部分的设计外,还要有控制系统的设计,这样才能使机械部分的运动按照计划有序进行。控制系统的设计主要包括电气原理图的设计、控制流程图的设计和控制程序的编写。

2.1 电气原理图的设计

,PLC采用西门子S7-200作为控制器,其接线简单、实用性强、应用范围较广,非常适合本设计使用。

2.2 控制流程图的设计

通过分析整个搬运机械手的动作流程,绘制出程序流程图。由于PLC的可控性很好,可以根据工作需要设置机械手运动时间、运动速度和抓取速度等,以实现搬运机械手的各种动作。

3 结束语

本设计综合利用了国内外关于气动电控搬运机械手的设计技术,设计了一种具有一定实用性的气动电控搬运机械手。本设计有以下几个特点:①机械结构可靠,利用四杆机构模拟实现人手的抓放动作,能够完成搬运工作;②气缸等气动元件均为外购,其标准化程度高、通用性强,在元件损耗后也可及时补充,便于采购和修配;③气动回路简单可靠,通过PLC控制电磁换向阀完成搬运机械手的抓放和移动,设计简单、可靠性好。

参考文献

[1]索阳阳,黄宇.基于PLC的5自由度仓库搬运机械手研制[J].北京工业职业技术学院学报,2012(03).

[2]孙兵,赵斌,施永辉.物料搬运机械手的研制[J].机电一体化,2005(02).

[3]王建军.搬运机械手仿真设计和制作[J].机械设计与制造,2012(09).

〔编辑:李珏〕

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