PLC控制的氣動機(jī)械手設(shè)計(jì)
PLC技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在了以氣動機(jī)械手為代表的自動化設(shè)備之中。作為具有便于操作、成本低廉等諸多優(yōu)勢的自動化設(shè)備,氣動機(jī)械手在工業(yè)生產(chǎn)過程中取得了良好的效果。將PLC技術(shù)應(yīng)用在控制系統(tǒng)之中,更是增強(qiáng)了氣動機(jī)械手操作時(shí)的靈活性,無論是生產(chǎn)質(zhì)量還是生產(chǎn)效率,都得到了顯著的提升。
氣動機(jī)械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
在對氣動機(jī)械手的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)前,設(shè)計(jì)人員首先應(yīng)當(dāng)對企業(yè)的實(shí)際情況和控制要求加以明確,在此基礎(chǔ)上開展設(shè)計(jì)工作,往往可以取得事半功倍的效果。例如,某企業(yè)現(xiàn)有高低溫箱的具體內(nèi)部尺寸如下:長度為575mm;寬度為440mm,高度為700mm。該高低溫箱對應(yīng)變送器的具體尺寸如下:長度為138mm;寬度為130mm;高度為197mm,且該變送器重量約為4.95kg[2]。那么,設(shè)計(jì)人員不僅可以根據(jù)上文所列舉的高低溫箱尺寸、變送器尺寸及重量,完成對容積的計(jì)算工作,還可以對所容納變送器的尺寸及重量加以明確。該企業(yè)所應(yīng)用框架層數(shù)為兩層,每層排數(shù)為兩排,每排可容納變送器數(shù)量為四臺。為了保證框架能夠不受任何阻礙的被放入高低溫箱的內(nèi)部,框架四角分別安裝了能夠承受其總重量的輪子,這樣做的目的是保證框架能夠從工作臺上被直接推入到高低溫箱內(nèi)部。在對變送器位置進(jìn)行確定時(shí)所應(yīng)用的,主要是框架平板所對應(yīng)的定位板。以需要放置在框架之上的變送器尺寸為依據(jù),氣動機(jī)械手能夠在框架內(nèi)完成對工位進(jìn)行搬運(yùn)和放件的工作。另外,在實(shí)踐過程中能夠發(fā)現(xiàn),氣動機(jī)械手搬動變送器時(shí)的運(yùn)動路徑為直線,由于框架每層排數(shù)為兩排,每排可容納變送器數(shù)量為四臺,因此,最終確定的方案為:左右方向移動三位氣缸,前后方向移動五位氣缸。
如果以直角坐標(biāo)系為依據(jù)對氣動機(jī)械手的結(jié)構(gòu)進(jìn)行劃分,可將其分為以下六個(gè)部分:其一,底座;其二,升降氣缸,這部分的作用是保證氣動機(jī)械手可以沿著Z軸的方向上下運(yùn)動,保證框架兩層能夠同時(shí)開展工作;其三,左右方向移動三位氣缸,氣動機(jī)械手可以根據(jù)這部分的移動,以Y軸為方向完成在兩排之間對變送器進(jìn)行擺放的操作;其四,前后方向移動五位氣缸,氣動機(jī)械手可以根據(jù)這部分的移動,以X軸為方向完成在任意位置上對變送器進(jìn)行擺放的操作;其五,短行程氣缸,這部分的作用是控制氣動機(jī)械手拿起和放下的動作;其六,氣動手爪,這部分的作用是完成夾緊以及放開的動作。多位置氣缸是該氣動機(jī)械手主要應(yīng)用的氣缸,設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)實(shí)際需求,將不同長度的氣缸進(jìn)行連接,以此來保證動作的靈活性和定位的精確性,需要注意的一點(diǎn)是,需要進(jìn)行連接的氣缸,應(yīng)當(dāng)具有完全相同的活塞直徑。除此之外,PLC可以通過對電磁閥進(jìn)行控制的方式,完成任意氣缸的動作。對活塞桿速度進(jìn)行控制的方式,則以單向節(jié)流閥調(diào)節(jié)進(jìn)氣流量為主,氣動機(jī)械手則通過重量對氣爪進(jìn)行平衡,以此來保證運(yùn)行的平穩(wěn)性,在最大程度上實(shí)現(xiàn)“輕拿輕放”的目標(biāo)。
PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
在對應(yīng)用于氣動機(jī)械手之上的PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),氣動機(jī)械手所對應(yīng)的實(shí)際結(jié)構(gòu)、功能及控制需求同樣是需要設(shè)計(jì)人員重點(diǎn)關(guān)注的部分,換句話說,只有以上文所提及的因素為基礎(chǔ),才能保證所涉及PLC控制系統(tǒng)能夠在最大程度上滿足氣動機(jī)械手具有的需求。如果氣動機(jī)械手包含氣缸的數(shù)量為四個(gè),且執(zhí)行任意動作時(shí),能夠?qū)ζ溥M(jìn)行控制的部件包括單電控電磁閥一個(gè)、雙電控電磁閥三個(gè),同時(shí)還設(shè)有指示燈一個(gè)。那么,在對該氣動機(jī)械手所對應(yīng)的PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),設(shè)計(jì)人員就應(yīng)當(dāng)明確輸入點(diǎn)數(shù)量為七個(gè),輸出點(diǎn)數(shù)量為八個(gè),另外,在確定可編程控制器的型號時(shí),設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)以控制信號數(shù)量作為主要依據(jù),文中應(yīng)用的可編程控制器具體型號為FX2N—48MR。
正式開始設(shè)計(jì)工作的第一步,應(yīng)當(dāng)是對PLC和氣動機(jī)械手所對應(yīng)I/O表進(jìn)行設(shè)計(jì)和制作,然后再根據(jù)制作完成的I/O表,完成系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)工作。文中所討論設(shè)備提出的控制要求如下:氣動機(jī)械手所處工位為1號工位,氣爪放松,并設(shè)置為“復(fù)位”。因此,設(shè)計(jì)人員在開展設(shè)計(jì)工作的過程中,始終都應(yīng)當(dāng)保證氣缸伸出、氣爪放松。待氣動機(jī)械手上電、復(fù)位之后,指示燈開始閃爍。此時(shí),如果有工件位于1號工位處,氣動機(jī)械手則需要在第一時(shí)間啟動,并進(jìn)入正式工作狀態(tài),此時(shí),氣壓降至手臂降位。正常情況下,在對工件進(jìn)行抓取時(shí),都會設(shè)有與之相對應(yīng)的傳感器,如果沒有設(shè)置傳感器,則需要對定時(shí)器進(jìn)行設(shè)置,只有這樣才能保證氣動機(jī)械手在放置工件時(shí),具備應(yīng)有的穩(wěn)定性。在對工件進(jìn)行裝配時(shí),首先需要?dú)飧紫聣?,然后再抓取并抬起工件,接下來需要進(jìn)行的步驟是將氣缸向4號工位處進(jìn)行移動,最后下壓并完成工件的放置即可。再完成上述步驟后,氣缸還需要進(jìn)行再一次的伸出和復(fù)位,至此,一個(gè)工作周期告一段落。在這個(gè)過程中,需要設(shè)計(jì)人員完成的工作還包括對PLC控制程序的功能圖進(jìn)行編制,并將其向梯形圖進(jìn)行轉(zhuǎn)化,只有這樣才能保證氣動機(jī)械手在執(zhí)行動作的過程中,具備較高的自動化水平以及有效性。
參考文獻(xiàn):李秋芳.氣動機(jī)械手PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)研究[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用2017年11期
在對氣動機(jī)械手的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)前,設(shè)計(jì)人員首先應(yīng)當(dāng)對企業(yè)的實(shí)際情況和控制要求加以明確,在此基礎(chǔ)上開展設(shè)計(jì)工作,往往可以取得事半功倍的效果。例如,某企業(yè)現(xiàn)有高低溫箱的具體內(nèi)部尺寸如下:長度為575mm;寬度為440mm,高度為700mm。該高低溫箱對應(yīng)變送器的具體尺寸如下:長度為138mm;寬度為130mm;高度為197mm,且該變送器重量約為4.95kg[2]。那么,設(shè)計(jì)人員不僅可以根據(jù)上文所列舉的高低溫箱尺寸、變送器尺寸及重量,完成對容積的計(jì)算工作,還可以對所容納變送器的尺寸及重量加以明確。該企業(yè)所應(yīng)用框架層數(shù)為兩層,每層排數(shù)為兩排,每排可容納變送器數(shù)量為四臺。為了保證框架能夠不受任何阻礙的被放入高低溫箱的內(nèi)部,框架四角分別安裝了能夠承受其總重量的輪子,這樣做的目的是保證框架能夠從工作臺上被直接推入到高低溫箱內(nèi)部。在對變送器位置進(jìn)行確定時(shí)所應(yīng)用的,主要是框架平板所對應(yīng)的定位板。以需要放置在框架之上的變送器尺寸為依據(jù),氣動機(jī)械手能夠在框架內(nèi)完成對工位進(jìn)行搬運(yùn)和放件的工作。另外,在實(shí)踐過程中能夠發(fā)現(xiàn),氣動機(jī)械手搬動變送器時(shí)的運(yùn)動路徑為直線,由于框架每層排數(shù)為兩排,每排可容納變送器數(shù)量為四臺,因此,最終確定的方案為:左右方向移動三位氣缸,前后方向移動五位氣缸。
如果以直角坐標(biāo)系為依據(jù)對氣動機(jī)械手的結(jié)構(gòu)進(jìn)行劃分,可將其分為以下六個(gè)部分:其一,底座;其二,升降氣缸,這部分的作用是保證氣動機(jī)械手可以沿著Z軸的方向上下運(yùn)動,保證框架兩層能夠同時(shí)開展工作;其三,左右方向移動三位氣缸,氣動機(jī)械手可以根據(jù)這部分的移動,以Y軸為方向完成在兩排之間對變送器進(jìn)行擺放的操作;其四,前后方向移動五位氣缸,氣動機(jī)械手可以根據(jù)這部分的移動,以X軸為方向完成在任意位置上對變送器進(jìn)行擺放的操作;其五,短行程氣缸,這部分的作用是控制氣動機(jī)械手拿起和放下的動作;其六,氣動手爪,這部分的作用是完成夾緊以及放開的動作。多位置氣缸是該氣動機(jī)械手主要應(yīng)用的氣缸,設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)實(shí)際需求,將不同長度的氣缸進(jìn)行連接,以此來保證動作的靈活性和定位的精確性,需要注意的一點(diǎn)是,需要進(jìn)行連接的氣缸,應(yīng)當(dāng)具有完全相同的活塞直徑。除此之外,PLC可以通過對電磁閥進(jìn)行控制的方式,完成任意氣缸的動作。對活塞桿速度進(jìn)行控制的方式,則以單向節(jié)流閥調(diào)節(jié)進(jìn)氣流量為主,氣動機(jī)械手則通過重量對氣爪進(jìn)行平衡,以此來保證運(yùn)行的平穩(wěn)性,在最大程度上實(shí)現(xiàn)“輕拿輕放”的目標(biāo)。
PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
在對應(yīng)用于氣動機(jī)械手之上的PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),氣動機(jī)械手所對應(yīng)的實(shí)際結(jié)構(gòu)、功能及控制需求同樣是需要設(shè)計(jì)人員重點(diǎn)關(guān)注的部分,換句話說,只有以上文所提及的因素為基礎(chǔ),才能保證所涉及PLC控制系統(tǒng)能夠在最大程度上滿足氣動機(jī)械手具有的需求。如果氣動機(jī)械手包含氣缸的數(shù)量為四個(gè),且執(zhí)行任意動作時(shí),能夠?qū)ζ溥M(jìn)行控制的部件包括單電控電磁閥一個(gè)、雙電控電磁閥三個(gè),同時(shí)還設(shè)有指示燈一個(gè)。那么,在對該氣動機(jī)械手所對應(yīng)的PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),設(shè)計(jì)人員就應(yīng)當(dāng)明確輸入點(diǎn)數(shù)量為七個(gè),輸出點(diǎn)數(shù)量為八個(gè),另外,在確定可編程控制器的型號時(shí),設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)以控制信號數(shù)量作為主要依據(jù),文中應(yīng)用的可編程控制器具體型號為FX2N—48MR。
正式開始設(shè)計(jì)工作的第一步,應(yīng)當(dāng)是對PLC和氣動機(jī)械手所對應(yīng)I/O表進(jìn)行設(shè)計(jì)和制作,然后再根據(jù)制作完成的I/O表,完成系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)工作。文中所討論設(shè)備提出的控制要求如下:氣動機(jī)械手所處工位為1號工位,氣爪放松,并設(shè)置為“復(fù)位”。因此,設(shè)計(jì)人員在開展設(shè)計(jì)工作的過程中,始終都應(yīng)當(dāng)保證氣缸伸出、氣爪放松。待氣動機(jī)械手上電、復(fù)位之后,指示燈開始閃爍。此時(shí),如果有工件位于1號工位處,氣動機(jī)械手則需要在第一時(shí)間啟動,并進(jìn)入正式工作狀態(tài),此時(shí),氣壓降至手臂降位。正常情況下,在對工件進(jìn)行抓取時(shí),都會設(shè)有與之相對應(yīng)的傳感器,如果沒有設(shè)置傳感器,則需要對定時(shí)器進(jìn)行設(shè)置,只有這樣才能保證氣動機(jī)械手在放置工件時(shí),具備應(yīng)有的穩(wěn)定性。在對工件進(jìn)行裝配時(shí),首先需要?dú)飧紫聣?,然后再抓取并抬起工件,接下來需要進(jìn)行的步驟是將氣缸向4號工位處進(jìn)行移動,最后下壓并完成工件的放置即可。再完成上述步驟后,氣缸還需要進(jìn)行再一次的伸出和復(fù)位,至此,一個(gè)工作周期告一段落。在這個(gè)過程中,需要設(shè)計(jì)人員完成的工作還包括對PLC控制程序的功能圖進(jìn)行編制,并將其向梯形圖進(jìn)行轉(zhuǎn)化,只有這樣才能保證氣動機(jī)械手在執(zhí)行動作的過程中,具備較高的自動化水平以及有效性。
參考文獻(xiàn):李秋芳.氣動機(jī)械手PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)研究[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用2017年11期
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