基于PLC的气动机械手控制系统设计
基于PLC控制的气动搬运机械手系统设计
基于 PLC 控制的气动搬运机械手系统设计刘红先（郑州煤矿机械制造技工学校，郑州450013）System Design of P neumatic Manipulator Based on PLC ControlLIU Hongxian（Zhengzhou Co al Mine Ma chine Man ufa cturing Te chnicia n School，Zhengzhou 450013，China）Abstract：P ne um a ti c m a nipul a t or i s o ne of the i m po rt a nt de vices of a ut om a ti c pro ducti o n e qui pm e nt a nd the pro ducti o n line. In thi s pape r，the structure，pne um a ti c co nt ro l c i rc uit of the pne um a ti c m a nipul a t or a nd vi rtual desi g n were com ple t e d，ba se d o n the a nal ysis of the f uncti o n. T he pne um a ti c m a nipul a t or co nt ro ll e d by P LC，t hroug h the mo ti o n a nal ysis，a suit a bl e PLC was choose d, a nd the co nt ro l system were desi g ned. T he studi es showe d that，the m a nipul a t or had the adva nt ages of si m ple structure,f l exi bl e co nt ro l a nd versa tilit y.Key words：pne um a ti c m a nipul a t or；the co nt ro l of P LC；pne um a ti c t ransmi ssi o n；So li dWo rks0 引言气动机械手在机械加工、冲压、锻造、焊接、铸造、装配和热处理等生产过程中被广泛应用，是自动生产设备和生产线上的重要装置之一。
基于plc控制的气动弹琴机械手设计论文-毕设论文
1前言1.1 课题背景随着工业的机械化和自动化的发展和气动技术本身的一些优点，气动机械手已经广泛应用在生产自动化的各个行业。
随着激烈的国际性竞争促进了工业自动化的飞速发展，气动技术的运用领域也快速扩展，特别是在各种自动化生产线上得到广泛应用。
PLC控制技术与气动技术相结合，使整个系统自动化程度更高，控制方式更灵活，性能更加可靠；并且随着电子技术的引入，促进了电气比例伺服技术的发展，使气动技术从开关控制进入闭环比例伺服控制，控制精度也不断提高，而且国内外都在大力开发研究气动技术。
从各国的行业来看，在工业技术发达的欧美、日本等国家，他们设计的机械手在焊接，尤其在一些危险的操作中发挥的举足轻重的作用，而且他们也在物料搬运中也有所涉及和研究应用。
比如在日本川崎公司设计的机械手能够具备了普通人的手的动作范围，可以满足从产业用于组装、搬运到教育、研究等广泛用途的机械手。
例如FS系列主要用于装配、搬运和密封，FC主要用于清洁室，FA专门用于焊接，FW系列主要用于清洗。
而且，他们还提供“转化组件”，进一步扩展动作范围和负载能力。
由于我国对气动技术和气动机械手的研究与应用都比较晚，但随着投入力度和研发力度的加大，我国自主研制的许多气动机械手已经在许多行业为国家的发展进步发挥着重要作用。
基于PLC控制的机械手在教学研究中能够实现物料搬运，而且我们设计的该机械手主要用于教学模块用于演示实验，但在一些发表的论文中也主要涉及在搬运物体中的研究。
可编程控制器是在以计算机技术、通信技术和继电器控制技术的发展基础上开发起来的，现已广泛应用于工业控制的各个领域。
它是以微处理器为核心，用编写的程序进行逻辑控制、定时、计数和算术运算等，并通过对数字量和模拟量的输入/输出来控制机械设备或生产过程的。
机械手是工业自动控制领域中经常用到的一种装置。
并且PLC与气动技术相结合能够更为方便的实现机电一体化控制。
随着国民经济的快速发展，现在化程度日益提高，机械手在不同的领域运用的越来越广，而且机械手在一些危险的领域可以代替人来实现。
机械手PLC控制系统设计
机械手PLC控制系统设计随着工业自动化的不断发展，机械手PLC控制系统在现代化生产过程中发挥着越来越重要的作用。
机械手PLC控制系统可以实现对机械手的精确控制，提高生产效率，降低生产成本，改善工作环境等方面具有明显优势。
本文将介绍机械手PLC控制系统的设计过程，包括系统设计、控制算法、输入输出端子分配和抗干扰设计等方面。
机械手PLC控制系统的主要包括PLC主机、输入设备、输出设备和其他辅助设备。
在设计过程中，需要根据实际生产需求，确定机械手的动作和功能，选择合适的PLC型号，并进行相应的硬件和软件配置。
还需要设计控制算法，确保机械手能够精确执行各种动作，同时实现实时监控和控制。
PLC控制算法是机械手控制系统的核心，包括处理输入信号、生成输出信号和分配PLC内部资源等步骤。
控制算法的设计需要结合机械手的实际动作和功能需求，例如采用PID控制算法来实现对机械手位置、速度和力的精确控制。
同时，还需要考虑算法的稳定性和可靠性，防止因控制波动引起的生产故障。
输入输出端子是PLC控制系统的重要部分，包括输入信号和输出信号的连接与处理。
在分配输入输出端子时，需要考虑输入信号的类型和处理方法，例如数字信号、模拟信号和开关量信号等。
同时，还需要确定输出信号的驱动能力和接口类型，例如继电器输出、晶体管输出和双向输出等。
在PLC控制系统的设计和应用过程中，抗干扰设计是保证系统稳定运行的关键。
抗干扰设计包括硬件和软件两个方面。
硬件方面可以通过选用高质量的电源、合理布置线路、正确选用高压电器件等方式来降低干扰的影响。
软件方面可以通过采用数字滤波、重复校验、软件陷阱等技术提高系统的抗干扰能力。
机械手PLC控制系统设计是实现自动化生产的关键环节，通过对系统设计、控制算法、输入输出端子分配和抗干扰设计等方面的全面考虑，可以实现对机械手的精确控制，提高生产效率，降低生产成本，改善工作环境。
在未来的系统升级和维护过程中，需要注意不断优化控制算法，提高系统的稳定性和可靠性，并加强对输入输出信号的监测和管理，以实现机械手PLC控制系统的长期、稳定运行。
《2024年基于PLC的工业机械手运动控制系统设计》范文
《基于PLC的工业机械手运动控制系统设计》篇一一、引言随着工业自动化技术的不断发展，PLC（可编程逻辑控制器）已成为工业控制领域中最重要的技术之一。
工业机械手作为自动化生产线上重要的执行机构，其运动控制系统的设计直接关系到生产效率和产品质量。
本文将详细介绍基于PLC的工业机械手运动控制系统设计，包括系统架构、硬件配置、软件设计以及实际应用等方面。
二、系统架构设计基于PLC的工业机械手运动控制系统采用分层式结构设计，主要包括上位机监控系统、PLC控制器和机械手执行机构三个部分。
其中，上位机监控系统负责人机交互、数据监控和系统管理等功能；PLC控制器负责接收上位机指令，控制机械手的运动；机械手执行机构包括电机、传感器、气动元件等，负责完成具体的动作。
三、硬件配置1. PLC控制器：选用高性能、高可靠性的PLC控制器，具备强大的运算能力和丰富的I/O接口，以满足机械手运动控制的需求。
2. 电机：根据机械手的具体需求，选用合适的电机类型和规格，如伺服电机、步进电机等。
3. 传感器：包括位置传感器、速度传感器、力传感器等，用于检测机械手的运动状态和外部环境信息。
4. 气动元件：包括气缸、电磁阀等，用于实现机械手的抓取和释放等功能。
四、软件设计1. 编程语言：采用PLC的编程语言，如梯形图、指令表等，进行程序编写和调试。
2. 控制算法：根据机械手的运动需求，设计合适的控制算法，如PID控制、轨迹规划等，以实现精确的运动控制。
3. 上位机监控系统：开发上位机监控软件，实现人机交互、数据监控和系统管理等功能。
监控软件应具备友好的界面、实时的数据显示和报警功能。
4. 通信协议：建立PLC控制器与上位机监控系统之间的通信协议，实现数据的实时传输和交互。
五、实际应用基于PLC的工业机械手运动控制系统在实际应用中表现出良好的性能和稳定性。
通过上位机监控系统，操作人员可以方便地监控机械手的运动状态和生产数据。
PLC控制器根据上位机的指令，精确地控制机械手的运动，实现高精度的抓取、搬运、装配等任务。
基于PLC的机械手控制设计
基于PLC的机械手控制设计本文主要介绍了基于PLC的机械手控制设计。
随着现代制造技术的不断发展，机械手在工业生产中的应用越来越广泛，机械手控制系统的控制方式也在不断更新迭代。
本文提出了一种基于PLC控制机械手的新型控制方案。
1.机械手的基本原理机械手是一种基于电气、电子、机械、气动等多种技术相结合的智能机器人，其通过伺服电机、减速器、编码器等组件，实现了对各类物品的精准抓取、搬运、插入、安装等功能。
机械手控制系统一般由PLC、传感器、驱动模块等组成。
2.PLC的基本原理PLC(可编程控制器)是一种基于逻辑控制的自动化控制系统，主要由CPU、存储器、输入/输出模块、通信模块等组成。
通过编写PLC程序，可以实现对各类自动化设备的控制和管理。
（1）PLC编程设计程序编写是PLC系统中最重要的部分，这里以三轴机械手为例，可以将机械手运动分解成若干个基本的运动要素：横向、竖向、旋转。
通过PLC程序让机械手根据场景要求完成一系列的运动需求。
（2）PLC输入输出配置PLC输入/输出配置是设计控制系统时非常重要的部分。
基于PLC的机械手控制系统，输入/输出模块可以通过编程实现对机械手的控制。
需要根据机械手控制系统对应的型号、规格、要求等，对PLC输入/输出模块进行配置。
（3）硬件选型与安装本文实现的基于PLC的机械手控制，需要选择适合的硬件设备完成组装，并进行布线和安装。
（4）系统调试和优化在完成硬件组装和软件编程后，需要对整个机械手控制系统进行调试和优化。
主要是通过测试各项运动功能是否符合预期要求、能否按时完成任务等。
（1）控制精度高：PLC的控制精度高，支持对伺服电机进行精准控制，可以保证机械手运动精度。
（2）程序编写灵活：PLC编程可以根据生产实际需求，灵活定制机械手的各个运动要素及相应动作。
（3）易于维护：PLC控制系统将整个机械手控制系统设备集成在一起，为运维和维护带来便利。
（4）可实现远程监控：PLC控制系统可以通过网络连接实现远程监控，实时获取机械手的运行状态和运动参数。
基于PLC的气动机械手控制系统设计
在工业生产活动中,气动机械手发挥了重要的作用,其在相应领域的应用不仅能够减少人力操作,还能大大降低工作人员在工业生产中的危险程度,因此在这种程度上来说,气动机械手地应用是重要的操作举措。
文章将对现阶段工业生产领域当中的气动机械手进行介绍,重点分析了其控制系统的设计,提出了一些具有建设性的建议。
1工业生产领域当中气动机械手的意义对于现阶段我国工业领域的当中的气动机械手虽然有一定的区别和分类,但是在大体上来说,其设计的原理都是类似的,都是通过对人体的手部进行动作的分析而制作出来的一种仿生的机械设备。
但光生产出来绝对是不够的,还要实现的一点则是通过信息技术手段对其进行控制,也就是PLC系统技术[1]。
与PLC系统技术结合,使得工业当中生产出来的气动机械手能够完成指定的工作过程和动作,其外部表现就是工业生产过程当中比较常规的自动抓取和搬运等等,这一设备的充足应用,使得现阶段的工业生产领域已经基本实现了自动化控制,这种自动化控制,不仅可以最大程度上的减少工业企业对生产过程的人力投入,还能使得生产的过程变得更加高效,也能使得生产的最终产物的各种标准的结果非常平均,从而降低错误率,提高合格率。
从这一角度来说,基于PLC进行操作的工业气动机械手是非常重要的,且在实际的生产过程中,这项技术占据着很高的地位。
2基于PLC的气动机械手控制系统的设计气动机械手是利用气压传动实现机械动作。
气压传动工作压力低、运动简单、价格低廉、抗干扰能力强,适用于各类生产环境,应用范围比较广[2]。
其可以代替人力实现自动化生产,对保护人身安全也有重要意义,可以通过PLC编程来实现各种各样的控制要求。
因此被广泛应用各行业。
1)总体设计。
PLC控制系统,即编程逻辑控制器,这是一种专门为工业生产而设计的一种数字运算的电子装置。
在实际的运行过程当中,PLC的运行借助相关的算法,这样就能间接的实现各种物理量的输入和输出,这样的运行原理对于相关想要获得其运行数据这一点来说,是十分地便捷的[3]。
基于PLC控制的气动机械手研制共3篇
基于PLC控制的气动机械手研制共3篇基于PLC控制的气动机械手研制1基于PLC控制的气动机械手研制随着现代工业的不断发展，生产线的自动化程度越来越高，机器人逐渐替代人类在生产线上完成重复性操作。
在机器人中，气动机械手由于具有结构简单、速度快、力矩大等特点，被广泛应用于装配、搬运、喷涂等多个领域。
而基于PLC控制的气动机械手系统则是实现其自动化操作的重要手段。
本文旨在介绍基于PLC控制的气动机械手的研制过程和关键技术，以期为相关领域的从业人员提供有益的参考。
一、气动机械手的设计1. 机械结构设计气动机械手主要由基座、转台、专业操作台、张合臂、升降臂、旋转臂、夹持器等多个部件组成。
机械结构的设计需要考虑机械臂的动态特性、稳定性、载荷能力等因素，保证机械臂能够快速准确地完成任务。
2. 接口设计气动机械手与PLC的连接部分需要设计适当的接口，以便PLC通过信号传递与机械手进行信息交互，从而实现控制。
3. 程序设计根据气动机械手执行的任务及其工作过程的特点进行程序设计，使用PLC编程语言实现控制。
二、气动机械手控制系统的设计1. PLC选择PLC是气动机械手控制系统的核心。
在选择PLC时需要考虑多个因素，如工作条件、处理器速度、I/O容量、程序语言等。
2. PLC程序设计PLC程序需要实现机械臂的自动化操作，包括气动元件的控制信号发送、传感器数据的采集、运动控制算法的实现等。
3. 接口设计PLC与气动机械手之间需要建立信号传输接口，以实现信息交互。
接口设计需要考虑信号干扰、传输速度、数据格式等因素。
三、系统测试与优化1. 环境配置系统测试前需要对环境进行准备，确保系统能够在预期的条件下工作，如调整气压、排除干扰等。
2. 系统测试系统测试主要包括硬件测试和软件测试，需要对PLC、传感器等硬件设备进行测试，并确保程序逻辑正确。
3. 系统优化在测试过程中发现问题后需要对系统进行优化，包括修改程序逻辑、优化控制算法、调整机械臂结构等，以保证系统的稳定性和可靠性。
毕业设计(论文)-PLC气动机械手设计
摘要为工业机械手研制一个技术性能优良的控制系统，对于提高工业机械手的整体技术性能来说具有十分重要的意义。
本论文正是针对这一课题，选择了可编程控制器(PLC)作为工业机械手的控制系统，这对提升工业机械手的整体技术性能起到了良好的作用。
本论文的控制对象是由三个搬运机械手组成的机械手群，每个机械手完成八个根本动作，三个机械手互相配合动作。
机械手由气缸驱动，气缸受电磁阀控制。
限位开关检测机械手是否到达固定位置。
可编程控制器(PLC)控制每个机械手的动作，实现机械手群的自动运行。
本论文可编程控制器(PLC)选用西门子〔SIEMENS〕公司S7–200系列的CPU224，并扩展了EM221数字量输入模块和EM222继电器输出模块。
机械手的开关量信号直接输入PLC，PLC通过中间继电器对电磁阀加以控制。
在软件上，设计了主程序和子程序。
主程序控制机械手群动作，子程序控制每个机械手动作。
本论文的重点放在PLC各硬件局部的设计和介绍、PLC梯形图的编写上。
在整体设计过程中按照“提出问题，分析问题，解决问题〞的主导思想，对整个系统的设计工作做出了细致的阐述。
关键词：可编程控制器(PLC)；气动机械手；梯形图；CPU224；AbstractDevelops a technical performance fine control system for the industry manipulator, regarding enhances the industry manipulator's overall technical performance to have the extremely vital significance. The present paper is precisely in view of this topic, chose programmable logical controller (PLC) to take the industry manipulator's control system, this to promoted the industry manipulator's overall technical performance toplay the good role.The present paper controlled member is by three the manipulator group which transports the manipulator to be posed, each manipulator pletes eight elementary actions, three manipulators coordinate the movement mutually. The manipulator actuates by the air cylinder, air cylinder solenoid valve control. The limit switch examines the manipulator whether arrives the stationary position.The programmable logical controller (PLC) controls each manipulator's movement, realizes the manipulator group automatic movement. Present paper programmable logical controller (PLC) selects SIEMENS Corporation S7–200 series CPU224, and expanded the EM221 numeral quantity load module and the EM222 relay output module. Manipulator's switch quantity signal direct input PLC, PLC controls through the intermediate relay to the solenoid valve. On the software, has designed the master routine and the subroutine. The master routine controls the manipulator group movement, the subroutine controls each manipulator to act.The present paper key point places the PLC various hardware part the design and the introduction, in the PLC trapezoidal chart pilation. Defers to in the overall design process “asks the question, the analysis question, solves the problem〞 the guiding ideology, has made the careful elaboration to the overall system design workKey words：Programmable Logical Controller (PLC) ；Air Ooperated Mmanipulator；Trapezoidal Cchart；CPU224；目录第1章绪论11.1 机械手的概念11.2 气动机械手的简介11.2.1 气动技术11.2.2 气动机械手21.2.3 气动机械手的开展趋势3第2章方案论证42.1 机械手的设计42.1.1 气动搬运机械手的结构42.1.2 气动搬运机械手的工作原理42.2 气动搬运机械手群52.2.1 气动搬运机械手群结构52.2.2 气动搬运机械手群工作原理62.3 本论文的主要内容与达到的目标62.4 本系统的控制方案6第3章系统硬件电路的设计73.1 PLC的简介773.1.2 PLC的应用领域83.1.3 PLC的系统组成83.1.4 PLC的工作原理103.2 输入/输出信号123.3 PLC的选型143.4 I/O地址分配163.5 PLC外部接线183.6 电气控制原理21第4章软件设计224.1 机械手1控制程序224.2 机械手2控制程序254.3 机械手3控制程序284.4 机械手群主程序31第5章结论34参考文献35致谢35附录Ⅰ37附录Ⅱ53附录Ⅲ58第1章绪论机械手是近几十年开展起来的一种高科技自动化生产设备。
基于PLC控制的机械手系统控制毕业设计论文开题报告
资料收集
（1）机械手的结构
机械手主要由手部（手抓）、手腕、手臂、立柱和机座组成。手部是机械手与工件接触的部件。由于与物体接触的形式不同, 可分为夹持式和吸附式手部。本课题的工件是块状柱料, 采用夹持式。由手指和传力机构所构成, 手指与工件接触而传力机构则通过手指夹紧力来完成夹放工件的任务。
（2）液压传动系统
液压传动系统主要由油泵、液动机和调节装置组成。油泵供给液压系统压力油, 将电动机输出的机械能转换为油液的压力能, 用这压力油驱动整个液压系工作。液动机相当于手臂伸缩油缸做直线运动, 也有回转运动的液压机一般叫做油马达。调节装置指各种阀类, 如单向阀、溢流阀、节流阀、调速阀、减压阀等, 各起一定作用, 使机械手的手臂、手腕、手指等能够完成所要求的运动。
图1-1机械手组成整体框图
初步设计方法和措施如下:
（1）绘制机械手动作控制模型, 根据上述工艺要求, 机械手主要由执行机构、驱动系统、控制系统以及位置检测装置等所组成。机械手本身为主要执行机构, 驱动系统采用液压传动, 控制系统用PLC编程控制, 位置检测为光电开关。
（2）被控系统基本动作有上升、下降、左转、右转、加紧、放松。本设计初步设想完成一次单循环机械手需完成八个顺序动作, 确定这些动作之间的关系及完成这些动作的顺序。
（4）检测装置
检测装置主要负责四类信号的检测, 主要包括: 按钮的输入信号检测, 光电开关的信号检测, 限位信号的输入检测, 以及故障信号的检测。
按钮输入信号的检测为人工控制的输入检测, 主要有启动按钮、停止按钮和工作方式转换按钮。光电开关信号的检测指光电开关在规定时间段内检测不到物品时, 定时器动作使传送带停止工作, 避免传送带长时间空转。限位信号指机械手在运动过程中, 当到达
基于plc的气动机械手控制系统设计
基于PLC 的气动机械手控制系统设计□李建校尹飞超贾旭李红利【内容摘要】在工业生产中，机械手能够代替人手完成分拣、搬运、装卸等工作，不但减轻了工人的劳动强度，还可降低制造成本。
本文设计了基于PLC 控制器的气动机械手，包括气动机械手结构和控制系统设计。
以西门子S7－200SMAＲT 型PLC 为控制核心，利用WinCC flexible SMAＲT V3软件设计触摸画面，实现对气动机械手的运行控制和对运行状态的监测，并对设计的控制系统进行调试。
【关键词】气动机械手；PLC ；触摸屏【作者单位】李建校，尹飞超，贾旭，李红利；天津工业大学电气工程与自动化学院气动机械手是现代工业生产中的重要设备，作为工业过程的执行机构，它具有反应快、无污染、经济成本低和不易损坏等特点，其独特的气压传动的方式使机械手在应用中发挥着重要作用［1］。
气动机械手以压缩空气作为介质，能更加便捷地实现自动化控制［2 3］。
本设计的气动机械手控制系统以PLC 作为核心控制器，可以实现机械手的上下、左右和抓放动作，完成对物品的搬运，利用触摸屏实现对机械手的监控。
该机械手可以应用于现代工业中，实现对零件、材料、货物的搬运和输送。
一、控制系统硬件设计气动系统由气源系统、气动控制元件、气动执行元件、净化元件和各种气动辅助元件组成。
控制回路一般包括位置控制回路、压力控制回路、换向控制回路等。
本设计的气动机械手系统主要包括气缸、磁性开关和气动夹爪，可以实现对物品的横向和纵向定位以及抓放功能。
气动机械手的机械结构主要包括气缸、直线导轨、磁性限位开关和支架等部件，气动机械手结构如图1所示。
控制系统以S7－200SMAＲT PLC 为核心控制器，磁性开关作为检测元件，用于检测气缸活塞的位置。
PLC 通过对二位五通双电控电磁阀的控制，最终使机械手完成上升、下降、左移、右移、夹紧、松开等动作。
图1气动机械手结构图二、控制系统软件设计气动机械手控制系统有两种运行模式，自动运行模式和手动运行模式。
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２０１６年第 ４５卷
机 械 设 计 与 制 造 工 程
电磁 阀 ；Ｙｖ５用 于控 制 通 电 与 断 电情 况 下 对 工 件 的夹放 操 作 ，避 免 通 电后 工 件 掉 落 情 况 发 生。 ＳＱ１、ＳＱ２和 ＳＱ３、ＳＱ４分 别 为机 械 手 工 作 臂 上 、下 限位 和左 、右 限位 的位置 开关 。
２ 气动控制 回路设计
结合 回路 控制 方法 ，系 统具 体 的逻 辑 控制如 图
２所 示 。在该 逻 辑 控 制 中采 用 双 向调 速 回路 方 法 对系统进行控制 Ｊ。其 中 Ｂ１、Ｂ２为安装在推料气 缸的两个极限工作位置的磁性传感器 ，Ｙ１、Ｙ２为 控 制气缸 的 电磁 阀。
通过 图 ２的双 向调速 控制 回路 系统 看 出 ，本 文 所 设计 的气 动机械 手 主要包括 ４个 回路 ，分别 用 于 控 制机械手的升 、降 、伸 、缩 、抓 紧与放松及旋转 。
机械 手是 在机 械化 、自动化 生产 过程 中发 展起 来 的 、并 广泛 应用 于工 业 生 产 领 域 的一 种 新 工 具 。 在电子信息技术快速发展 和广泛应用的现代化社 会 ，机器人的研制与生产在高新技术领域掀起一阵 狂澜 ，同时推 动 了机 械 手 的 发展 ，使 机 械手 逐 渐 实 现与 机械 化 、自动 化 的有机 结合 。气 动技 术是 实现 自动化控制 的一项 重要技术 ，它 以空气 为压力介 质 ＿ｌ Ｊ，不易 形成 环境 污 染 ，尤 其 是 在非 污染 行 业 中 的应用广泛 ，能更加便捷地实现 自动化控制。但传 统的机械手操作中通常保 留 ２～３个 自由度 ，在一 定 范 围 内限 制 了 机 械 的灵 活 度 Ｊ。而 可 编 程 逻 辑 控 制器 （ＰＬＣ）以其 易 编程 、结构 简单 、性能 强 大 、 可靠性高等优势得到 了工业生产 自动控制领域的 广泛认 可。因此 ，本文结合机械 手控制存在 的问 题 ，提 出一 种 基 于 ＰＬＣ控 制 的多 角 度 气 动 机 械 手 控制系统 ，从 而提高系统运行的可靠性和实用性。
图 １ 气动 机械 手 的 工 作 过程
如 图 １所 示 ，本 文设计 的机 械 手是将 工件 从 Ａ 处传递到Ｂ处 ，ＹＶ１、ＹＶ２、ＹＶ３、ＹＶ４表示机械手执 行不同动作 （依次代表 ：上升 、下降、左行 、右行）的
收稿 日期 ：２０１６—０４—０２ 作者简介 ：唐少琴 （１９７６一 ），女 ，陕西 汉中人 ，西安航空职业技术学院讲师 ，硕 士 ，主要研究方 向为机电一体化应 用。
手的控制 ，最终使机械手完成上升、下降、旋转等动 作 。
本 文 设 计 的 气 动 机 械 手 工 作 压 力 介 于 ０．６ＭＰａ一１．０ＭＰａ之间。机械手借助 ２个直线运 动与 １个旋转运动实现物品的搬运任务 ；转动需在 摆动臂、摆动气缸 、摆动位置微动开关 、轴向止推轴 承等部件的相互协作下实现 ，其工作行程为 ０。一 １８０。；升降运动则在升降气缸、垂直导柱与导轨 、滑 动导 柱等 部 件 的 共 同作 用 下 完 成 ，其 工 作 行 程 为 ０～１５０ｃｍ；手部需在气缸 、弹簧 的作用下完成夹持 工 件操 作 ，夹持力 的大 小可 通过 弹簧预压 缩量 进行 调 节 。该机 械手 的主要 任 务 是 将 生产 线 上 的工 件 根 据工 件 合 格 与 否 搬 运 到 不 同分 支 的 流 水 线 上 。 具 体结 构如 图 ｌ所 示 。
ｌ 气 动机械 手结构 机械手实际上是模拟人手动作而设计 的一种
机械设备 ，它根据使用者编人的程序或指令来实现 固定轨 迹下 的 自动抓 取 与搬运 等动 作 ，实现 工业 生 产 的 自动化 控 制 。结 合 气 动机 械 手 及 相 关 电子器 件 ，本 文设计 的气 动机 械 手 结 构 主 要 包 括传 感 器 、 直 线导 轨 、行 程 开关 、气缸 、定位 开关 、步 进 电机 、支 架 等部 件 ；控 制 系统 采 用 标 准 模 块 化设 计 ，主要 包 括气动装置和 ＰＬＣ控制系统。传感器作为反馈检 测元件 ，对 ＰＬＣ提供信号控制气动装置 中的电磁 阀 ，ＰＬＣ控 制 系统 作 为 主 控 器 ，可 实 现 对 整个 机 械
２０１６年 ５月 第 ４５卷 第 ５期
机械设计与制造工程
Ｍａｃｈｉｎｅ Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｍａ ｎｕｆａｃｔｕｒ ｉｎｇ Ｅ ｎｅｅｆ ｉｎｇ
Ｍａｙ．２０１６ Ｖｏ１．４５ Ｎｏ．５
ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．２０９５—５０９Ｘ．２０１６．０５．Ｏ０９
基 于 ＰＬＣ 的气 动 机械 手控 制 系统设 计
詹 少琴 （西 安航 空职 业技术 学 院 ，陕西 西 安 ７１００８９）
摘 要 ：气动机 械 手是 目前 工业 生产 领域 的 重要 设 备之 一 ，可完成 复 杂 的机械 操 作任 务 。通过 研 究 基 于 ＰＬＣ的 气动机 械手 结构 与 工作 过 程 ，设 计 了基 于 ＰＬＣ 的 气动机 械 手控 制 系统 ，详 细分 析 了 ＰＬＣ控 制方 案 、系统 的气动 原理 等 内容 。 关 键词 ：可编程 逻辑控 制 器 ；气动机 械 手 ；控 制 系统 中图分 类 号 ：ＴＰ３１１；ＴＨ１３８ 文献标 志码 ：Ａ 文 章编号 ：２０９５—５０９Ｘ（２０１６）０５—００５１—０３
升降气压
旋转气压
手爪伸缩气缸
手爪夹 紧气缸
图 ２ 系统 气 动 原 理
在气 动 回路设 计 过 程 中 ，通 过 ＰＬＣ来 控 制 换 向阀 实现 自动 换 向 ；通 过调节 节 流 阀的节 流 口流 量来 控 制气 缸 运动 的速 度 。
３ ＰＬＣ控制 Ｃ的运行 是借 助 相 关 算 法 来 实 现 物 理 量 的 输 入 与输 出 ，以便 获 得 工业 生 产 所 需 数 据 信 息 ，整