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1、 前言 目 前 气 动 控 制 技 术 在 工 业 控 制 中 用 得 越 来 越 普 遍。气 动 执行 器 特 点 是：紧 凑 的 双 活 塞 齿 条 式 结 构，啮 合 精 确，效 率 高，输 出 扭 矩恒 定。铝 制 缸 体、活 塞 及 端 盖，与 同 规 格 结 构 的 执 行 器 相 比 重量 最 轻。缸 体 为 挤 压 铝 合 金，经 硬 质 阳 极 氧 化 处 理，内 表 面 质地 坚 硬，强 度，硬 度 高。采 用 低 摩 擦 材 料 制 成 的 滑 动 轴 承，避免 了 金 属 间 的 相 互 直 接 接 触，摩 擦 系 数 低，转 动 灵 活，使 用 寿命 长。气 动 执
2、行 器 与 阀 门 连 接 符 合 ISO5211标 准 气 源 孔 符 合 NAMUR 标 准。气 动 执 行 器 底 部 轴 装 配 孔(符 合ISO5211标 准)成 双 四 方 形，便 于 带 方 杆 的 阀 线 性 或45转 角 安 装。输 出 轴的 顶 部 和 顶 部 的 孔 符 合 NAMUR 标 准。两 端 的 调 整 螺 钉 可 调 整阀 门 的 开 启 角 度。相 同 规 格 的 有 双 作 用 式、单 作 用 式(弹 簧 复位)。可 根 据 阀 门 需 要 选 择 方 向，顺 时 针 或 逆 时 针 旋 转。根 据用 户 需 要 安 装 电 磁 阀、定 位 器(开 度 指
3、 示)、回 信 器、各 种 限 位开 关 及 手 动 操 作 装 置。本 文 就 讨 论 一 下 气 动 执 行 器 的 一 个 重 要 部 分：气 动 机 械手，以 及 PLC对 它 的 控 制。气 动 机 械 手 的 任 务 大 多 数 是 搬 运 物品 或 器 件，动 作 快 速 准 确。例 如 将 传 送 带 A上 的 物 品 搬 至 传 送带 B上，或 把 某 元 件（电 阻 电 容 等）取 来 送 至 印 刷 线 路 板 上，用 PLC对 其 按 指 定 的 动 作 和 规 律 来 进 行 控 制 是 比 较 方 便 的。目录 一：工艺过程和控制要求-5 二：动作过程方框图-6 三
4、：输入输出地址表-7 四：I/O 电气接口图-7 五：控制梯形图程序-8 六：指令表-10 PLC 在气动机械手中的应用 一工艺过程和控制要求 某气动机械手搬运物品工作示意图如下所示。传送带 A 为步进式传送，每当机械手从传送带 A 上取走一个物品时，该传送带向前步进一段距离，将使机械手在下一个工作循环取走物品。二.动作过程方框图如下：气动机械手工作流程图（一）图中传送带 A，B 分别由电动机 M1 M2 驱动，机械手的回转运动由气动阀Y1，Y2 控制，机械手的上下运动由气动阀 Y3 Y4 控制，机械手的夹紧与放松由气动阀 Y5 控制。有关到位信号分别是：由旋到位行程开关（状态开关）为 SQ1
5、，左旋到位形成开关为 SQ2，手臂上升到位行程开关为 SQ3，下降到位形成开关为 SQ 用 PLC 控制后，气动机械手的动作要求如下：1 机械手在原始位置时（右旋到位），SQ1 动作，按下启动按钮，机械手松开，传送带 B 开始运动，机械手臂开始上升 2 机械手上升到上限位置，状态开关 SQ3 动作，上升动作结束，机械手开始左旋 3 机械手左旋位置状态开关 SQ 动作，左旋动作结束，机械手开始下降 4 机械手下降到下限位置，状态开关 SQ4 动作，下降动作结束，传送带 A 启动 5 传送带 A 向机械手方向前进一个物品的距离停止，机械手开始抓物 6 机械手抓物，延时 1S 左右时间开始上升 7
6、上升到上限位置，状态开关 SQ3 动作，上升动作结束，机械手开始右旋 8 到右限位置，状态开关 SQ1 动作，右旋动作结束，机械手开始下降 9 下降到下限位置，状态开关 SQ4 动作，机械手松开，放下物品 10 放下物品经过适当延时，一个工作循环过程完毕 11 机械手工作方式为：单步/循环 三输入输出地址表 根据气动机械手的控制要求，PLC 输入输出地址表如下表所示：输入 输出 器件代号 地址号 功能说明 器件代号 地址号 功能说明 SQ1 X0 回转缸磁 性开关 YV1 Y1 汽缸右旋 SQ2 X1 YV2 Y2 汽缸左旋 SQ3 X2 手臂上/下气缸磁性开关 YV3 Y3 手臂上升 SQ4
7、 X3 YV4 Y4 手臂下降 开关 0 X4 单步 YV5 Y5 夹紧与放松 开关 1 X5 循环 M1（KA1）Y0 传送带 A 开关 2 X6 手动启动 M2（KA2）Y6 传送带 B 开关 3 X7 手动复位 开关 4 X8 手动到原点 开关 5 X9 紧急停止 四I/O 电气接口图如下：气动机械手的 PLCI/O 电气接口图如下。SQ1-SQ2 为 4 个磁性开关，开关 05 分别接 PLC 的 X0X7，X10，X11 10 个输入，输出 Y1Y5 分别接电磁阀的 YV1YV5。PLC 选用 FX 系列一型号 PLC 均可以。气动控制回路使用时注意如下几点：A 先将气泵启动，带压力
8、到整定值后，可以分别在气阀的两头家上 24V 电压，观察上下气 B 缸机械手爪气缸及回路气缸动作是否正确，如不正确，说明气阀或气缸有问题。C 个部分没有问题，按接口电路图连线，并检查接线是否正确。D 输入程序，检查无误后，开启 24V 电源运行。五控制梯形图程序 编写程序如下。由于机械手的动作过程是顺序动作，每一步工艺均是在前一步动作完成的基 础上，再进行下一步的操作，所以控制程序采用了步进顺控指令方法编程。此外，气动机械 手的启动必须在原位状态下才能启动故必须使 Y3Y1Y4 先断电，使气缸均回到原点状态。程序中使用了 RST Y1，RST Y3，RST Y4 等指令使 Y1Y3Y4 复位。
9、六对应指令表如下：LD M8002 SET S0 STL S0 LD X0 AND X6 SET S20 STL S20 SET Y6 RST Y5 LDI X2 OUT Y3 LD X2 OUT T0 K10 LD T0 SET S21 STL S21 LDI X1 ANI Y1 OUT Y2 LD X1 OUT T1 K10 LD T1 SET S22 STL S22 LDI X3 ANI Y3 OUT Y4 LD X3 SET T2 K10 LD T2 SET S23 STL S23 OUT Y0 OUT T3 K20 LD T3 SET S24 STL S24 SET Y5 OUT Y4 K10 LD T4 SET S25 STL S25 LDI X2 ANI X4 OUT Y3 LD X2 OUT T5 K10 LD T5 SET S26 STL S26 LDI XO ANI Y2 OUT Y1 LD XO OUT T6 K10 LD T6 SET S27 STL S27 LDI X3 ANI Y3 OUT Y4 LD X3 OUT T7 K10 RST Y6 LD T7 SET S28 STL S28 RST Y5 OUT T8 K20 LD T8 AND X5 OUT S20 RET RND