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1、基于的机械手群在转子搬运中的应用 摘要介绍一种基于PLC的机械手群控系统在转子搬运中的实际应用，具体阐述该限制系统的组成、硬件和软件设计方法。 关键词机械手 PLC 气动系统 中图分类号：TM92文献标识码：A 文章编号：1673-75101(2022)1210110-01 一、前言 动平衡是旋转类产品生产、制造过程中必需解决的一个基本的共性问题，其优劣程度干脆确定产品的工作性能、运用寿命，对产品的质量产生巨大的影响。为使旋转类产品具有良好的动平衡性能，均需进行动平衡校正，动平衡校正1分为动平衡称重和动平衡加工去重两个基本过程。先进的动平衡校正设备在称重、去重之间采纳机械手进行自动搬运，实现机
2、电一体化。 本文针对汽车发电机转子动平衡校正设备设计了一种由PLC和6个机械手组成的限制系统，该系统由PLC限制电路及气压回路驱动汽缸对机械手进行远程限制和操作，限制6个机械手实现要求的运动轨迹，以提高转子搬运工作的自动化程度和动平衡校正的精确性，提高生产效率。 二、机械手的系统组成与任务 机械手是一种仿照人手动作，并按设定程序、轨迹和要求代替人手抓取、搬运工件或工具进行操作的高科技自动化生产设备。机械手主要由执行机构、驱动系统、限制系统以及位置检测装置所组成。 执行机构为机械手的主体部分，主要包括基座、手臂、手爪等。 驱动系统是驱动执行机构运动的传动装置。常用的有液压传动、气压传动、电力传动
3、和机械传动等；采纳气压传动，动作快速，反应灵敏，工作环境适应性好，不会污染环境，便于自动限制，在本设计中采纳气压传动。 限制系统是机械手的核心部分，它支配机械手按规定的程序运行，记忆赐予机械手的指令信息，同时按其限制系统的信息对执行机构发出指令，同时，对机械手的动作进行监控。限制系统采纳先进的PLC做限制器。 位置检测装置主要用于检测机械手的运动位置，并随时将执行机构的实际位置反馈给限制系统，与设定的位置进行比较，再通过限制系统进行调整，以达到所需的精度限制。 本文设计的动平衡校正设备中共有6个机械手2，6个机械手的初始位置为0号位，转子由左输送带传送到0号位，由6个机械手依据要求将转子从位置
4、0依次传送到1、2、3、4、5，进行动平衡检测、去重、调面、再去重、合格检测5个工艺过程，动平衡校正加工完成的转子从位置5传送到右传送带上，进入下一环节，依据搬运任务要求，6个机械手要实现X方向和Y方向的运动绕Z方向的旋转，同时在抓取过程中要实现手臂的自动升降和抓放转子的过程。 三、机械手的气动系统结构 机械手的气动限制方法3是由气源、气源三联体、气源通断限制阀以及各气缸的限制阀组成依次动作回路。 气源出来的气体经过气源三联体过滤、减压、润滑处理后，通过相应的电磁换向阀来驱动各气动执行元件，实现预定动作。其中压紧气缸、升降气缸、基座扭转气缸是通过各自的三位五通阀来限制，实现各气缸能够停止在须要
5、的位置上。在手爪部，通过梭阀对二位三通阀和手控阀进行选择，实现对夹持气缸自动和手动的限制选择。此外，各气缸进、出气口都安装有节流阀，能够实现对气缸运动速度的限制；电磁阀的出气口都装有消声器，可以削减压缩气体对环境的噪声污染。 四、机械手的电气限制设计 采纳PLC作为限制器，可以简化限制线路，降低故障率。依据机械手的动作要求以及气动限制原理，其电气执行元件采纳直流24V，并设置平安指示灯，以便平安牢靠。 依据动平衡校正工艺过程可知，机械手限制系统须要如下输入信号：检测机械手升降(2个)、手爪开闭、压紧转子以及整体旋转运动状态信号,共计17个；另外依据系统限制的要求，须要START(起先)和RES
6、ET(复位)2个信号，STOP(停止)信号1个，系统运行方式的AUTO/MAN(自动/手动)选择信号2个；共22个输入信号。 系统须要输出信号：有7个输出信号用来驱动4个气缸的电磁阀；有1个输出信号用来限制电磁阀，以限制整个气动系统的通断；有2个输出信号用来限制显示工作状态的START、RESET信号灯；共计10个输出信号。 6个机械手只须要32个开关量限制，不须要模拟量变换和存储，并且对PLC的扫描速度及其他方面无特别要求。因此选择德国西门子公司生产的S7300 PLC。S7300系列PLC是西门子公司生产的一种小型PLC，其很多功能达到大、中型PLC的水平，而价格和小型PLC一样。选择S7
7、300系列CPU2264，它共有24点输入、16点输出，内设足够的计数器、定时器及各种协助继电器等，具有较强的数据处理和通信实力，指令功能丰富，抗干扰实力强，可以满意限制要求。 五、机械手的限制软件设计 采纳西门子S7-200 STEP 7-MincroWIN V4.0软件进行编程，该软件功能强大可实现测试、在线编程、运行诊断等多种功能，并具有友好的用户界面。它支持梯形图、指令表、依次功能图等多种编程语言。由于6个机械手是联动的,且动作过程是依次动作，每一步均是在前一系列动作完成的基础上，再进行下一系列的操作，而依次限制指令是PLC厂家为用户供应的可使功能图简洁化和规范化的指令，所以选用依次限
8、制指令进行编程。编程思路：在编程时应首先考虑6个机械手的各个输出状态，然后把与每一个输出动作有关联的各个输入器件的状态列出来，并且要考虑系统限制的详细要求，如当按下STOP按钮，应运行完该工作周期后立刻停止工作，按下RESET，按钮可在下一个工作周期内复位。程序功能图经过调式，试验通过。 六、结束语 本文设计的机械手群控系统采纳PLC限制，具有结构简洁，限制精确、牢靠性高、生产效率高、抗干扰实力强、自动化程度高等特点，对其他行业上机械手群控系统具有借鉴意义。 参考文献： 1杨克己，动平衡数控去重系统及其关键技术的探讨J.机电工程，2022：4-8. 2于传浩，章涤峰，一种气动机械手夹持机构的设计J.液压气动与密封，200327-28. 3于洋、陈乃件、徐霞，基于PLC的气动炸药搬运机械手研制J.液压与气动，2022：60-62. 4王永华、陈玉国等，现代电气限制及PLC应用技术M.北京：北京航空航天高校出版社，2003. 5季明善，液气压传动M.北京：机械工业出版社，2002. 第6页 共6页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页第 6 页 共 6 页