万方数据自动供料机械手的PLC控制系统设计赵美宁，王佳2007年第9期液压与气动PLCControlSystemDesignofAutomaticFeederManipulator摘要：该文对自动供料机械手的整体结构、工作原理、气压传动系统、驱动装置和控制系统进行了分析和设计。在自动供料机械手控制系统设计中，根据机械手的工作流程，选用s7．200通过以上各部分的工作，得出了经济型、实用化、高可靠性自动供料机械手的设{十方案，对其他类型的自动控制系统的设计也有一定的借鉴价值。中图分类号：THl37文献标识码：B文章编号：1000—4858(2007)09—0057，04某集团有限公司加工弹药引信壳体，其传统的加工工艺是通过车床车出外锥面再车内孔，其缺点是不能充分的利用原材料，且加工费时。随着加工技术的不断完善，目前弹药引信壳体加工改为通过温挤压机来实现的，但从中频感应加热炉加热出来的1000。C棒料需要送到温挤压机工作台的模具中挤压，高温棒料不利于工人手工操作，本文就此需求设计出了一种耐高温自动供料机械手，来提高工作效率。本机械手用于将中频感应加热炉加热的坯料自动送入到温挤压成型机中的成型工位，同时控制温挤压成型机的成型动作、中频感应炉的出料时间。(1)中频感应加热炉负责坯料工件的加热，当前端的坯料在中频感应加热设备显示坯料已加热至所需温度，则向机械手控制系统发出可以出料的信号，同时需要此系统检测到热压成型机中的前道热压成型已完成并出料，机械手控制装置根据中频感应加热设备出料情况，控制机械手伸出，准备接料。(2)当中频感应加热炉出料时，坯料呈水平方向，机械手控制系统控制机械手手指将料夹持，然后控制底座旋转90。，到指定位置后，机械手控制系统收到位置信号后再将坯料送至热压成型机前，同时，夹持坯料的机械手手指旋转90。使坯料呈垂直方向，整个手臂下降至合适的高度。(3)机械手控制系统控制手臂伸至热压成型机成型工位，并控制机械手手指将料松开，完成送料。并延(4)机械手控制系统控制装置收到机械手到位并撤除的信号后，发出指令到热压成型机，热压成型机开始成型。此系统控制装置继续接受中频感应加热炉坯料加热到达温度的信号，并准备开始下一循环的工作。(5)当后端的液压成型机出现故障，机械手控制系统发出信号，停止感应加热炉出料和机械手的动作，发出故障报警信号。本设计中设计的机械手如图1所示，它共有5个自由度。即底座回转、左右移动、卜下移动、工件回转、3机械系统设计由于本机械手所夹持的工件质量不大，所需臂力PLC作为控制核心，制定了可编程序控制器的控制方案。关键词：自动供料机械手；可编程控制器(PLC)；控制系统1前言2工作原理反方向返回。手指抓握。57Mei—ning，WANGJia(西安工业大学，陕西西安710032)图1机械手外型示意图收稿日期：2007。04—27作者简介：赵美宁(1964一)，女，陕西西安人，副教授，一直从事机械设计与科研工作。ZtlAO万方数据带动底座旋转，实现机械手0。。90啪旋转动作；当需要点数以及CPU功能分为大、中小3种类型，按其结构液压与气动2007年第9期较小，且气压传动方式具有使用、维修方便、安全、可靠、成本低、寿命长等特点，冈此本机械手全部采用气压传动方式。本机械手从中频感应加热炉中抓取工件时，工件为水平放置，而送至温挤压成型机模具腔中时，需要工件为垂直放置，凶此需设有夹紧动作和回转动作才可满足工作的要求。同较大，故采用SMC的平行开闭型气动手爪，其型号为：MHZ2—40D。由可编程控制器控制电磁阀动作，从而控制手爪的张闭。为了使本机械手的通用性更强，把机械手的手部结构设计成可更换结构，用以各种尺寸不同的坯料。机械手回转运动采用SMC的标准回转式气缸CDRBIBW50—90D，使工件3．2躯干结构设计底座是支撑机械手全部重量并能带动手臂旋转的机构。本机械手的所有气动元件都将采用标准化的气底座采用旋转气缸驱动。这里选用最新型的齿轮其输出扭矩比普通摆动马达大一倍。查参考文献，选择双作用薄型齿轮齿条式摆动气缸。当工作压力在O．5MPa时，输出扭矩为5．3N·ITI，缓冲方式为气缓冲，允许J，摆动角度90。，可调角度范围±5。，摆速可调s／90。．最小使用气压0．15MPa，最大使MPa。而且气缸重复定位精度≤0．1。，满足设计要求。手臂是机械手的主要部分，它是支撑手爪、工件并使它们运动的机构。本设计中手臂由横轴和竖轴组成，可完成伸缩、升降的运动。可选标准气缸，完成伸缩运动和升降运动。4驱动系统设计机械手的驱动系统是驱动执行机构运动的传动装置。本机械手采用气动方式来实现工件的水平运动、垂(1)水平、垂直运动部分压力空气经过电磁阀l或V2．2进入x轴运动气缸，当需要实现手指向前伸出运动时，电磁阀V2．1打开