一種氣動電控搬運機械手的設(shè)計與實現(xiàn)

1、    一種氣動電控搬運機械手的設(shè)計與實現(xiàn)    慕足鑫+董振宇摘 要：隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，快遞物流行業(yè)不斷興起和普及，貨物搬運工作也越來越繁重。基于此，設(shè)計并實現(xiàn)了一種由plc控制的氣動搬運機械手，其具有標準化程度高、通用性強、便于采購和修配等特點，可以自行檢測是否存在貨物并完成搬運工作，在很大程度上解放了搬運生產(chǎn)線的勞動力，具有廣泛的應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞：搬運；機械手；plc；氣動電控：tp241 ：a ：2095-6835（2014）11-0011-021 機械部分設(shè)計搬運機械手的機械部分主要分為機械結(jié)構(gòu)設(shè)計和氣動回路設(shè)計。在機械部分的設(shè)計中，利用

2、氣缸實現(xiàn)平動、擺動，通過連桿機構(gòu)實現(xiàn)更為復(fù)雜的機械手夾緊和松開動作。搬運機械手氣動回路的設(shè)計，通過電磁換向閥來控制氣缸的伸出和收縮，然后通過機械傳動部分實現(xiàn)特定動作。1.1 搬運機械手的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計搬運機械手的機械結(jié)構(gòu)裝配主、側(cè)視圖分別如圖1、圖2所示。擺臂氣缸1帶動擺臂3的抬起和降落，利用氣缸實現(xiàn)擺動，支撐座2起主支撐作用，抓手氣缸4通過連桿機構(gòu)控制機械手5的夾緊和松開，完成工件的夾緊和下放。搬運氣缸4推動機械手從一個工作臺3到另一個工作臺之間運動，利用氣缸實現(xiàn)平動，完成工件的搬運工作。氣缸等氣動元件均為外購，具有標準化程度高、通用性強、便于采購和修配等特點。1.2 氣動回路的設(shè)計搬運機械手

3、氣動回路是由一個氣壓源經(jīng)過過濾裝置后分為三路，分別控制三個氣壓缸（搬運氣缸、擺臂氣缸和抓手氣缸）來完成搬運機械手特定的搬運。每一支氣壓回路都由一個二位五通電磁換向閥拉控制氣缸的伸出和收縮，然后再通過機械傳動部分實現(xiàn)特定動作。在使用過程中，也可以根據(jù)實際需要改變氣動回路，以擴大機械手的適用范圍。2 控制系統(tǒng)的設(shè)計搬運機械手除了機械部分的設(shè)計外，還要有控制系統(tǒng)的設(shè)計，這樣才能使機械部分的運動按照計劃有序進行?？刂葡到y(tǒng)的設(shè)計主要包括電氣原理圖的設(shè)計、控制流程圖的設(shè)計和控制程序的編寫。2.1 電氣原理圖的設(shè)計，plc采用西門子s7-200作為控制器，其接線簡單、實用性強、應(yīng)用范圍較廣，非常適合本設(shè)計使

4、用。2.2 控制流程圖的設(shè)計通過分析整個搬運機械手的動作流程，繪制出程序流程圖。由于plc的可控性很好，可以根據(jù)工作需要設(shè)置機械手運動時間、運動速度和抓取速度等，以實現(xiàn)搬運機械手的各種動作。3 結(jié)束語本設(shè)計綜合利用了國內(nèi)外關(guān)于氣動電控搬運機械手的設(shè)計技術(shù)，設(shè)計了一種具有一定實用性的氣動電控搬運機械手。本設(shè)計有以下幾個特點：機械結(jié)構(gòu)可靠，利用四桿機構(gòu)模擬實現(xiàn)人手的抓放動作，能夠完成搬運工作；氣缸等氣動元件均為外購，其標準化程度高、通用性強，在元件損耗后也可及時補充，便于采購和修配；氣動回路簡單可靠，通過plc控制電磁換向閥完成搬運機械手的抓放和移動，設(shè)計簡單、可靠性好。參考文獻1索陽陽，黃宇.基

5、于plc的5自由度倉庫搬運機械手研制j.北京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院學報，2012（03）.2孫兵，趙斌，施永輝.物料搬運機械手的研制j.機電一體化，2005（02）.3王建軍.搬運機械手仿真設(shè)計和制作j.機械設(shè)計與制造，2012（09）.編輯：李玨 摘 要：隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，快遞物流行業(yè)不斷興起和普及，貨物搬運工作也越來越繁重?；诖?，設(shè)計并實現(xiàn)了一種由plc控制的氣動搬運機械手，其具有標準化程度高、通用性強、便于采購和修配等特點，可以自行檢測是否存在貨物并完成搬運工作，在很大程度上解放了搬運生產(chǎn)線的勞動力，具有廣泛的應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞：搬運；機械手；plc；氣動電控：tp241 ：a ：209

6、5-6835（2014）11-0011-021 機械部分設(shè)計搬運機械手的機械部分主要分為機械結(jié)構(gòu)設(shè)計和氣動回路設(shè)計。在機械部分的設(shè)計中，利用氣缸實現(xiàn)平動、擺動，通過連桿機構(gòu)實現(xiàn)更為復(fù)雜的機械手夾緊和松開動作。搬運機械手氣動回路的設(shè)計，通過電磁換向閥來控制氣缸的伸出和收縮，然后通過機械傳動部分實現(xiàn)特定動作。1.1 搬運機械手的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計搬運機械手的機械結(jié)構(gòu)裝配主、側(cè)視圖分別如圖1、圖2所示。擺臂氣缸1帶動擺臂3的抬起和降落，利用氣缸實現(xiàn)擺動，支撐座2起主支撐作用，抓手氣缸4通過連桿機構(gòu)控制機械手5的夾緊和松開，完成工件的夾緊和下放。搬運氣缸4推動機械手從一個工作臺3到另一個工作臺之間運動，利用

7、氣缸實現(xiàn)平動，完成工件的搬運工作。氣缸等氣動元件均為外購，具有標準化程度高、通用性強、便于采購和修配等特點。1.2 氣動回路的設(shè)計搬運機械手氣動回路是由一個氣壓源經(jīng)過過濾裝置后分為三路，分別控制三個氣壓缸（搬運氣缸、擺臂氣缸和抓手氣缸）來完成搬運機械手特定的搬運。每一支氣壓回路都由一個二位五通電磁換向閥拉控制氣缸的伸出和收縮，然后再通過機械傳動部分實現(xiàn)特定動作。在使用過程中，也可以根據(jù)實際需要改變氣動回路，以擴大機械手的適用范圍。2 控制系統(tǒng)的設(shè)計搬運機械手除了機械部分的設(shè)計外，還要有控制系統(tǒng)的設(shè)計，這樣才能使機械部分的運動按照計劃有序進行?？刂葡到y(tǒng)的設(shè)計主要包括電氣原理圖的設(shè)計、控制流程圖的

8、設(shè)計和控制程序的編寫。2.1 電氣原理圖的設(shè)計，plc采用西門子s7-200作為控制器，其接線簡單、實用性強、應(yīng)用范圍較廣，非常適合本設(shè)計使用。2.2 控制流程圖的設(shè)計通過分析整個搬運機械手的動作流程，繪制出程序流程圖。由于plc的可控性很好，可以根據(jù)工作需要設(shè)置機械手運動時間、運動速度和抓取速度等，以實現(xiàn)搬運機械手的各種動作。3 結(jié)束語本設(shè)計綜合利用了國內(nèi)外關(guān)于氣動電控搬運機械手的設(shè)計技術(shù)，設(shè)計了一種具有一定實用性的氣動電控搬運機械手。本設(shè)計有以下幾個特點：機械結(jié)構(gòu)可靠，利用四桿機構(gòu)模擬實現(xiàn)人手的抓放動作，能夠完成搬運工作；氣缸等氣動元件均為外購，其標準化程度高、通用性強，在元件損耗后也可及

9、時補充，便于采購和修配；氣動回路簡單可靠，通過plc控制電磁換向閥完成搬運機械手的抓放和移動，設(shè)計簡單、可靠性好。參考文獻1索陽陽，黃宇.基于plc的5自由度倉庫搬運機械手研制j.北京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院學報，2012（03）.2孫兵，趙斌，施永輝.物料搬運機械手的研制j.機電一體化，2005（02）.3王建軍.搬運機械手仿真設(shè)計和制作j.機械設(shè)計與制造，2012（09）.編輯：李玨 摘 要：隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，快遞物流行業(yè)不斷興起和普及，貨物搬運工作也越來越繁重。基于此，設(shè)計并實現(xiàn)了一種由plc控制的氣動搬運機械手，其具有標準化程度高、通用性強、便于采購和修配等特點，可以自行檢測是否存在貨物

10、并完成搬運工作，在很大程度上解放了搬運生產(chǎn)線的勞動力，具有廣泛的應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞：搬運；機械手；plc；氣動電控：tp241 ：a ：2095-6835（2014）11-0011-021 機械部分設(shè)計搬運機械手的機械部分主要分為機械結(jié)構(gòu)設(shè)計和氣動回路設(shè)計。在機械部分的設(shè)計中，利用氣缸實現(xiàn)平動、擺動，通過連桿機構(gòu)實現(xiàn)更為復(fù)雜的機械手夾緊和松開動作。搬運機械手氣動回路的設(shè)計，通過電磁換向閥來控制氣缸的伸出和收縮，然后通過機械傳動部分實現(xiàn)特定動作。1.1 搬運機械手的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計搬運機械手的機械結(jié)構(gòu)裝配主、側(cè)視圖分別如圖1、圖2所示。擺臂氣缸1帶動擺臂3的抬起和降落，利用氣缸實現(xiàn)擺動，支撐座2起主支

11、撐作用，抓手氣缸4通過連桿機構(gòu)控制機械手5的夾緊和松開，完成工件的夾緊和下放。搬運氣缸4推動機械手從一個工作臺3到另一個工作臺之間運動，利用氣缸實現(xiàn)平動，完成工件的搬運工作。氣缸等氣動元件均為外購，具有標準化程度高、通用性強、便于采購和修配等特點。1.2 氣動回路的設(shè)計搬運機械手氣動回路是由一個氣壓源經(jīng)過過濾裝置后分為三路，分別控制三個氣壓缸（搬運氣缸、擺臂氣缸和抓手氣缸）來完成搬運機械手特定的搬運。每一支氣壓回路都由一個二位五通電磁換向閥拉控制氣缸的伸出和收縮，然后再通過機械傳動部分實現(xiàn)特定動作。在使用過程中，也可以根據(jù)實際需要改變氣動回路，以擴大機械手的適用范圍。2 控制系統(tǒng)的設(shè)計搬運機械

12、手除了機械部分的設(shè)計外，還要有控制系統(tǒng)的設(shè)計，這樣才能使機械部分的運動按照計劃有序進行。控制系統(tǒng)的設(shè)計主要包括電氣原理圖的設(shè)計、控制流程圖的設(shè)計和控制程序的編寫。2.1 電氣原理圖的設(shè)計，plc采用西門子s7-200作為控制器，其接線簡單、實用性強、應(yīng)用范圍較廣，非常適合本設(shè)計使用。2.2 控制流程圖的設(shè)計通過分析整個搬運機械手的動作流程，繪制出程序流程圖。由于plc的可控性很好，可以根據(jù)工作需要設(shè)置機械手運動時間、運動速度和抓取速度等，以實現(xiàn)搬運機械手的各種動作。3 結(jié)束語本設(shè)計綜合利用了國內(nèi)外關(guān)于氣動電控搬運機械手的設(shè)計技術(shù)，設(shè)計了一種具有一定實用性的氣動電控搬運機械手。本設(shè)計有以下幾個特點：機械結(jié)構(gòu)可靠，利用四桿機構(gòu)模擬實現(xiàn)人手的抓放動作，能夠完成搬運工作；氣缸等氣動元件均為外購，其標準化程度高、通用性強，在元件損耗后也可及時補充，便于采購和修配