气动机械手的设计及控制

气动机械手的控制用PLC进行控制 前 言 在工业生产和其他领域内，由于工作的需要，人们经常受到高温、腐蚀及有毒气体等因素的危害，增加了工人的劳动强度，甚至于危及生命。自从机械手问世以来，相应的各种难题迎刃而解。机械手可在空间抓、放、搬运物体，动作灵活多样，适用于可变换生产品种的中、小批量自动化生产，广泛应用于柔性自动线。机械手一般由耐高温，抗腐蚀的材料制成，以适应现场恶劣的环境，大大降低了工人的劳动强度，提高了工作效率。机械手是工业机器人的重要组成部分，在很多情况下它就可以称为工业机器人。工业机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的现代制造业重要的自动化装备。广泛采用工业机器人，不仅可以提高产品的质量与产量，而且对保障人身安全，改善劳动环境，减轻劳动强度，提高劳动生产率，节约原材料消耗以及降低生产成本，有着十分重要的意义。可编程控制器是继电器控制和计算机控制出上开发的产品，逐渐发展成以微器处理为核心把自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业自动控制装置。本文应用三菱公司生产的可编程控制器FX系列PLC，实现机械手搬运控制系统，该系统充分利用了可编程控制器（PLC）控制功能。使该系统可靠稳定，时期功能范围得到广泛应用。 气动机械手的设计及控制 在现代工业生产中，机械手已成为推动自动化和智能制造的关键技术之一。它们在多种恶劣环境下替代人工操作，例如在高温、腐蚀、有毒气体等环境中工作，从而有效降低工人的劳动强度和安全风险。机械手广泛应用于各类中、小批量的柔性自动化生产线，特别是在产品品种需要频繁变换的场合，其灵活多变的作业能力显得尤为重要。机械手的设计通常采用耐高温、抗腐蚀材料制造，以适应复杂的工业现场条件。 机械手不仅在生产效率的提升方面发挥着巨大作用，它还集成了机械、电子、控制、计算机、传感器和人工智能等多学科的先进技术，成为工业机器人不可或缺的一部分。工业机器人通过其高精度的操作，不仅提高了产品的质量和产量，还在保障人身安全、改善工作环境、减轻劳动强度、提高劳动生产率、节约材料消耗以及降低成本等方面展现出明显的优势。 随着自动化技术的不断进步，可编程控制器（PLC）已经成为工业自动化控制系统的核心设备。PLC的开发是基于继电器控制和计算机控制技术，并以微处理器为核心，集成了自动化技术、计算机技术和通信技术，形成了一个新型的工业自动控制装置。在本文中，我们以三菱公司的FX系列PLC为例，来实现气动机械手的搬运控制系统。该系统利用PLC的强大控制功能，确保了系统的稳定性和适应性，拓展了应用范围。 机械手的基本概念和工作原理得到了介绍，重点阐述了其在机械化和自动化生产中的重要性。在机械结构部分，文中详细讨论了采用电液控制和液压驱动的机械手动作，以及如何利用限位开关来保证动作的精确性。 PLC控制系统的构建是本文的重点，包括I/O地址分配、PLC类型选择、输入输出接线图的设计，以及控制程序的编写。通过梯形图和指令表来表达控制逻辑，使程序的运行和调试更加直观和便捷。此外，为确保系统功能的实现，还对PLC程序进行了细致的调试，并通过总结课程设计，讨论了设计过程中的体会和收获。 为了进一步提升系统效率，文章还探讨了如何利用MCGS组态软件创建监控界面，实现对机械手运行状态的观察和诊断。通过这一监控界面，操作人员可以更加便捷地掌握机械手的工作状态，及时作出相应的调整和优化。 气动机械手的设计和控制不仅涉及到机械结构的设计与优化，还包括了PLC编程技术与自动化控制理论的综合运用。这一过程是现代工业生产中实现高效率和高安全性作业的关键。通过不断的研究与创新，气动机械手可以在更多行业和领域中实现高效、稳定的自动化操作，从而推动整个工业生产向更高级别的自动化和智能化发展。