氣動機械手的PLC控制

楊昭

摘 要：氣動機械手廣泛應用于工業生產領域，可以工作在高溫，高壓，粉塵以及帶有放射性和污染性的場合，可以完成一些復雜的任務。文章論述了氣動機械的結構功能，設計了基于西門子PLC控制氣動機械手的工作程序。

關鍵詞：氣動機械手；可編程控制器；控制系統

引言

在現代工業生產過程中，氣動機械手由于有氣源使用方便，沒有環境污染，工作安全可靠，易于維修，廣泛應用于流水線生產，機械加工，注塑，儀表等工業中，提高生產效率。本文以三自由度機械手為研究對象，設計了基于PLC的機械手控制系統，并在西門子S7-200的PLC上得到實現。

1 系統結構和功能介紹

氣動機械手的結構如圖1所示。

機械手氣動控制回路原理見圖2，主要由升降氣缸、導桿氣缸和旋轉氣缸組成。其中升降氣缸、導桿氣缸、旋轉氣缸使用單電控換向閥，通電時氣缸伸出，斷電后氣缸自動縮回。手指夾緊氣缸使用雙電控換向閥。由于雙電控換向閥具有記憶作用，如果在氣缸伸出的途中突然失電，手指夾緊氣缸仍將保持原來的狀態，可保證夾持工件不會掉下。

機械手的動作過程如下：

（1）檢查機械手是否處于初始位置。初始位置：升降氣缸處于上升位置，旋轉氣缸位于左邊位置，導桿氣缸位于縮回位置，夾緊氣缸位于放松位置。若不在初始位置，按下復位按鈕，讓其恢復到初始位置。

（2）按下啟動按鈕，機械手在工位1進行抓取工件過程：手臂伸出→手爪夾緊抓取工件→提升臺上升→手臂縮回。

（3）機械手到達工位2位置進行釋放工件過程：手臂伸出→提升臺下降→手爪松開放下工件→手臂縮回。

（4）放下工件之后，機械手要回到初始位置，自動進行下一個工作周期。

（5）在工作過程中若按下停止按鈕，機械手完成一個工作周期，回到初始位置。

2 PLC控制系統設計

根據機械手控制要求，有11個輸入信號，6個輸出信號，選用S7-200系列的CPU226 DC/DC/DC型號的PLC，I/O分配表見表1：

根據其控制要求，可以得到其控制流程圖，見圖3。

其編程實現可以通過三種方法實現：

（1）利用起保停程序實現。

（2）步進指令。

（3）左移位指令。

3 結束語

氣動機械手價格低，動作準確，便于維護，易于控制，可靠性高，能在惡劣的環境下工作，減輕了人工成本，改善了工作環境，具有很強的實用價值。

參考文獻

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