CN108081264A - 一种基于plc控制的教学型旋盖气动机械手 - Google Patents

一种基于plc控制的教学型旋盖气动机械手 Download PDF

Info

Publication number
CN108081264A
CN108081264A CN201611037701.8A CN201611037701A CN108081264A CN 108081264 A CN108081264 A CN 108081264A CN 201611037701 A CN201611037701 A CN 201611037701A CN 108081264 A CN108081264 A CN 108081264A
Authority
CN
China
Prior art keywords
cylinder
plc
pneumatic manipulator
pneumatic
manipulator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201611037701.8A
Other languages
English (en)
Inventor
曹玲
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CN201611037701.8A priority Critical patent/CN108081264A/zh
Publication of CN108081264A publication Critical patent/CN108081264A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1602—Programme controls characterised by the control system, structure, architecture
    • B25J9/161—Hardware, e.g. neural networks, fuzzy logic, interfaces, processor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1656—Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators
    • B25J9/1661—Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators characterised by task planning, object-oriented languages

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Fuzzy Systems (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

一种基于PLC控制的教学型旋盖气动机械手，是一种直角坐标式机械手，其执行装置是气缸，电气控制用FXZN‑48 MR/MT系列PLC控制。该机械手可以实现抓取物品、旋紧瓶盖、上下、左右移动、摆动等动作，它是一种五自由度的教学型气动机械手，覆盖了PLC技术、气动技术、传感器技术等，是机电一体化典型设备，可应用于PLC课程、传感器课程、液压与气动课程的学习，也可以作为机电一体化综合实训。

Description

一种基于PLC控制的教学型旋盖气动机械手
所属技术领域
本发明涉及一种基于PLC控制的教学型旋盖气动机械手，适用于机械领域。
背景技术
气动技术是实现现代传送和控制的关键技术之一，随着PLC技术、传感器技术、微电子技术和现代控制技术的发展，用PLC实现的气动控制使控制系统简单明了，促使气动技术的应用领域越来越广泛。气动机械手则是气动技术在现代工业中的典型应用，也成为机电一体化专业课程的经典案例。
发明内容
本发明提出了一种基于PLC控制的教学型旋盖气动机械手，可以实现抓取物品、旋紧瓶盖、上下、左右移动、摆动等动作，它是一种五自由度的教学型气动机械手，覆盖了PLC技术、气动技术、传感器技术等，是机电一体化典型设备，可应用于PLC课程、传感器课程、液压与气动课程的学习，也可以作为机电一体化综合实训。
本发明所采用的技术方案是：
所述气动机械手是一种直角坐标式机械手，其执行装置是气缸，电气控制用FXZN-48MR/MT系列PLC控制。
所述气动机械手总体布置在一个下面带滑轮的可移动台架上，机械装置与电气控制系统分离。为便于学生训练，台架上方有机械装置、气动电磁阀组、按钮开关、电气接头。支架下方放置电源、继电器、PLC、空气压缩机等。把PLC的输入输出端子用电气接头引到支架台面接线端子上，便于电气接线，学生在台面上方可完成机械手的拆装和接线等动作，操作方便。
所述气动机械手可以完成：夹紧、旋转、上下、左右、摆动等5个动作，实现五自由度控制，为检测气缸的位置，每个气缸都配有传感器。
所述气动机械手的气动驱动系统共有5个气缸，配有5个电磁换向阀，压缩空气经气动二联件向各气缸集中供气，各气缸运动速度由单向节流阀调节，气缸的运动方向由电磁换向阀控制。
所述控制系统的摆动旋转缸和水平旋转缸使用带中位机能三位五通双向电磁阀，可以使水平缸摆动和手指旋转时停在任一位置上。垂直缸采用二位三通单向电磁阀，复位靠弹簧复位，电磁阀得电垂直缸下降，电磁阀断电垂直缸通过弹簧复位。手指缸和水平缸用二位五通双向电磁阀，由于手指缸只有开合动作，不需要调速，所以不设节流阀。
本发明的有益效果是：该气动机械手经机械安装和电气调试，能满足动作要求和控制要求。它具有以下特点：①控制可靠。采用PLC控制，工作可靠，运行稳定，很好地满足教学和实训需要；②操作方便。气动部分、电气接线部分都设置在台面，气缸、传感器和线路都可拆下，便于学生在台面上安装、调试；③按钮设置合理。本设计按钮操作方便，操作面板简洁，配有指示灯，指示清晰；④调试方便。在台面上配置计算机，与PLC通讯，可实现程序在线调试。并且考虑到调试操作方便，模拟工业现场设置按钮，使PLC编程查找问题方便。
附图说明
图1是本发明的气动机械手结构图。
图2是本发明的气动驱动回路图。
图3是本发明的程序流程图。
图中：1.手指缸； 2.手腕旋转缸(270°)；3.垂直缸；4.水平缸；5.立柱；6.底座；7.手臂摆动缸(90°)； 8.磁性开关；9.光电接近开关；10.挡位缓冲装里。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1，气动机械手是一种直角坐标式机械手，其执行装置是气缸，电气控制用FXZN-48 MR/MT系列PLC控制。气动机械手总体布置在一个下面带滑轮的可移动台架上，机械装置与电气控制系统分离。为便于学生训练，台架上方有机械装置、气动电磁阀组、按钮开关、电气接头。支架下方放置电源、继电器、PLC、空气压缩机等。把PLC的输入输出端子用电气接头引到支架台面接线端子上，便于电气接线，学生在台面上方可完成机械手的拆装和接线等动作，操作方便。
气动机械手可以完成：夹紧、旋转、上下、左右、摆动等5个动作，实现五自由度控制，为检测气缸的位置，每个气缸都配有传感器。
由于本设计用于教学，工作压力不大，在0.7~1MPa之间，所以气缸均选用轻型系列缸。其中，手指缸完成物品的夹紧动作，选用V型手指缸MHZ2 -100，配1个磁性开关。机械手的手腕完成旋转扭紧动作，选用旋转缸CDRBIB W20，配2个磁性开关，因为普通瓶盖一般要旋转540°才能完全盖紧，所以旋转缸的旋转角度为270°，夹紧转1次，再松开后夹紧又转1次，可完成瓶盖的拧紧。垂直缸选用CDJ2KB16-45-A，在气缸两端配有2个磁性开关检测气缸的上下位置。水平缸选用CXSM15-100气缸，气缸两端配有2个磁性开关。摆动缸选用旋转缸CDRB1 B W30-1805，摆动缸的摆动角度为90°，在立柱上焊接一个L型直角角钢，角钢两边分别安装有光电接近开关，检测水平缸是否摆动到位，为防止摆动缸直接碰到光电开关，在2个光电开关的旁边分别设置了1个挡位缓冲装置，缓冲装置内装有弹簧起缓冲作用。光电开关选用LE4-K型。以上选用气缸的最大使用压力均不超过1.0MPa。
立柱是一个倒U型的方钢，在立柱里面布置有旋转气缸，旋转气缸与立柱用螺栓固定。立柱与底座之间有用螺栓连接。底座采用铝合金材料，底座做成T型，下面用螺栓与台面固定。
如图2，气动驱动系统共有5个气缸，配有5个电磁换向阀，压缩空气经气动二联件向各气缸集中供气，各气缸运动速度由单向节流阀调节，气缸的运动方向由电磁换向阀控制。
摆动旋转缸和水平旋转缸使用带中位机能三位五通双向电磁阀，可以使水平缸摆动和手指旋转时停在任一位置上。垂直缸采用二位三通单向电磁阀，复位靠弹簧复位，电磁阀得电垂直缸下降，电磁阀断电垂直缸通过弹簧复位。手指缸和水平缸用二位五通双向电磁阀，由于手指缸只有开合动作，不需要调速，所以不设节流阀。
5个气缸上共有7个磁性开关和2个光电开关检测气缸位置，另有启动按钮、急停按钮、单循环/联动、手动/自动、复位按钮、停止按钮、上电等7个按钮控制气动机械手的工作方式，其中手动/自动、单循环/联动为组合旋钮，磁性开关、光电开关和按钮均为PLC输入点，PLC输入点共计16个，均为开关量输人点。PLC输出点为气缸电磁换向阀的电信号共9个，另外加上开始、复位、停止、上电按钮的指示灯共4个，输出点共为13个。根据输入输出点分析，此处选用FXZK-48 MR/MT系列，它是目前常用的整体式小型PLC，其输人点27个，输出点17个，均大余要求的输入输出点，满足控制要求。
如图3，为模拟真实的气动机械手系统，本设计共设有复位、手动/自动、单循环/联动等工作方式。复位操作可使机械手从任一位置回原点。手动方式便于机械手维修时调整使用，当把组合旋钮转到手动和单循环工作方式，只连续循环一个完整的工作过程便自动停下。自动方式是气动机械手正常的工作方式，把组合旋钮转到自动和联动时一起执行自动循环，自动循环是周而复始的进行，直到按停止按钮才能停下。
虽然机械手的动作步骤较多，但按顺序依次动作，所以PLC程序设计采用顺序步进指令，顺序步进指令编程具有思路清晰的优点。
在PLC程序中，复位控制可以在程序的初始步前设置，按复位按钮时，摆动缸回旋到位、垂直缸上升、水平缸收回、手指松开4个条件同时满足才达到复位状态。摆动缸回转90°后，如是自动/联动控制，则程序又从水平缸伸出开始，不需要按启动按钮。手动/单循环控制时，程序回到初始步，必须按启动按钮，才能再进行下一个循环。
在PLC程序设计时，要注意手指合拢后，直到把物品放下都必须要保持合拢状态，所以采用步进指令时要在每步加手指合拢这一动作，或采用SET置位指令使手指合拢，RST复位指令使手指放开。被旋转物体旋转角度可根据具体要求在程序中改变。

Claims (5)

1.一种基于PLC控制的教学型旋盖气动机械手，其特征是：所述气动机械手是一种直角坐标式机械手，其执行装置是气缸，电气控制用FXZN-48 MR/MT系列PLC控制。
2.根据权利要求1所述的一种基于PLC控制的教学型旋盖气动机械手，其特征是：所述气动机械手总体布置在一个下面带滑轮的可移动台架上，机械装置与电气控制系统分离，为便于学生训练，台架上方有机械装置、气动电磁阀组、按钮开关、电气接头，支架下方放置电源、继电器、PLC、空气压缩机等，把PLC的输入输出端子用电气接头引到支架台面接线端子上，便于电气接线，学生在台面上方可完成机械手的拆装和接线等动作，操作方便。
3.根据权利要求1所述的一种基于PLC控制的教学型旋盖气动机械手，其特征是：所述气动机械手可以完成：夹紧、旋转、上下、左右、摆动等5个动作，实现五自由度控制，为检测气缸的位置，每个气缸都配有传感器。
4.根据权利要求1所述的一种基于PLC控制的教学型旋盖气动机械手，其特征是：所述气动机械手的气动驱动系统共有5个气缸，配有5个电磁换向阀，压缩空气经气动二联件向各气缸集中供气，各气缸运动速度由单向节流阀调节，气缸的运动方向由电磁换向阀控制。
5.根据权利要求1所述的一种基于PLC控制的教学型旋盖气动机械手，其特征是：所述控制系统的摆动旋转缸和水平旋转缸使用带中位机能三位五通双向电磁阀，可以使水平缸摆动和手指旋转时停在任一位置上，垂直缸采用二位三通单向电磁阀，复位靠弹簧复位，电磁阀得电垂直缸下降，电磁阀断电垂直缸通过弹簧复位，手指缸和水平缸用二位五通双向电磁阀，由于手指缸只有开合动作，不需要调速，所以不设节流阀。
CN201611037701.8A 2016-11-23 2016-11-23 一种基于plc控制的教学型旋盖气动机械手 Pending CN108081264A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611037701.8A CN108081264A (zh) 2016-11-23 2016-11-23 一种基于plc控制的教学型旋盖气动机械手

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611037701.8A CN108081264A (zh) 2016-11-23 2016-11-23 一种基于plc控制的教学型旋盖气动机械手

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108081264A true CN108081264A (zh) 2018-05-29

Family

ID=62168680

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201611037701.8A Pending CN108081264A (zh) 2016-11-23 2016-11-23 一种基于plc控制的教学型旋盖气动机械手

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108081264A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108436918A (zh) * 2018-06-12 2018-08-24 芜湖乐创电子科技有限公司 一种基于自动文字识别的实时操作机器人
CN109201522A (zh) * 2018-09-17 2019-01-15 郑州工程技术学院 一种硅碳棒自动检测设备的控制系统

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108436918A (zh) * 2018-06-12 2018-08-24 芜湖乐创电子科技有限公司 一种基于自动文字识别的实时操作机器人
CN109201522A (zh) * 2018-09-17 2019-01-15 郑州工程技术学院 一种硅碳棒自动检测设备的控制系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101446817B (zh) 基于plc的粉末冶金生产线取放装载输送控制系统
CN203189848U (zh) 一种气动双作用控制阀手自动控制系统
CN110405766A (zh) 一种工业机器人的机械手实时定位装置及控制系统
CN108081264A (zh) 一种基于plc控制的教学型旋盖气动机械手
CN107763282B (zh) 一种电动调节阀的控制装置和控制方法
CN203297725U (zh) 一种气动单作用控制阀手自动控制系统
CN103499986A (zh) 多路真空正、负压输出控制装置
CN106734405A (zh) 全自动化电磁折弯机
CN107784912A (zh) 一种电子气动机器人实验系统
CN104400458B (zh) 一种可以控制气动夹具自动夹紧和防错的方法及装置
CN201689319U (zh) 现场plc调试仪
CN205810240U (zh) 基于德国vde和bibb标准的气动教学实训台
CN200941084Y (zh) 模拟滑盖疲劳测试机
CN109143955B (zh) 一种白酒自动选择收集系统的控制方法
CN208595287U (zh) 一种调节型气动执行机构用电气集成控制系统
CN206492804U (zh) 全自动化电磁折弯机
CN203178803U (zh) 一种调压测试台
CN205080831U (zh) 模拟零件加工的机电一体化实训装置
Alboteanu Automatic Processing Station Actuated by Pneumatic Drive
Han et al. PLC controlling system of transportation manipulator and simulation debugging
CN105328630B (zh) 一种发动机活塞自动安装及控制装置及其设计方法
CN203978798U (zh) 水泵综合自动化测试系统
CN108081261A (zh) 一种陶瓷墙地砖分检机械手运动及控制系统
CN219831670U (zh) 活动门自动控制器
CN105865710A (zh) 一种压力表智能校验台

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20180529

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication