基于三菱FX_1N_PLC的液压机械手控制系统设计.pdf

机床电器 2010
6 PLC∀变频器∀计算机! !! 基于三菱 FX 1N PLC的液压机械手控制系统设计
基于三菱 FX 1N PLC的液压机械手控制系统设计
裴艳芳
(河南经济贸易高级技工学校, 453700)
摘要: 本文以数控机床的上下料机械手为研究对象, 介绍基于三菱 FX1N - 40M R PLC控制数控机床液压机械手的
控制过程。
关键词: 机械手; 液压系统; PLC
中图分类号: TM 571. 6+ 1; TP241
文献标识码: B
文章编号: 1004- 0420( 2010) 06- 0024- 02

机械手是一种能自动定位控制并可重新编程改变手指松开(将工件放在料架上)
小手臂缩回
大臂
的多功能机器。它有多个自由度, 可用来搬运工件以旋转 180 同时料架转位(转 60 )
小手臂伸出
手指
完成在各个不同环境中工作。夹紧(抓住待加工的工件)
大手臂上摆(从料架上取
数控加工中心的出现在减轻工人劳动强度的同走工件)
小手臂水平待料, 系统原位卸荷。
时大大提高了劳动生产率。但数控加工中常见的上
, 2
控制系统的硬软件设计
下料工序, 通常仍采用人工操作或传统继电器控制的
半自动化装置, 本文采用可编程序控制器 PLC 控制的整个机械手的控制, 是通过向系统提供符合要求
上下料机械手控制系统。的开关信号来实现的。即按机械手的动作要求, PLC
通过信号采集、控制液压系统的电磁换向阀的通断电
1
控制系统的工作过程,
实现装置的自动或手动上下料。系统的硬件主要由液
本系统的上下料机械手(图 1)采用关节式整体结压驱动系统和 PLC控制系统组成, 软件系统主要通过
构, 具有结构紧凑、运动平稳的特点, 可以方便地实现 PLC的编程实现。
无级调速。该系统主要是按照控制要求和机械手的运 2
1
液压驱动系统
行路线控制电磁铁的得失电状态驱动液压控制元件,
在液压系统(图 2)中, 为防止各种干扰影响手指
从而控制液流的相关参数来达到控制机械手自动运行
抓取工件, 采用双泵供油, 其中左油泵专为手指的抓取
的目的。部件运行方向控制主要通过外部限位开关或
提供驱动, 采用锁紧回路配合换向阀实现抓取工件时
压力继电器传递信号改变液压回路中换向阀的工作位
的锁紧和保压。手指夹紧和松开动作是由双作用式活
置, 使液流按要求流动。
塞缸配合凸轮和连杆机构组合驱动实现卡爪的圆弧开
合; 手腕、小手臂、大手臂的摆动则是由摆动液压马达
实现, 手腕、小手臂可在相互垂直的两平面内摆动, 大
手臂可正反旋转 180 ; 为防止突然断电时手指松开,
大、小臂倒下, 在手指夹紧油缸和大、小臂油缸的控制
回路中采用液控单向阀。在液压回路中配置限位开
关, 压力继电器和位置传感器用来实现动作的换接控
图 1
机械手的机械结构简图
制。在该系统中, 机械手的运动都采用调节调速阀来
系统的工作运行情况如下: 系统启动时, 首先进行
获得不同的运行速度。
自检, 若设备检验正常, 则机械手处于待料位置, 泵站
电机处于卸荷状态。当控制系统检测到加工结束的信
号时, 机械手开始动作, 其具体动