一種基于PLC的磁環下料機械手制造技術

一種基于PLC的磁環下料機械手，機械系統由手爪和XY運動平臺構成，能實現磁環的抓取和碼垛擺放動作，提供了整體自動循環、手動單步運行等多種控制方式的選擇，增加了控制系統的靈活性。能夠實現磁環下料和碼垛的自動、手動循環控制。機械手爪部也具有手動抓取和自動抓取2種方式選擇，從而增加了PIE控制系統的靈活性；使用過程不需要人為干預，提高了磁環下料碼垛工作的自動化程度和產品質量。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種機械手，特別是一種基于PLC的磁環下料機械手。
技術介紹
機械手是工業自動控制領域中經常用到的一種能夠自動抓取、操作的裝置。多用于自動生產線、自動機的上下料、數控設備的自動換刀等裝置中。由于未燒結磁環的特殊性，它在沖壓下料和送去燒結的搬運無法靠人工完成，所以設計了一套自動下料和搬運的機械手。磁環未燒結前是由金屬粉末壓制而成，如果受到徑向力會引起變形，影響產品質量，不能采取機械手爪抓取的方法。同時還要保證生產速度為每分鐘10個以及每個托盤保證有48個磁環的容量。利用機械手把經過壓制的磁環從液壓機模具中取出，然后擺放到托盤上送去燒結，整個過程避免了人為的接觸，從而保證磁環的質量。
技術實現思路
本專利技術提出了一種基于PLC的磁環下料機械手，機械系統由手爪和XY運動平臺構成，能實現磁環的抓取和碼垛擺放動作?？刂葡到y以松下FPO—C32為核心，配合步進順控指令編程方法搭建控制系統平臺，完成機械手的抓取、碼垛和釋放動作循環。同時，機械手還提供了整體自動循環、手動單步運行等多種控制方式的選擇，增加了控制系統的靈活性。本專利技術所采用的技術方案是：磁環下料機械手由磁環抓取裝置和XY運動平臺兩部分組成，抓取裝置完成磁環的取放，XY運動平臺實現磁環在托板上的擺放。由于磁環是鐵磁物質，抓取裝置可以利用磁性材料吸取的方式，避免磁環的徑向受力，在這里采用由汽缸帶動的永久磁鐵。為了方便磁環的取放，還在磁鋼和磁環之間放置一個隔離板。在永久磁鐵和磁環相吸時并不是直接吸在一起，而是在中間隔了一層不會被磁化的鋁板。安裝時鋁板很接近磁環，在汽缸向下伸出接近鋁板時，永久磁鐵的吸力把磁環吸住，以使磁環在搬運中不會掉下來。在到達放下的位置時，汽缸縮回，永久磁鐵隨著遠離鋁板，這樣永久磁鐵和磁環脫離。XY運動平臺由兩個步進電機驅動通過絲杠控制。當沖壓機完成沖壓后，XY向電機同時控制平臺運動到抓取位置，x向汽缸帶動z向汽缸伸到沖壓機的工作臺上方，z向汽缸帶動永久磁鐵向下運動，當永久磁鐵和鋁板靠近時，在永久磁鐵的作用下，把磁環吸取完成抓取動作。接著，x向汽缸縮回，XY步進電機把平臺運動到合適的位置，z向汽缸縮回釋放磁環，完成磁環的擺放動作，系統再等待下一個動作周期。所述機械手的動作過程可以具體描述為：平臺x坐標定位→平臺Y坐標定位→手爪伸出→完成抓取→手爪返回→平臺Y向碼垛定位→平臺x向碼垛定位→釋放工件→完成工作周期。根據機械手的動作要求以及氣動控制原理，其電氣執行元件(各種電磁閥)采用直流24V，并設置安全指示燈，以便安全可靠。根據前述要求可知，PLC應具有如下輸入信號端：9個檢測機械手XY向極限位置、x向汽缸、z向汽缸和沖壓機沖壓完成的傳感器信號，另外根據系統控制的要求，需要START(開始)和RESET(復位)2個按鈕信號，1個STOP(停止)按鈕信號，還需要2個用來控制機械手運行方式的AUTO/MAN(自動/手動)旋轉開關。PLC所需要的輸出信號端：用來驅動2個步進電機需要2個脈沖信號、向和使能需要4個輸出信號，2個氣缸的電磁閥需要4個輸出信號，2個用來顯示工作狀態的START，RESET信號指示燈，他們分別用來指示START，RESET按鈕的閉合狀態，以及1個給沖壓機的抓取完成控制信號。由于本機械手要求動作能夠順利實現，而對定位精度要求不是很高，同時步進電機在控制方法合理的情況下，其自身精度也很高。所以對XY軸電機采用開環控制，控制精度靠步進電機自身的精度保證，不另外加編碼器。由以上分析可知，本系統不需要模擬量變換和存儲，只需要14個輸入開關量、11個輸出開關量和2個脈沖輸出控制，并且對PIE的掃描速度及其他方面無特殊要求。因此選用松下FPO—C32型號的PIE，它共有16點輸入、16點輸出、2點脈沖輸出，隨機存儲器為5000步，內設充足的計數器、定時器及各種輔助繼電器等，具有較強的數據處理和通信能力，指令功能豐富。PIE與元器件的邏輯線路及I/O接點的分配。所述機械手采用FPWINGRV2.7軟件進行編程，該軟件功能強大可實現測試、在線編程、運行診斷等多種功能，并具有友好的用戶界面。它支持梯形圖、指令表、順序功能圖等多種編輯語言。由于機械手的動作過程是順序動作，每一步工藝均是在前一步動作完成的基礎上，再進行下一步的操作，所以選用步進順控指令編程方法，此外，由于采用開環控制，機械手的啟動時必須先自行尋找坐標原點復位，故首先電機以較低的速度返回坐標原點才能啟動。編程思路：在編程時應首先考慮機械手的各個輸出狀態，然后把與每一個輸出動作有關聯的各個輸入器件的狀態列出來，并且要考慮系統控制的具體要求，如當按下STOP按鈕，應運行完該工作周期后馬上停止工作，按下RESET按鈕可在下—個工作周期內復位。根據實際工作的需要，控制方式有手動和自動2種。本專利技術的有益效果是：能夠實現磁環下料和碼垛的自動、手動循環控制。機械手爪部也具有手動抓取和自動抓取2種方式選擇，從而增加了PIE控制系統的靈活性；使用過程不需要人為干預，提高了磁環下料碼垛工作的自動化程度和產品質量。附圖說明下面結合附圖和實施例對本專利技術進一步說明。圖1是本專利技術的抓取機構示意圖。圖2是本專利技術的機械手的動作順序圖。圖3是本專利技術的PLC與元器件的邏輯線電路圖及I/O接點的分配表。圖4是本專利技術的控制程序流程圖。圖1中：1．磁環；2．鋁板；3．永久磁鐵；4．Z向汽缸；5．X向汽缸。具體實施方式下面結合附圖和實施例對本專利技術作進一步說明。如圖1，磁環下料機械手由磁環抓取裝置和XY運動平臺兩部分組成，抓取裝置完成磁環的取放，XY運動平臺實現磁環在托板上的擺放。由于磁環是鐵磁物質，抓取裝置可以利用磁性材料吸取的方式，避免磁環的徑向受力，在這里采用由汽缸帶動的永久磁鐵。為了方便磁環的取放，還在磁鋼和磁環之間放置一個隔離板。在永久磁鐵和磁環相吸時并不是直接吸在一起，而是在中間隔了一層不會被磁化的鋁板。安裝時鋁板很接近磁環，在汽缸向下伸出接近鋁板時，永久磁鐵的吸力把磁環吸住，以使磁環在搬運中不會掉下來。在到達放下的位置時，汽缸縮回，永久磁鐵隨著遠離鋁板，這樣永久磁鐵和磁環脫離。XY運動平臺由兩個步進電機驅動通過絲杠控制。當沖壓機完成沖壓后，XY向電機同時控制平臺運動到抓取位置，x向汽缸帶動z向汽缸伸到沖壓機的工作臺上方，z向汽缸帶動永久磁鐵向下運動，當永久磁鐵和鋁板靠近時，在永久磁鐵的作用下，把磁環吸取完成抓取動作。接著，x向汽缸縮回，XY步進電機把平臺運動到合適的位置，z向汽缸縮回釋放磁環，完成磁環的擺放動作，系統再等待下一個動作周期。機械手的動作過程可以具體描述為：平臺x坐標定位→平臺Y坐標定位→手爪伸出→完成抓取→手爪返回→平臺Y向碼垛定位→平臺x向碼垛定位→釋放工件→完成工作周期。如圖2，根據機械手的動作要求以及氣動控制原理，其電氣執行元件(各種電磁閥)采用直流24V，并設置安全指示燈，以便安全可靠。根據前述要求可知，PLC應具有如下輸入信號端：9個檢測機械手XY向極限位置、x向汽缸、z向汽缸和沖壓機沖壓完成的傳感器信號，另外根據系統控制的要求，需要START(開始)和RESET(復位)2個按鈕信號，1個STOP(停止)按鈕信號，還需要2個用來控制機械手運行方式的AUTO/MA本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于PLC的磁環下料機械手，其特征是：所述磁環下料機械手由磁環抓取裝置和XY運動平臺兩部分組成，抓取裝置完成磁環的取放，XY運動平臺實現磁環在托板上的擺放。

【技術特征摘要】
1.一種基于PLC的磁環下料機械手，其特征是：所述磁環下料機械手由磁環抓取裝置和XY運動平臺兩部分組成，抓取裝置完成磁環的取放，XY運動平臺實現磁環在托板上的擺放。2.根據權利要求1所述的一種基于PLC的磁環下料機械手，其特征是：所述抓取裝置可以利用磁性材料吸取的方式，避免磁環的徑向受力，在這里采用由汽缸帶動的永久磁鐵。3.根據權利要求1所述的一種基于PLC的磁環下料...

【專利技術屬性】
技術研發人員：褚秀清，
申請(專利權)人：褚秀清，
類型：發明
國別省市：遼寧;21