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基于PLC控制的电容器分拣气动机械手的设计及实践 摘要 本设计进行了基于PLC控制的电容器分拣气动机械手的设计。文中简要概述了 2.1 气动机械手结构图 2.2电容器分拣气动机械手的工作原理 图2.2 气动机械手的结构工作原理 如图2.2所示机械手处于原点，产品电容器经检测器检测完成后，从检测器出来。 若为合格品是将从合格品出口处出来，此时将触发光电传感器X1，给PLC返回一下触发信号，同时PLC系统将给电磁阀YA4发出一个信号，即电磁阀YA4得电，前后伸缩气缸4向前伸出，同时继电器延时2秒；当延时到时，将触发电磁阀YA2，电磁阀YA2得电，真空吸盘2将合格电容器吸起，同时延时1秒；当延时到时，将触发电磁阀YA1，电磁阀YA1得电，回转气缸1顺时针转过90°，同进延时2秒；当延时到时，将再次触发电磁阀YA2，电磁阀YA2失电复位，同时延时1秒，电磁阀YA2对真空吸盘2不起作用，电容器在自重作用下，落在传送带1上，传回指定的工序；当延时到时，将再次触发电磁阀YA4，电磁阀YA4失电复位，前后伸缩气缸4向后缩回，同进延时2秒；当延时到时，将再次触发电磁阀YA1，电磁阀YA1失电复位，回转气缸1逆时针转过90°，回到初始状态，等待下一次判断。其工序流程图如图2.3所示。 图2.3 合格品工序流程 若为不合格品是将从合格品出口处出来，此时将触发光电传感器X2，给PLC返回一下触发信号，同时PLC系统将给电磁阀YA3发出一个信号，即电磁阀YA3得电，上下移动缸3向下伸出，同时继电器延时2秒；当延时到时，将触发电磁阀YA2，电磁阀YA2得电，真空吸盘2将不合格电容器吸起，同时延时1秒；当延时到时，将再次触发电磁阀YA3，电磁阀YA3失电复位，上下移动缸3向上缩回，同时延时2秒；当延时到时，将触发电磁阀YA1，电磁阀YA1得电工作，回转气缸1顺时针转过90°，同进延时2秒；将再次触发电磁阀YA3，电磁阀YA3得电，上下移动缸3向下伸出，同时继电器延时2秒；当延时到时，将再次触发电磁阀YA2，电磁阀YA2失电复位，同时延时1秒，电磁阀YA2对真空吸盘2不起作用，电容器在自重作用下，落在传送带2上，传回指定的工序；当延时到时，将再次触发电磁阀YA3，电磁阀YA3失电复位，上下移动缸3向上缩回，同时延时2秒；当延时到时，将再次触发电磁阀YA1，电磁阀YA1失电复位，回转气缸1逆时针转过90°，回到初始状态，等待下一次判断。其工序流程图如图2.4所示。 图2.4 不合格品工序流程 电容器分拣气动机械手气动元件型号的选取 不同品牌的气动产品的性能及价格有很大的不同，同一种品牌中不同型号的产品其性价比也有不同程度的不同，气动元件型号的选取将对整个气动机械手系统性能，经济效益有着重大的影响，因此气动元件型号的选取工作显得十分的重要。 3.1 气动元件品牌的选择 目前市面上用的较多的知名品牌有日本SMC韩国SANWO三和台湾MINDMAN金器英国ORIGA德国RECTUS瑞典TEMA,圆整为20mm。 （2）行程： 考虑到机械手结构的需要，并参照台湾的CHANTO长拓公司产品手册所提供的标准行程，选择该气缸的行程为50mm。 3.2.2 做上下运动的双轴气缸型号的选取 (1)缸径的计算： 考虑到机械手结构的需要，气缸采用双轴单作用缸。此气缸推出时只是推动一个真空吸盘，而一个真空吸盘也只不过0.5公斤左右，所以初步给定气缸的推出力F=25N，这样的推力足以推出1.5公斤的重物。由气缸的推出速度为中速，在100～500mm/s的范围内由表3-1查得负载率β=0.5。 则有：气缸的理论推出力Fo=F/β=25/0.5=50N,系统的工作压力为0.8MP,气缸的工作压力设计时选为0.6MP，即p=0.6MP。 那么单作用气缸缸径D=,圆整为10mm。 （2）行程： 考虑到机械手结构的需要，并参照台湾的CHANTO长拓公司产品手册所提供的标准行程，选择该气缸的行程为10mm。 综上所述并参照台湾的CHANTO长拓公司产品手册，直线运动的双轴气缸型号采用DF系列产品。其具有如下优点： 1.全系列皆内藏磁石； 2.活塞杆不回转，定位精度高； 3.角型设计安装容易，不占空间； 4.最适合组立搬送等机械手臂设计； 5.两支气缸并列，可产生双倍的推力； 6.感应器为埋入式，任意方向安装时，不产生干涉； 7.免润滑油封及轴承设计，不需时常保养。 表3-2 双轴气缸的理论出力表 缸径 mm 轴径 mm 动作方式 使用压力（MP） 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 Φ10 Φ6 推出 31