气动搬运机械手的设计及控制_机械手搬运单元控制

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气动搬运机械手的设计及控制

[摘要]搬运储气罐的气动机械手，可用ADAMS软件建立虚拟样机进行设计。所设计的机械手结构简单，主要

由机械系统、气压系统、控制系统组成。机械手应用于储气罐气密性检测中，能够实现生产的自动化，减轻工人的劳 动强度。

【关键词】搬运机械手;气动;PLC;ADAMS 0引言

机械手能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的机械电子装置。它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能工业等部门。1工作概况

现在储气罐的气密性检测试验主要靠工人单调重复性的体力劳动，劳动强度大。检测试验的主要过程:工人将储气罐搬到试验台上，堵死气罐的出气口，往罐

内充气达到0.8 MPa，将储气罐浸人水池观察是否冒气泡(即是否漏气)，检测完毕后将气罐合格的放到合格区，不合格的标出漏气处放到返修区。2气动机械手的结构设计

搬运机械手的手部和臂部是装在可移动的小车上，手部安装于气缸的活塞杆上，可以上下移动，手部的抓紧动作是由一小气缸驱动，大气缸可以在小车上水平移动。根据工作要求建立的机械手虚拟样机。如图1所示。

3气压系统设计

根据机械手的动作要求，设计气动原理如图2 小气缸用于抓取气罐，大气缸用于提升和下降。整个动作过程:大气缸伸出的同时，小气 缸伸出，小气缸活塞杆收回抓紧储气罐，大气缸提升，小车(通过步进电机带动)移动到检测水池，工人给储气罐充气，充气后大气缸下降储气罐浸人水中，工人观察气密性，大气缸提升，合格的放一边，不合格的放另一边。

机械手整个系统动力有两个气缸和两个带动车轮 的电机，要求准确控制顺序动作。气动系统电磁铁动 作控制如表1

4控制系统设计

电磁铁以及电机由PLC控制，选用FX-,-M R可编程序控制器来实现，搬运机械手控制面板设计

如图3，整个控制过程如 下:1)按下启动按钮，气 源打开，电源接通;2)按

下伸出按钮大小气缸都伸出，当到达气罐时，按下抓取，则小气缸收回并抓紧储 气罐，再按提升按钮提起储气罐;3)按前进按钮，小车 带储气罐到水池时按停止按钮，工人给气罐充气，再按 下下降按钮，储气罐浸人水中，观察气密性，检查完毕 后按提升按钮;4)储气罐合格的按下左按钮，大气缸 移动到左边按停止按钮，先下降再松开;如果气罐不合 格按下右按钮，大气缸移动到右边，然后下降、松开。