气动变频横走式机械手控制解决方案

气动/变频横走式机械手控制通用解决方案－CrossWind机械手控制系统功能特点CrossWind是针对气动和变频横走式机械手而研发的控制系统，系统完全按照工业级标准（EMC/EMI）精心设计，拥有丰富的外围接口。

控制系统同时支持气动横走式和变频横走式单臂、双臂机械手，为低端横走式机械手的通用解决方案。

●提供10组标准动作程序，用户还可以自定义10组教导程序；●教导功能完善、安全，能适应各种复杂模具的取出需求而不必定制软件；●提供24路标准输入，36路标准输出；●控制变频横走式机械手时，横行轴能手动调位，方便用户维修；●带有手臂电机调位功能；●与注塑机接口符合美规（SPI）及欧规（EUROMAP12）标准；●所有的扩展输入、输出动作均可在教导程序中选用，方便控制周边辅机；●完善的在线帮助功能及时解决用户困难，易学易用；●中英文语言支持；销售清单●主控制板一块；●注塑机接口板一块；●IO接口板一块●手持操作器一台，STN黑白液晶显示屏；●手控器连接转接线一条；●15P手控器连接电缆一条；●25P IO接口连接电缆一条；●注塑机接口板连接电缆一条；●DC24V开关电源一台；可选配件调位电机接口板使用机械手手臂调位电机接口板后，一共可接6路可逆调位电机用于手臂调位。

对应的调位功能为：●主臂上位调节；●主臂位置调节；●主臂距离调节；●副臂上位调节；●副臂位置调节；●副臂距离调节；EMI滤波器电磁干扰（EMI）电源滤波器是由电感、电容等构成的无源双向多端口网络。

能够有效抑止共模和差模干扰，是电子设备控制传导电磁干扰和辐射电磁干扰的首选工具。

●220VAC单相电源滤波●采用单级滤波电路，是一种通用型滤波器●多种输入/输出方式可供选择●结构小巧，易于安装资料下载《气动/变频横走式机械手控制系统使用手册》《气动/变频横走式机械手控制系统硬件装配说明》。

气动机械手的PLC控制作者：鲍小春马天才来源：《速读·下旬》2017年第04期摘要：介绍了气动机械手搬运机构的组成、气动原理和MOV_B指令的用法，讨论了MOV_B指令在机械手搬运过程中的应用。

关键词：气动机械手；MOV_B指令1气动机械手的组成我厂机械采用电控气阀——气缸驱动。

检测采用磁性开关、光电开关、接近开关、行程开关等工业上常用的传感器发出检测信号。

机械手搬运机构如图1所示。

整个搬运机构能完成四个自由度动作：手臂伸缩、手臂旋转、手爪上下、手爪紧松。

手爪提升气缸：提升气缸采用双向电控气阀控制，气缸伸出或缩回可任意定位；双杆气缸：机械手臂伸出、缩回，由双向电控气阀控制；旋转气缸：机械手臂的正反转，由双向电控气阀控制；磁性传感器：检测手爪提升气缸处于伸出或缩回位置；手爪：抓取物料由单向电控气阀控制，当单向电控气阀得电，手爪夹紧时磁性传感器有信号输出，单向电控气阀断电，手爪松开；接近传感器：机械手臂正转和反转到位后，接近传感器信号输出；缓冲器：旋转气缸高速正转和反转到位时，起缓冲减速作用。

2气动机械手气动原理气动主要分为两部分：第一部分，气动执行元件部分有单出杆气缸、单出双杆气缸、旋转气缸。

第二部分，气动控制元件部分有单控电磁换向阀、双控电磁换向阀、磁性限位传感器。

双向电控阀用来控制气缸进气和出气，从而实现气缸的伸出、缩回运动。

电控阀内装的红色指示灯有正负极性，如果极性接反了也能正常工作，但指示灯不会亮。

双向电磁阀示意图图2所示。

单向电控阀用来控制气缸单个方向运动，实现气缸的伸出、缩回运动。

单向电磁阀示意图图3所示，与双向电控阀区别在双向电控阀初始位置是任意的可以随意控制两个位置，而单控阀初始位置是固定的只能控制一个方向。

3控制方案本控制采用西门子PLC作为控制器，通过用户程序实现对机械手搬运机构的逻辑控制，可靠实现机械手的启、停和各种动作。

PLC全部采用开关量控制，输入量包括启动、停止、送物料出、手爪夹紧点、手爪提升、手爪下降、手臂伸出、手臂缩回、手臂左转、手臂右转、紧急停止，共12点；输出量包括手爪夹紧、手抓松开、手抓下降、手抓提升、手臂伸出、手臂缩回、手臂左转、手臂右转，共8点。

《基于PLC的气动机械手控制系统设计》篇一一、引言随着工业自动化程度的不断提高，气动机械手在制造业中的应用越来越广泛。

为了提高生产效率、减少人工操作和提高产品质量，设计一套基于PLC的气动机械手控制系统显得尤为重要。

本文将详细介绍基于PLC的气动机械手控制系统的设计过程，包括系统架构、硬件设计、软件设计和调试等方面。

二、系统架构设计1. 整体架构：系统采用PLC作为核心控制器，通过气动元件和传感器实现机械手的运动控制。

整体架构包括PLC控制器、气动元件、传感器和执行机构等部分。

2. 控制方式：系统采用集中控制方式，通过PLC控制器对气动元件进行控制，实现机械手的精确运动。

同时，系统还具有手动和自动两种控制模式，以满足不同操作需求。

三、硬件设计1. PLC控制器：选用高性能的PLC控制器，具有较高的运算速度和可靠性。

同时，根据实际需求，选择合适的输入/输出点数和通信接口。

2. 气动元件：包括气缸、电磁阀、气动接头等。

气缸是机械手的主要执行元件，通过电磁阀的控制实现伸缩运动；气动接头用于连接气缸和电磁阀，保证气动系统的正常运行。

3. 传感器：包括位置传感器、压力传感器等。

位置传感器用于检测机械手的位置信息，压力传感器用于检测气动系统的压力信息。

四、软件设计1. 编程语言：采用结构化文本编程语言，便于理解和维护。

同时，根据实际需求，可以灵活地添加或删除程序代码。

2. 控制程序：控制程序包括主程序和子程序。

主程序负责机械手的整体控制，子程序负责实现机械手的各个动作。

控制程序采用模块化设计，便于后期维护和升级。

3. 人机界面：设计友好的人机界面，包括操作面板、指示灯、报警系统等。

操作面板用于输入操作指令和显示运行状态；指示灯用于显示机械手的运行状态和故障信息；报警系统用于在出现故障时及时报警，提醒操作人员进行处理。

五、调试与优化1. 调试过程：在完成硬件和软件设计后，进行系统调试。

首先，对PLC控制器进行参数设置和程序下载；其次，检查气动元件和传感器的连接是否正确；最后，进行实际运行测试，检查机械手的运动是否符合设计要求。

目录一、设计题目、工作原理和要求二、气动系统设计三、绘制工作流程图四、编写PLC程序五、整理设计中过程中遇到的主要问题和解决策略六、总结主要参考文献一、设计题目、工作原理和要求1．设计题目：搬运机械手机及控制系统设计2．工作原理：可编程控制器(PLC是一种数字运算操作的电子系统,它将逻辑运算、顺序控制、时序、计数、算术运算等控制程序,用指令形式存放在存储器中,并通过数字式、模拟式的输入和输出,控制各种机械或生产过程。

与继电器控制线路相比,PLC具有可靠性高、抗干扰能力强;编程简单、使用方便;设计、安装容易,维护工作量少;功能完善、通用性强;体积小、能耗低等特点。

因此,机械手控制系统越来越多的由可编程控制器(即PLC来实现。

3．控制要求：该机械手主要有伸缩臂、升降臂、抓取工件、放料等功能,其动作顺序示意图见图1。

机械手原点处于位置A点(初始位,把工件从A点搬到B点处加工。

该机械手的工作方式为自动循环周期,在系统上电后按下“启动”按钮,机械手的动作顺序为: 下降→夹紧→上升→伸臂→下降→放料→上升→缩臂(回到初始位循环进行,当出现异常时按下该站的“急停”按钮,机械手会立刻停止运动。

停机二、电气与气动系统设计1．设计思想和方法气动实验装置PLC型号为欧姆龙CPM1A_2A_2AH，主要工作参数为12个输入和8个输出点。

另外根据材料形状的不同，采用立式钳口夹持方式，基本上就实现了机械化，提高了劳动生产率，把工人从恶劣的工作环境中解脱出来。

在设计过程中，注重了从环保及操作者的人身安全方面考虑，并可按用户的要求作特殊的设计，而且考虑到成本上的经济性，本设计依据实验室现有条件，从已有的汽缸、气阀中选择2个三位五通气动阀来控制上下和左右的运动，用一个单作用弹簧复位电磁气动阀控制钳口的开合。

气动元件具体型号：2个MA20X100-S-CA汽缸、1个MSA20X75-S-CA弹簧复位汽缸、2个4VBOC-06三位五通电磁阀、1个3V110-06-NC两位四通电磁阀、5个LJ12A3-4-Z1E常开到位开关解决的具体实际问题：开始随便选了一个单作用弹簧复位电磁气动阀，但程序没有开始就会有抓取的动作，后来检查电磁阀，发现P口常开且与气泵相连，换了一个常闭的电磁阀问题解决。

河南科技学院2012届本科毕业论文（设计）论文题目：气动机械手的设计及其PLC控制系统学生姓名：周文涛所在院系：机电学院所学专业：机械设计制造及其自动化导师姓名：安爱琴完成时间：2012年 5月 10日摘要本文设计了一种气动搬运机械手，其控制部分采用PLC控制系统。

论文首先对气动机械手的功能进行分析，确定了总体方案，并设计了驱动系统原理图。

由设计参数对机械手的主要组成部分进行选型，并对其进行三维建模，用于演示其工作原理。

然后，根据控制要求，对PLC进行了选型，编写出了控制系统的梯形图程序，并绘制出了硬件接线图。

关键词：机械手，PLC，气压传动AbstractKeywords: Manipulator，PLC，Pneumatic Transmission目录1 绪论由于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等领域的需要，能代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化、，在有害环境下操作以保护人身安全的机械手得到了广泛的应用。

机械手是自动生产设备和生产线上的重要装置之一，它可以根据各种自动化设备的工作需要，按照预定的控制程序动作。

因此，在机械加工、冲压、锻造、铸造、装配和热处理等生产过程中被广泛用来搬运工件，借以减轻工人的劳动强度；也可以自动取料、上料、卸料和自动换刀的功能，气动机械手是机械手的一种，它具有结构简单，重量轻，动作迅速、平稳、可靠和节能等优点。

机械手技术涉及到力学、机械学、液压气压传动、自动控制、传感器和计算机等多学科领域，是一门跨学科的综合技术。

机械手是一种能自动化定位控制并可重新编程的多功能机器，它有多自由度，可代替人的劳动，以便在复杂、恶劣的环境中工作。

1.1 设计背景工业机械手的是工业机器人的一个重要分支。

它的特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现了人的智能和适应性。

机械手作业的准确性和适应各种复杂环境的能力，在国民经济领域中有着广阔的发展和应用前景。

目录安装注意事项 (1)第一章系统配置及安装 (2)1.1基本配置 (2)1.2控制系统的安装及调试 (2)第二章操作说明 (3)2.1手动操作 (3)2.2全自动操作 (5)2.3模式操作 (6)2.4页面操作说明 (10)2.4.1 中英文切换 (10)2.4.2 功能选择页面 (10)2.4.3 特殊功能页面 (10)2.4.4 动作限制时间设定页面 (11)2.4.5 延迟时间设定页面 (11)2.4.6 监视页面 (11)参考：警报及错误讯息 (13)安装注意事项1、外部电源发生异常，控制系统会发生故障，为使整个系统安全工作，请务必在控制系统的外部设置安全电路。

2、安装、配线、运行、维护前，必须熟悉本说明书内容；使用时也必须熟知相关机械、电子常识及一切有关安全注意事项。

注意：处理不当可能会引起危险，包括人身伤害或设备事故等。

3、请安装于金属等阻燃物上并远离可燃物。

4、使用时必须安全接地。

5、配线作业必须由专业电工进行。

6、确认电源断开后才能开始作业。

7、使用环境温度为0～50℃，不要使用在结露及冰冻的地方。

第一章系统配置及安装1.1 基本配置1、控制板：(一套)1）控制板2）键盘板2、中继板：(一套)1）主机板3、电源部分：(一套)1）开关电源4、其它1）37芯线一根1.2 控制系统的安装及调试1、控制系统的安装及注意事项1) 安装控制器的电箱，应具备通风良好、防油、防尘的条件。

若电控箱为密闭式则易使控制器温度过高，影响正常工作，须安装抽风扇，电箱内适宜温度为50℃以下。

2) 控制器安装应尽量避免与接触器、变压器等交流配件布置过近，避免不必要的突波干扰。

3) 确保37芯线的金属接头与其它线路、机壳隔离。

2、维护注意事项请定期维护保养本控制系统，确保中继板清洁、继电器正常工作。

第二章操作说明2.1手动操作手臂向上手臂向下手臂前进手臂后退姿势水平姿势垂直横入横出夹、吸夹放、吸放选择主臂选择副臂选择双臂选择吸选择预留注塑机开模完成，按键，即进入手动操作画面。

气动机械手的自动控制和上位机监控设计气动机械手是一种基于气动技术的机械手臂，其灵活性和高效性使其被广泛应用于工业自动化生产线中的各种任务。

为了更好地控制和监控气动机械手的运行，现在的工控系统中往往采用自动控制和上位机监控技术。

本文主要论述气动机械手自动控制和上位机监控设计方面的开发与应用。

一、气动机械手自动控制技术气动机械手的自动控制技术是指利用现代控制技术，使气动机械手能够自动执行特定的任务。

在气动机械手的自动控制过程中，可分为三个部分：控制器、传感器和执行器。

其中，控制器负责对传感器的数据进行处理和控制指令的发出，传感器则负责采集气动机械手的位置、速度、方向等数据，执行器负责将指令转化为运动状态，从而实现气动机械手的自动控制。

在气动机械手自动控制中，重要的控制算法之一是PID控制算法，其可以对机械手的位置进行闭环控制。

PID控制算法的核心是三个参数：比例系数(Kp)、积分系数(Ki)和微分系数(Kd)。

具体来说，是通过根据当前的偏差与目标值的差异得到比例增益，累加历史偏差得到积分增益，考虑偏差的变化速率得到微分增益，通过对这三个增益值进行加权求和得到最终的控制量，从而实现气动机械手的自动控制。

二、气动机械手上位机监控技术气动机械手上位机监控技术是指在控制气动机械手的过程中，通过上位机的软件进行数据的收集、处理和分析，从而监控气动机械手的运行状态。

在实际应用中，上位机监控技术的核心是通过网口实现机械手和上位机之间的通信，或者通过CAN总线实现多个机械手之间的通信，通过数据采集、图像处理和实时监测等功能，实现对气动机械手的远程监控。

在气动机械手上位机监控中，界面设计是一个非常重要的方面。

通常采用图形界面软件设计气动机械手上位机监控系统，从而方便用户对系统进行操作和监控。

例如，在图形界面中可以实现气动机械手运动轨迹的显示、任务的设定、实时状态的监控和错误的报警等功能。

此外还可以将采集的数据进行实时处理、分析和模拟，从而为用户提供可靠的数据支持。

structure the database ， establish the animation connection, debug on line and finally achieve real-time monitoring and controlling of the host computer. The control is safety , stable and the controlling interface is friendly.Keywords: pneumatic manipulator; FP1-C40; the host computer; real-time monitoring and controlling在现代工业中，工业机械手是自动控制领域的一个广泛关注的焦点，并已成为现代自动化生产领域的一个重要组成部分。

本课题采用松下FP1—C40型PLC ，根据控制要求对机械手系统进行PLC 程序设计，实现机械手系统将不同颜色的物块搬运到指定位置，并以组态王软件为开发平台，实现对机械手分拣物料工况的上位机实时监控。

此机械手监控系统可移植应用于一些工业产品的分拣装箱，可大大提高工作效率，并能使人体避免接触一些对人体有害的化工产品，提高工厂的工作安全性。

1机械手控制系统硬件设计1.1 硬件总体方案设计气动机械手自动控制系统整体结构图如图1所示，主要设备有：计算机、松下FP1-C40型PLC 和机械手工作台，其中机械手工作台主要包括以下部分：24V 稳压电源、空气压缩机、电感式接近开关、色标传感器、电控换向阀和气缸。

松下FP1-C40型PLC电感式接近开关色标传感器电控换向阀机械手工作台RS232上位机图1 气动机械手自动控制系统整体结构图松下FP1-C40是机械手系统的控制器，通过编程实现对机械手装置的控制，以组态软件为开发平台，实现上位机实时监控。

稳压电源为PLC 、电控阀、电感式接近开关及色彩识别元件供电，空气压缩机为气缸动作提供动力。

气动机械手(带欧姆龙PLC控制程序)要点概述气动机械手是一种高效的机械手，通过气动方式完成抓取、放置、搬运等操作，常用于生产线的自动化生产中。

欧姆龙PLC控制程序则是一种控制系统，在气动机械手中可以实现对机械手的高度、速度、动作等控制。

本文将介绍气动机械手(带欧姆龙PLC控制程序)的要点。

气动机械手的组成1. 控制系统气动机械手的控制系统是一个相对独立的系统，通常由PLC控制器、编码器、传感器、执行器等部分组成。

在气动机械手中，PLC控制器是核心部分，通过程序的编写对气动机械手进行控制。

2. 机械臂气动机械手的机械臂通常由若干个关节组成，每个关节通过气压控制器完成动作。

机械臂的长度、高度、弯曲角度等均可根据需求进行调整。

3. 夹具夹具是机械臂末端用于抓取物品的部分，通常由夹爪、电磁铁等组成。

夹具的材料及设计也可根据需求进行调整。

PLC控制程序1. 程序原理PLC控制程序是针对气动机械手的控制程序，根据生产线的需求设定机械手的动作方式。

通常包含以下几个部分：1.输入模块：负责检测机械手所需的物品类型及数量等信息。

2.过程控制模块：对机械手的动作类型和轨迹进行规划和控制，确保机械手在正确的位置和正确的时间进行动作。

3.输出模块：根据程序输出信号，控制执行器、夹具等部分对工件进行抓取、放置等操作。

2. PLC控制程序的编写PLC控制程序的编写是一项需要严谨性和系统性的工作，以下是几个编写时需要注意的要点：1.步骤要分明：把控制过程分为初始化、输入检测、执行操作等多个步骤，确保整个控制过程有条不紊。

2.命名要规范：对不同的信号、变量、模块等命名时，需要规范严谨，方便后期查找或维护。

3.逻辑要清晰：控制程序需要有明确的逻辑性，保证控制流程的清晰明了。

4.功能需完备：要保证控制程序在满足基本要求的同时，还要有完备的容错机制，确保程序的稳定性和可靠性。

总结以上是气动机械手(带欧姆龙PLC控制程序)的要点介绍。