数控机床液压机械手的

PLC

控制系统

王焱玉

1, 2

田　玲

(11桂林航天工业高等专科学校机械系 , 桂林 541004;

1桂林电子工业学院机电与交通工程系 , 桂林 541004)

摘要

以数控机床的上下料机械手为研究对象

采用可编程控制器

( PLC)

对其液压驱动装置进行控制

实现了系统

的智能化和柔性化。对系统的工作原理及机械本体、液压驱动和

PLC

控制方案等方面进行了较为详尽的论述。

关键词

机械手

; PLC;

液压系统

中图分类号

: TH138

　　文献标识码

: B

　　文章编号

: 1001 - 3881 ( 2005) 4 - 113 - 2

The PLC - ba sed In telligen t System of Hydraulic M an ipula tor

WAN G Yan

2yu

1, 2

, TIAN L ing

(11Department of M echanism , Guilin College of Spaceflight Industry, Guilin 541004, China;

1Departm ent of M achine and Traffic Engineering, Guilin College of Electron Industry, Guilin 541004, China)

Abstract: The technology of PLC was app lied to contro l the hydraulic manipulator of the CNC m achine, the intelligent and flexi

ble control fo r the system was realized. A nd the manipulato r

’

s p rincip le as well as the structure, the hydraulic system and the contro l

schem e of PLC were discussed in detail.

Keywords: M anipulator; PLC; Hydraulic system

0 　引言

随着工业自动化的发展

出现了数控加工中心

它在减轻工人的劳动强度的同时

大大提高了劳动生

产率。但数控加工中常见的上下料工序

通常仍采用

人工操作或传统继电器控制的半自动化装置。前者费
时费工、效率低

;

后者因设计复杂

需较多继电器

接线繁杂

易受车体振动干扰

而存在可靠性差、故

障多、维修困难等问题。为解决以上问题

我们研究

开发了一套采用可编程序控制器

PLC

控制的上下料

机械手控制系统。该系统动作简便、线路设计合理、
具有较强的抗干扰能力

保证了系统运行的可靠性

降低了维修率

提高了工作效率。

1 　系统工作原理

如图

所示

本系统的上下料机械手采用关节式

整体结构

具有结构紧凑、运动平稳的特点

可以方

便地实现无级调速。该装置抓取工件质量可达

～

50kg,

工作范围为横向

、纵向

。

图

　机械手的机械结构简图

系统启动时

首先进行自检

若设备正常

则机

械手处于待料位置

泵站电机处于卸荷状态。当加工

结束信号传来时

机械手开始动作

其具体动作过程

如下

原始位置 →小手臂伸出 →手指夹紧

(

抓住卡

盘上的工件

)

经短时延时 →手腕向左逆摆

(

从卡盘

上卸下工件

)

→大臂旋转

180

→小手臂伸出

(

上料

)

→开关发出料到位信号 →手指松开

(

放料

)

→小手

臂缩回 →小手臂上摆

(

同时卡盘夹紧工件

机床开

始加工

)

→大手臂下摆 →手指松开

(

将工件放在料

架上

)

→小手臂缩回 →大臂旋转

180

同时料架转位

(

转

)

→小手臂伸出 →手指夹紧

(

抓住待加工的

工件

)

→大手臂上摆

(

从料架上取走工件

)

→小手

臂水平待料

系统原位卸荷。

2 　系统结构组成

机械手的整个系统主要由控制系统、驱动系统和

执行系统三部分组成

其结构框图如图

所示。

图

　机械手的系统结构图

控制系统主要包

括

位置检测装置、可

编程控制器、主控柜及
主控面板

(

状态显示和

操作按钮

)

。

驱动系统采用全液

压驱动

该系统能实现机械手的自动运行、手动调

节

同时保证了整机动作迅速、平稳

特别是满足了

机械手伸缩臂的动作精度、需承受大负载及运动性能
等方面的特殊要求。

执行系统由升降机构、回转机构、手臂伸缩机

构、手部夹持机构、定位机构等组成

整体为圆柱关

节式结构。与传统的上下料机械手不同的是

该系统

采用了具有双夹持结构的手臂设计

(

图

1 ) ,

在其中

一夹持机构卸料后

手臂旋转一定角度

另一夹持机

构上料

在两次上下料之间机械手臂往返各一次

与

《机床与液压》

2005