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        氣動(dòng)機(jī)械手典型教學(xué)模型制作

        2019-05-17 07:44:32金光輝
        中國設(shè)備工程 2019年8期
        關(guān)鍵詞:儲(chǔ)氣罐氣泵氣路

        金光輝

        (沈陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院,遼寧 沈陽 110045)

        1 氣動(dòng)機(jī)械手概述

        氣動(dòng)機(jī)械手教學(xué)模型用于可編程序控制器實(shí)訓(xùn)教學(xué),適用于基礎(chǔ)教學(xué)與課程設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié),可做學(xué)習(xí)PLC控制氣動(dòng)技術(shù)入門的典型應(yīng)用設(shè)備。氣動(dòng)機(jī)械手教學(xué)模型主要有氣泵、儲(chǔ)氣罐、壓力開關(guān)組成氣源部分;由雙向電磁閥、分流排組成氣路分配控制部分;由氣缸、氣動(dòng)手爪組成氣動(dòng)執(zhí)行部分,由機(jī)械零件、工位組成被控對象部分。氣動(dòng)機(jī)械手教學(xué)模型可以用鋁合金型材搭建框架,外形尺寸為500mm×300mm×600mm,分層設(shè)計(jì)空間,上層為機(jī)械手臂執(zhí)行工作區(qū),由氣缸、手爪、零件、工位組成;下層為氣源及氣路分配區(qū),由氣泵和電磁閥,分流排組成。氣動(dòng)機(jī)械手教學(xué)模型提供外接電氣控制系統(tǒng)端子排。氣動(dòng)機(jī)械手教學(xué)模型照片如圖1、2。

        圖1 氣動(dòng)機(jī)械手教學(xué)模型正面照片

        圖2 氣動(dòng)機(jī)械手教學(xué)模型背面照片

        2 系統(tǒng)介紹

        2.1 氣泵

        氣泵為靜音微型氣泵,輕便小巧,在美術(shù)噴筆繪畫中作為氣源被大量使用,適合室內(nèi)。

        該氣泵供電為220V交流電,能提供0.3MPA的大氣壓(俗稱三個(gè)壓),噪音小,安裝在框架底部。

        該氣泵通電后,可通過右側(cè)的旋鈕調(diào)節(jié)壓力(順時(shí)針調(diào)大,逆時(shí)針調(diào)小,調(diào)節(jié)時(shí)向上拔出,調(diào)整后再向下摁鎖緊),右側(cè)的壓力表可以實(shí)時(shí)監(jiān)控氣泵輸出的壓力值。

        2.2 儲(chǔ)氣罐

        儲(chǔ)氣罐的作用是儲(chǔ)存氣體,緩和氣流,避免氣路執(zhí)行元件用氣造成的氣壓波動(dòng)。通過單向閥門向電磁閥供氣。

        2.3 壓力開關(guān)(暫未接線)

        氣泵工作時(shí)經(jīng)由一個(gè)單向氣閥向儲(chǔ)氣罐提供氣源,當(dāng)儲(chǔ)氣罐達(dá)到設(shè)定的壓力上限時(shí),需要斷開氣泵;氣泵停止工作,由于單向閥的作用,儲(chǔ)氣罐會(huì)保壓;當(dāng)氣路執(zhí)行元件工作時(shí),由于用氣會(huì)使得儲(chǔ)氣罐壓力降低到下限值,此時(shí)氣泵再投入運(yùn)行。

        因本模型儲(chǔ)氣罐容量小,而且微型氣泵比較耐用,有一定的過壓能力,但長時(shí)間運(yùn)行會(huì)發(fā)熱,注意節(jié)約使用,模型氣源主要是具有演示示教作用,實(shí)際使用時(shí)可直接接電源使用。

        壓力開關(guān)壓力值的設(shè)定方法:通過上方螺絲調(diào)節(jié)設(shè)定壓力值,當(dāng)氣路達(dá)到設(shè)定的壓力值后,對應(yīng)的觸點(diǎn)導(dǎo)通,當(dāng)壓力值小于設(shè)定范圍時(shí),觸點(diǎn)斷開(該觸點(diǎn)在保護(hù)殼內(nèi),外殼卸掉,殼直接觀察到)。

        2.4 電磁閥

        電磁閥為直流24V控制,共計(jì)4組,Q1控制氣缸1,以此類推,當(dāng)想改變其功能時(shí),將氣管相互調(diào)換即可,電磁閥對應(yīng)的控制線接到了控制端子排上,并有詳細(xì)定義。

        2.5 氣路插頭(圖3)

        氣路插頭也叫氣路接頭,為快速插頭。當(dāng)氣管更換時(shí),一手壓住藍(lán)色部分,一手向外拔出即可拆除氣管。當(dāng)連接時(shí),手懟氣管插入即可。

        圖3

        2.6 磁性開關(guān)(圖4)

        每一個(gè)氣缸兩端安裝2個(gè)磁性開關(guān),可檢測氣缸終端到位信號(hào)。磁性開關(guān)信號(hào)(負(fù)極 信號(hào)作為公共端接到一起)接到了端子排上。

        圖4

        2.7 端子排信號(hào)(如圖5、表1)

        圖5

        表1

        (1)電磁閥線圈端子接線。電磁閥線圈端子應(yīng)接PLC輸出信號(hào)端,共計(jì)8個(gè)輸出點(diǎn)。

        從左側(cè)開始端子順序定義:

        COM:電磁閥輸出公共端(接24V直流,不分正負(fù))

        1-1:導(dǎo)通時(shí),Q1向右側(cè)移動(dòng)

        1-2:導(dǎo)通時(shí),Q1向左側(cè)移動(dòng)

        2-1:導(dǎo)通時(shí),Q2向右側(cè)移動(dòng)

        2-2:導(dǎo)通時(shí),Q2向左側(cè)移動(dòng)

        3-1:導(dǎo)通時(shí),Q3向下側(cè)移動(dòng)

        3-2:導(dǎo)通時(shí),Q3向上側(cè)移動(dòng)

        4-1:導(dǎo)通時(shí),Q4向內(nèi)側(cè)爪取

        4-2:導(dǎo)通時(shí),Q4向外側(cè)松開

        (2)磁性開關(guān)端子接線。磁性開關(guān)端子接PLC輸入信號(hào)端,總計(jì)8個(gè)輸入點(diǎn)。

        1-1:Q1氣缸左側(cè)位置磁性開關(guān)

        1-2:Q1氣缸右側(cè)位置磁性開關(guān)

        2-1:Q2氣缸左側(cè)位置磁性開關(guān)

        2-2:Q2氣缸右側(cè)位置磁性開關(guān)

        3-1:Q3氣缸上側(cè)位置磁性開關(guān)

        3-2:Q3氣缸下側(cè)位置磁性開關(guān)

        4-1:Q4氣缸松開位置磁性開關(guān)

        4-2:Q4氣缸夾緊位置磁性開關(guān)

        COM:磁性開關(guān)輸入公共端(共負(fù),接24V-,PLC公共端接24V+)

        3 脫機(jī)調(diào)試

        氣動(dòng)機(jī)械手教學(xué)模型可實(shí)現(xiàn)對工件的抓取移動(dòng)擺放等動(dòng)作,該機(jī)械手動(dòng)能由小型氣泵壓縮空氣提供,由4個(gè)氣缸組合而成,其中Q1和Q2氣缸控制機(jī)械手爪的水平位置,Q3氣缸控制手爪的上下動(dòng)作,Q4氣缸完成工件的抓取放開功能,4個(gè)氣缸的開通關(guān)閉可通過PLC驅(qū)動(dòng)電磁閥控制,同時(shí)也可以通過電磁閥的手動(dòng)觸點(diǎn),達(dá)到手動(dòng)控制氣缸的功能。為了讓氣流更加柔和持續(xù),在氣路管路中添加了一個(gè)氣體儲(chǔ)存罐,方便在氣缸斷電后作為后續(xù)動(dòng)力提供保障,同時(shí)加入一個(gè)機(jī)械壓力開關(guān),當(dāng)氣路當(dāng)中的氣壓達(dá)到設(shè)定的數(shù)值時(shí),機(jī)械開關(guān)觸點(diǎn)導(dǎo)通,對外可以提供信號(hào)。

        3.1 其他參數(shù)

        氣泵壓力:0.3Mpa 可調(diào)節(jié)

        壓力開關(guān):0.1MPa 出廠設(shè)置,可調(diào)節(jié)

        3.2 注意事項(xiàng)

        (1)嚴(yán)禁在實(shí)驗(yàn)過程中將手伸到工作區(qū)域。

        (2)氣泵盡量不要頻繁通斷,如果頻繁通斷,可能造成第二次啟動(dòng)的時(shí)候,氣泵自我保護(hù),需等待一段時(shí)間才能啟動(dòng)的現(xiàn)象。

        4 結(jié)語

        以上文字材料較為詳細(xì)地介紹了氣動(dòng)機(jī)械手工作原理、結(jié)構(gòu)、制作明細(xì)等,希望能為機(jī)器人愛好者提供寶貴的技術(shù)要點(diǎn)。

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