在汽車,、拖拉機(jī)等機(jī)械制造業(yè)中,，鍛件總重量的80%為模鍛件。模鍛工作的節(jié)奏性強(qiáng),，操作人員拾取模鍛件時必須精力集中,。但由于長時間工作而導(dǎo)致工作者注意力下降而使該工作有一定的危險性，因此需要開發(fā)一種低成本,，更安全的方式完成模鍛件的拾取,。

1、氣動機(jī)械手的結(jié)構(gòu)及氣動回路

氣動機(jī)械手的機(jī)構(gòu)及氣動回路如圖1所示,。主要包含: 工作臺,、料臺、推料氣缸,、夾緊氣缸,、伸縮氣缸、擺動氣缸,、升降氣缸以及相應(yīng)的傳感器,。

圖1 總體結(jié)構(gòu)示意

送料機(jī)構(gòu)( 圖1 中未顯示) 設(shè)置為斜坡，模鍛坯料依靠自重滑入模鍛錘工作臺,。鍛壓成形后,，無工件檢測開關(guān)有信號,，推料氣缸將由模鍛錘中頂出的模鍛件推出至料臺,。手臂的主要運動形式如下: 夾緊氣缸實現(xiàn)手爪的打開和閉合; 伸縮氣缸實現(xiàn)手臂的伸出與縮回; 擺動氣缸實現(xiàn)手臂繞垂直方向轉(zhuǎn)動; 升降氣缸實現(xiàn)手臂的上升與下降。由機(jī)械手的運動形式可知其工作過程如圖2 所示。

機(jī)械手的氣動回路如圖3 所示,。設(shè)計中使用5 個三位四通電磁閥來控制上述各個氣缸的動作,，為了實現(xiàn)PLC 對氣動回路的控制，用PLC 的輸入,、輸出信號控制1DT ～ 10DT 的狀態(tài)而實現(xiàn)動作的先后順序,。由于機(jī)械手用于位置相對固定的模鍛件的拾取，因此其動作精度相對較低,，因而未設(shè)置限位開關(guān),。但是如果想使動作的先后順序改變時，無需在硬件上改動,，而只

需改變程序即可; 機(jī)械手氣缸動作快慢只需改變單向節(jié)流閥的通氣量大小即可,。

2、PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計

根據(jù)機(jī)械手的控制要求,，共需要輸入端子13 個,，分別為: 5 個氣缸的檢測信號需10 個端子; 無工件檢測信號需1 個端子; 自動工作時需起動開關(guān)和停止開關(guān)，需2 個端子,。機(jī)械手的輸出信號需要10 個端子,，分別為: 推料氣缸的推出、收回,，夾緊氣缸的打開,、閉合，伸縮氣缸的伸出,、縮回,，擺動氣缸的左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn),，升降氣缸的上升,、下降。根據(jù)輸入,、輸出點個數(shù)及程序容量選取FX2n － 64MT 作為主機(jī),。PLC 的輸入、輸出地址如表1 所示; 控制系統(tǒng)的接線圖如圖4 所示,。

設(shè)備操作簡單,，只需對員工進(jìn)行短時間培訓(xùn)即可上崗作業(yè)。先前在模鍛崗位上留不住人,，現(xiàn)在將氣動機(jī)械手應(yīng)用于拾取模鍛件后,，有效地避免了操作失誤帶來的安全事故問題，改善了勞動條件,，降低了員工的流動率,，運行3 個月以來尚未有員工提出更換勞動崗位的情況,。機(jī)械手適用范圍廣、利用率高,。用戶可根據(jù)自己需求對程序重新設(shè)定,，以調(diào)整機(jī)械手各動作的

位移、角度,，從而改變系統(tǒng)各組成空間位置布局,，適應(yīng)工作場地需要。
表1 機(jī)械手PLC 的功能對照表

圖4 控制系統(tǒng)接線圖