跟着社会出产不断进步和人们生活节奏不断加速，人们对出产功率也不断提出新要求。因为微电子技能和核算软、硬件技能的迅猛开展和现代操控理论的不断完善，使机械手技能快速开展，其间气动机械手体系因为其介质来历简洁以及不污染环境、组件价格低廉、修理便当和体系安全可靠等特色，已渗透到工业范畴的各个部门，在工业开展中占有重要方位。本文叙述的气动机械手有气控机械手、XY轴丝杠组、转盘组织、旋转基座等机械部分组成。首要作用是完结机械部件的转移作业，能放置在各种不同的出产线或物流流水线中，使零件转移、货品运输更便利、便当。
一 四轴联动简易机械手的结构及动作进程
机械手结构如下图1所示，有气控机械手(1)、XY轴丝杠组(2)、转盘组织(3)、旋转基座(4)等组成。
其运动操控方法为：(1)由伺服电机驱动可旋转视点为360°的气控机械手(有光电传感器确认开端0点)；(2)由步进电机驱动丝杠组件使机械手沿X、Y轴移动(有x、y轴限位开关)；(3)可回旋360°的转盘组织能带动机械手及丝杠组自在旋转(其电气拖动部分由直流电动机、光电编码器、挨近开关等组成)；(4)旋转基座首要支撑以上3部分；(5)气控机械手的张合由气压操控(充气时机械手抓住，放气时机械手松开)。
其作业进程为：当货品抵达时，机械手体系开端动作；步进电机操控开端向下运动，一起另一路步进电机操控横轴开端向前运动；伺服电机驱动机械手旋转抵达正好抓取货品的方位处，然后充气，机械手夹住货品。
步进电机驱动纵轴上升，另一个步进电机驱动横轴开端向前走；转盘直流电机滚动使机械手全体运动，转到货品接纳处；步进电机再次驱动纵轴下降，抵达指定方位后，气阀放气，机械手松开货品；体系回位预备下一次动作。
二 操控器材选型
为到达准确操控的意图，根据商场状况，对各种要害器材选型如下：
1 步进电机及其驱动器
机械手纵轴(Y轴)和横轴(X轴)选用的是北京四通电机技能有限公司的42BYG250C型两相混合式步进电机，步距角为0.9°/1.8°，电流1.5A。M1是横轴电机，带动机械手组织伸、缩；M2是纵轴电机，带动机械手组织上升、下降。所选用的步进电机驱动器是SH-20403型，该驱动器选用10～40V直流供电，H桥双极恒相电流驱动，最大3A的8种输出电流可选，最大64细分的7种细分形式可选，输入信号光电阻隔，规范单脉冲接口，有脱机坚持功用，半密闭式机壳可习惯更恶劣的工况环境，供给节能的主动半电流方法。驱动器内部的开关电源规划，确保了驱动器可习惯较宽的电压规模，用户可根据各自状况在10～40VDC之间挑选。一般来说较高的额外电源电压有利于进步电机的高速力矩，但却会加大驱动器的损耗和温升。本驱动器最大输出电流值为3A/相(峰值)，经过驱动器面板上六位拨码开关的第5、6、7三位可组合出8种状况，对应8种输出电流，从0.9A到3A以合作不同的电机运用。本驱动器可供给整步、改进半步、4细分、8细分、16细分、32细分和64细分7种运转形式，运用驱动器面板上六位拨码开关的第1、2、3三位可组合出不同的状况。
2.伺服电机及其驱动器
机械手的旋滚动作选用松下伺服电机A系列小惯量MSMA5AZA1G，其额外输出50W、100/200V共用，旋转编码器标准为增量式(脉冲数2500p/r、分辨率10000p/r、引出线11线)；有油封，无制动器，轴选用键槽衔接。该电机选用松下公司共同算法，使速度频率响应进步2倍，到达500Hz；定位超调整定时刻缩短为以往松下伺服电机产品V系列的1/4。具有共振按捺功用、操控功用、全闭环操控功用，可补偿机械的刚性缺乏，然后完结高速定位，也可经过外接高精度的光栅尺，构满意闭环操控，进一步进步体系精度。具有惯例主动增益调整和实时主动增
益调整两种主动增益调整方法，还配有RS-485、RS-232C通讯口，使上位操控器可一起操控多达16个轴。伺服电机驱动器为A系列MSDA5A3A1A，适用于小惯量电动机。
3 直流电机
可回旋360°的转盘组织有直流无刷电机带动，体系选用的是北京和时利公司出产的57BL1010H1无刷直流电机，其调速规模宽、低速力矩大、运转平稳、低噪音、功率高。无刷直流电机驱动器运用北京和时利公司出产的BL-0408驱动器，其选用24～48V直流供电，有起停及转向操控、过流、过压及堵转维护，且有毛病报警输出、外部模拟量调速、制动快速停机等特色。
4 旋转编码器
在可回旋360°的转盘组织上，装置有OMRON公司出产的E6A2增量型旋转编码器，编码器将信号传给PLC，完结转盘组织的准确认位。
5 PLC的选型
根据体系的规划要求，选用OMRON公司出产的CPM2A小型机。CPM2A在一个细巧的单元内归纳有各种功用，包含同步脉冲操控、中止输入、脉冲输出、模拟量设定和时钟功用等。CPM2A的CPU单元又是一个独立单元，能处理广泛的机械操控使用问题，所以它是在设备内用作内装操控单元的抱负产品。完好的通讯功用确保了与个人核算机、其它OMRON PC和OMRON可编程终端的通讯。这些通讯能力使四轴联动简易机械手能便当的融合到工业操控体系中。
三 软件编程
1 软件流程图
流程图是PLC程序规划的根底。只要规划出流程图，才或许顺畅而快捷地编写出梯形图并写出句子表，终究完结程序的规划。所以写出流程图十分要害也是程序规划首先要做的使命。根据四轴联动简易机械手的操控要求，制作流程图如图2所示。
2 程序部分
因为论文篇幅有限，这儿只列出了开端两段程序，供读者参看，见图3。
四 结束语
四轴联动简易机械手的各个动作和状况都由PLC操控，不仅能满意机械手的手动、半主动、主动等操作方法所需的很多按扭、开关、方位检测点的要求，更可经过接口元器材与核算机组成PLC工业局域网，完结网络通讯与网络操控。使四轴联动简易机械手能便当地嵌入到工业出产流水线中。
