实验教学用气动机械臂PLC控制设计

段晓飞

摘 要：设计了一种基于PLC控制的实验教学型气动机械臂，能实现旋转和搬运功能。叙述了实验教学用气动机械臂的总体结构，给出了PLC控制系统设计和气动驱动系统设计。控制程序采用“化整为零，积零为整”的模块化设计思路，程序运行效率高，可读性好。该机械臂性能稳定，成本较低，能够满足实验教学与科技创新设计需要。

关键词：机械臂；PLC控制；气动系统

中图分类号：G4 文献标识码：A 文章编号：16723198（2014）02016502

0 引言

可编程控制器相关课程中有一个主要的教学实验就是基于PLC控制的机械臂，该设计对可编程控制器的原理及其控制应用的理解具有重要的意义。通常会在教学实验、课程设计和科技创新中使用机械臂实验设备。该设计是为了满足实验教学以及科学创新。机械臂选用FX2N-48MR/MT系列PLC控制器，用气压驱动，能很好地满足教学实验、课程设计和科技创新设计的需要。

1 工作规则及控制要求

1.1 工作规则

机械臂的初始位置停在原点，按下复位钮，机械臂在原点复位；按启动钮，机械臂手臂伸出（水平）→手臂下降（竖直）→夹紧手抓→手臂上升（竖直）→手臂收回（水平）→水平摆动90°手臂伸出→手臂下降（竖直）→放松手抓→夹紧手抓→旋转手腕270°→放松手抓→反转手腕270°→手抓夹紧→手腕旋转270°→放松手抓缸→手臂上升（竖直）一手臂收回（水平）一摆动270°手臂回原点。经上面一系列流程，机械臂可完成的动作如图1中所示的位置1下方夹住瓶盖，然后再将瓶盖放下拧紧。通过改变程序设计也可以将该机械臂设计成通用机械臂，即在位置1夹住物品，然后在位置2将物品放下的动作。……