本文介紹了采用氣動元件的物料搬運系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、氣動系統(tǒng)及其PLC控制系統(tǒng)。物料的搬運方式具有可抓可吸的多用途功能；氣動系統(tǒng)電磁換向閥采用匯流板集裝方式，減少了占用空間；PLC控制具有單步、自動等多種工作方式。

由于氣壓傳動具有氣源使用方便、不污染環(huán)境、動作靈活迅速、工作安全可靠、操作維修簡便以及適于在惡劣環(huán)境下工作等特點，因而在沖壓加工、注塑及壓鑄等有毒或高溫環(huán)境下作業(yè)，機床上、下料，儀表及輕工行業(yè)中小零件的輸送和自動裝配等作業(yè)，食品包裝及輸送，電子產(chǎn)品輸送、自動插接，彈藥生產(chǎn)自動化等過程中被廣泛應(yīng)用。所以氣壓傳動是一種易于推廣普及的實現(xiàn)工業(yè)自動化的應(yīng)用技術(shù)。氣動系統(tǒng)的應(yīng)用，引起了世界各國產(chǎn)業(yè)界的普遍重視，氣動行業(yè)已成為工業(yè)國家發(fā)展速度最快的行業(yè)之一。

作為氣動系統(tǒng)的控制裝置目前多數(shù)采用可編程控制器（PLC）。可編程序控制器是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合計算機技術(shù)，自動控制技術(shù)和通訊技術(shù)而發(fā)展起來的一種新型、通用的自動控制裝置，其可靠性好，操作簡便。在實際應(yīng)用中，控制系統(tǒng)很容易實現(xiàn)。一般是由受控設(shè)備的動作順序和工藝要求，構(gòu)成工步狀態(tài)表，形成梯形圖，再編制PLC指令。

一、物料搬運系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計

物料搬運系統(tǒng)原理圖如圖1所示。該系統(tǒng)由左右移動氣缸1、復(fù)位進(jìn)退氣缸2、升降氣缸3、夾手或真空吸盤4、物料塊5、傳感器6、圓柱導(dǎo)軌7、支架8、底座9、微動開關(guān)10等組成。夾手或真空吸盤4可以夾住或吸住物料塊5，抓取物料的部分采用夾持式和吸附式兩種形式，選用不同的形式，可分別完成工件的抓取和吸附，以適應(yīng)不同種類的物料搬運。夾手采用電磁鐵吸合與斷開方式夾持物料。夾手或吸盤在升降氣缸3的作用下可以上下移動；夾手或真空吸盤連同升降氣缸在左右移動氣缸1的作用下沿著圓柱導(dǎo)軌可以左右移動；在復(fù)位進(jìn)退氣缸2的作用下將物料塊送回原始位置，為下一個工作周期準(zhǔn)備，以實現(xiàn)循環(huán)。此系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)物料在一個平面內(nèi)的搬運。左右移動行程為300mm，上下移動行程為80mm，根據(jù)行程選擇不同的氣缸，氣缸1、2行程為300mm，氣缸3行程為80mm。氣缸選用法蘭式安裝。為了防止工件偏移，在左右移動氣缸1運動路徑兩邊安置導(dǎo)向圓柱導(dǎo)軌7，將圓柱導(dǎo)軌用螺釘固定在支架8上；支架用螺栓固定在底座9上。

圖1物料搬運系統(tǒng)原理圖

在左右移動氣缸1的缸體上安裝了兩個磁性開關(guān)6用于左右極限位置檢測；在底座上安裝了一個微動開關(guān)10用于物料塊下限位置檢測。

操作面板安裝在電控箱上，與實驗裝置主體是分離的。PLC可編程序控制器，電磁閥，真空發(fā)生器等均放置在電控箱里。

二、氣動系統(tǒng)設(shè)計

氣動原理圖如圖2所示。

圖2氣動原理圖

氣源出來的氣體經(jīng)過二聯(lián)件處理后進(jìn)入到匯流板。通過相應(yīng)的電磁換向閥可進(jìn)入氣動執(zhí)行元件，分別驅(qū)動氣缸1的左右移動、氣缸2的推料動作、氣缸3的上升下降運動、吸盤4的抓料和松料動作。整個氣動系統(tǒng)的3個氣缸全部采用出氣節(jié)流調(diào)速；電磁閥采用3個二位五通閥和1個二位二通閥。選用集裝式電磁換向閥，將所有電磁換向閥由匯流板集裝在一起，以減小占用空間。

三、程序流程圖及軟件設(shè)計

實現(xiàn)功能。物料搬運系統(tǒng)具有左右移動、上下移動及對物料的夾緊和放松、推料進(jìn)退功能，在PLC控制下可實現(xiàn)單步、自動等多種工作方式。另外，物料被夾手搬運完成以后，為滿足連續(xù)動作需要，還必須將此物料運送回原點位置，以供下次搬運需要。系統(tǒng)可完成的各種工作方式如下。

單步：可實現(xiàn)“上升”，“下降”，“左移”，“右移”，“夾緊”，“放松”，“推料進(jìn)”，“推料退”等八種點動操作；

連續(xù)：按下“啟動”按鈕后，夾手從原點位置開始連續(xù)不斷地執(zhí)行搬運物料的個步。

根據(jù)上述任務(wù)，先設(shè)計主程序框圖，如圖3所示。

圖3主程序框圖

物料搬運系統(tǒng)實現(xiàn)的動作：下降→抓料→上升→右移→再下降→松料→再上升→左移→推料進(jìn)→推料退。

在這個系統(tǒng)中，我們只實現(xiàn)一個物料的循環(huán)動作，故在機械手回原點后，需將物料推回原來位置。

在PLC控制下可實現(xiàn)單動、連續(xù)動作工作方式。

系統(tǒng)上電后，通過旋轉(zhuǎn)按扭選擇是單動還是連動，如果是單動則執(zhí)行單動程序，否則執(zhí)行連動程序。

單動工作方式：利用按鈕對夾手每一動作單獨進(jìn)行控制。

連續(xù)：按下啟動按鈕，夾手從原點開始，按工序自動循環(huán)工作，直到按下停止按鈕，夾手在完