丁锦宏 张 慧

(江苏工程职业技术学院 江苏南通 226007)

0 引言

目前，数控机床上下工件仍由人工完成，劳动强度大、生产效率低，数控车床的高效率特性难以充分发挥。为提高生产效率，降低生产成本和操作者的劳动强度，适应批量生产的需要，本文针对套筒类零件车外圆和端面的生产工艺，利用自动控制技术，设计上料机械手，代替人工上料工作，提出了基于PLC、使用步进电机和气缸的一种自动上料解决方案。

1 工艺过程分析

自动上料机械手的工艺过程为工件抓取——转臂旋转45°后待命——转臂继续旋转45°到达送料位置——推料等四个步骤，从而实现对工件的自动上料。待命位置是为了缩短送料的时间。上料机械手由气动手爪、气缸1、步进电机、转臂、气缸2组成。气缸1控制手爪的伸缩、步进电机控制转臂的回转、气缸2将工件从手爪内推出，其中的手爪为气动手爪。机械手结构如图1所示［1］。

图1 机械手机构

机械手的工作原理如图2所示。初始位置为转臂处于垂直位置，手爪放松，气缸1缩回，气缸2缩回。其运行过程如下:首先，机械手处于初始位置。在PLC接收到机床加工结束信号后，气缸1伸出，手爪夹紧，完成工件抓取动作;然后步进电机带动转臂旋转45°后停止，处于待命位置，等待卸料机构卸料结束;PLC接收到卸料结束信号后(卸料系统在本文中不加以叙述)，转臂继续旋转45°，到达送料位置，此时工件中心线与车床主轴中心线重合，步进电机停止运行;接着气缸2伸出，将工件推送一定距离、到达指定位置后缩回，完成上料任务;然后手爪放松，气缸1缩回，转臂顺时针回转90°，到初始位置。……