1.2 气动输送技术研究现状与发展趋势

1.3 研究目标及拟完成的工作

本课题目的是设计一个轻型气动输送系统，首先要确定的是预期的动作及其先后顺序， 然后确定相应元器件并搭建完整的气动回路，最后选用合适的 PLC，设计接线图并编写控制 程序。其中主要完成的内容：

1、充分了解气动输送系统的应用场景，对其进行分解，确定每一动作的实现方式及其先

后顺序；

2、根据需要实现的动作，选取合适的气动执行元件、步进电机及相关电磁阀；

3、绘制气动回路原理图；

4、结合工作场景和选取的气动执行元件，确定设计方案的总体布局；

5、根据总体布局及选出的执行元件外形尺寸，设计合适的安装定位辅助元件；

6、选取适合本课题的 PLC，绘制接线图；文献综述

7、结合执行元件动作顺序编写 PLC 程序；

8、对整个毕业设计进行总结，最终完成毕业设计说明书。

1.4 本章小结

气动输送系统充分利用气动自动化技术，根据应用工况的要求，选择相应功能和参数的 模块，像搭积木一样进行组合，仅需对控制软件做针对性调整即可适应新工况，具有出色的 适应性，充分契合当下智能制造的潮流，也反映了气动技术今后的发展方向。该课题项目涉 及气动元器件选型、气动回路设计、非标准件设计与装配、PLC 控制系统设计及控制软件编 程等知识，不仅需要了解目前气动搬运、输送的发展动态，掌握有关气动输送的基本原理， 更锻炼运用所学知识进行综合设计的能力，最终综合完成一个完整的气动搬运系统。本课题 设计的气动输送系统具备高可靠性、定位精度高、气动回路简单、低成本等优势，很适合用 于工业中单调、频繁搬运产品的场合[13-16]。

2 气动输送系统结构设计

本章将从气动输送系统的应用场景分析开始，依次进行气动输送系统的具体动作的实现 方式及其先后顺序分析、选取合适的气动执行元件及相关电磁阀、绘制气动回路原理图、确 定设计方案的总体布局、设计合适的安装定位辅助元件等内容的介绍。

2.1 运动平台功能设计

气动输送系统要对工件进行一系列操作，通过控制执行元件的动作，把工件运送至相应 空间位置，从而方便后续的加工、包装等生产流程，按照一定顺序进行循环达到流水生产的 目的；除全自动连续循环外，该系统还应当额外具备手动、单步（点动）、回原点、单周期 循环 4 种工作模式，方便工作对设备进行安装与调试。本系统需要搬运的工件质量为 200g， 直径 15mm、高 25mm 的金属圆柱体。内外行程为 100mm，左右行程为 200mm，竖直方向行 程 10mm。

2.1.1 动作及实现方法

预期功能确定以后，对每一个动作进行分解，将其归纳为 3 类：直线往复运动、圆周旋 转运动以及对工件的抓取与释放动作。直线往复运动依靠滑台气缸、无杆气缸实现；步进电 机的旋转实现工件在平面内的圆周运动，从而做到 3 个工位的充分利用；气动手指和真空吸 盘可以实现抓取、释放工件的动作。

2.1.2 预期功能描述

气动输送系统要完成以下功能：左右两个滑台分别安装气动手指和真空吸盘，以抓取、 释放工件；两个滑台中间摆放一个圆形转盘，沿外圆周均匀分布 3 个工位，环状凸起边缘对 工件进行简单定位，防止在随电机旋转过程中滑落；在两个滑台中间还有一个无杆气缸，其 往复运动与步进电机旋转运动相互配合从而实现流水作业。由预期功能绘制出如下结构示意 图：