⑵电气设计
在原有PLC控制系统基础上，根据用户反馈信息进行完善设计，使系统更为可靠稳定，操作简便。
3.2 关键技术及其解决方案 3.2.1 基体支撑部件的设计
1、现有大型机结构分析
横走部分采用型钢结构，双直线导轨，高质量齿条传动；高刚性、高速度、精确定位。
引拔部分采用双梁式框架结构，优质的铝合金型材加高质量的直线导轨，满足高度精确定位的要求。
主臂部分采用双截倍速结构，高刚度、高强度的铝合金型材和优质的直线导轨，使得取件快速、稳定、可靠。
图2 现有结构示意图
2、现有结构特点
现有结构特点体现在引拔部分。引拔部分采用的是双框架式结构，优点是可以搭载副臂应对三板模的成品取出；而副臂在满足水口取出时，可以配置伺服电机或气缸以满足不同要求。
而不足之处在于手臂组件必须装配于引拔梁的框架之内，也就是说手臂的正面以及两个侧面都有引拔梁阻挡，这种情况下，框架式结构的机械手在取长度和宽度尺寸较大的零件时就会受到一定的限制。比如：长度较大的产品在模内取出时，必须距离引拔梁一定的距离（大于产品长度的一半）才可以在模内旋转；如果取出的零件在宽度和厚度方向的尺寸较大时，产品取出时会受到安全门及引拔梁的限制。另外框架式机械手的引拔部分也是单侧悬臂梁不适宜取重量过大的零件，而且引拔梁始终旋与横梁的一侧，包装运输时必须将引拔部件和横走部件拆开分别包装。
根据在特殊应用中现有大型机的不足，我们设计了牛头型机械手的具体方案如下：
1、手臂组件
手臂组件可沿用目前大型机的结构双截倍速形式，去掉现有大型机周围的框架，如图3所示。
图3 手臂组件
2.引拔梁及引拔部件
引拔梁直接与手臂组件通过两旁板相连，如图4所示。
手臂组件 手臂上下电机 引拔梁 旁板
图4 引拔梁与手臂组件
3、横走部件
横走部件可沿用现有大型机的横走部件，如图5所示。
横走电机 横梁
图5 横走部件
4、整体结构
整体结构如图6所示，所有传动部件采用斜齿轮传动，增加润滑系统。
图6 整体结构
3.2.2 传动系统设计
伺服系列机型传动系统，横行部件采用同步带传动、手臂上下及引拔前后采用齿轮齿条传动。
3.2.3气路设计
气路元器件全部采用日本SMC品牌，保证了机械手长寿命运行。气压驱动系统包括气源处理、气缸、电磁阀、真空发生器和调速元件。
气路入口设置过滤减压阀以控制气压，净化气源；夹具气缸用于实现机械手的夹、放等基本取物动作；调速阀用于调节气流速度，以实现对动作频率的控制；电磁阀分别用于各执行元件的动作控制。
3.2.4 控制系统设计
控制系统依旧采用PLC控制。由于目前系统较为成熟且经用户使用验证，考虑在不增加投入情况下使现有系统更加稳定可靠。
硬件部分：
1）采用模块化设计，自行设计通用接口，方便产品的升级和改型； 2）电路板设计中尽可能采用贴片元件，减小电路板空间占有量； 3）加入了硬件保护功能模块，可靠性高；
4）人机界面外形采用定做的手操盒，内置键盘板、手控板和液晶显示模块，成本低廉，其外形小巧方便，易于操作。
软件设计流程根据液晶显示的菜单及人机互动的过程来进行。要完成的功能：
1）键盘扫描和键盘读取