本發(fā)明涉及一種氣動(dòng)機(jī)械手搬運(yùn)物料精確定位控制系統(tǒng)，適用于機(jī)械領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

在實(shí)際應(yīng)用中，一般的物料搬運(yùn)定位控制大多采用可編程序控制器PLC加定位模塊進(jìn)行定位控制，但是該方法結(jié)構(gòu)復(fù)雜，控制成本高。氣動(dòng)機(jī)械手由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制方便、定位準(zhǔn)確，可以實(shí)現(xiàn)搬運(yùn)貨物、分揀物品等，因此在自動(dòng)化生產(chǎn)線上得到了廣泛應(yīng)用。步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖轉(zhuǎn)換為角位移或直線運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行設(shè)備。在非超載的情況下，電機(jī)轉(zhuǎn)速和停止位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，因此步進(jìn)電機(jī)廣泛應(yīng)用于精密控制場(chǎng)合。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出了一種氣動(dòng)機(jī)械手搬運(yùn)物料精確定位控制系統(tǒng)，運(yùn)用PLC技術(shù)和步進(jìn)電機(jī)控制技術(shù)，控制氣動(dòng)機(jī)械手的旋轉(zhuǎn)和抓放動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)機(jī)械手搬運(yùn)物料的精確定位控制。該系統(tǒng)控制簡(jiǎn)單、操作方便、運(yùn)行可靠、定位準(zhǔn)確，使用效果良好。其方法、原理和技術(shù)可擴(kuò)展到機(jī)械、冶金、化工、電子、醫(yī)藥、食品加工、印刷、配送中心、港口等行業(yè)，具有廣闊的應(yīng)用前景。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是。

所述氣動(dòng)機(jī)械手搬運(yùn)物料精確定位控制系統(tǒng)主要由PLC控制模塊、機(jī)械手水平手臂、機(jī)械手垂直手臂、機(jī)械手氣動(dòng)手爪、機(jī)械手轉(zhuǎn)軸、步進(jìn)驅(qū)動(dòng)模塊、氣動(dòng)控制模塊等部件組成。PLC控制模塊包含磁性傳感器，主要完成機(jī)械手水平、垂直、夾緊限位檢測(cè)等。步進(jìn)驅(qū)動(dòng)模塊作為機(jī)械手旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置和定位裝置，氣動(dòng)機(jī)械手的左/右旋轉(zhuǎn)靠步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)。為了機(jī)械手精確定位需要，在機(jī)械手底座裝有電感傳感器作為機(jī)械手的基準(zhǔn)傳感器，確定機(jī)械手基準(zhǔn)和機(jī)械手反轉(zhuǎn)起始位置，并在機(jī)械手左/右旋轉(zhuǎn)的極限位置裝有限位開關(guān)。

所述控制系統(tǒng)選用S7200系列的CPU 226 CN作為控制器，它具有高速脈沖輸出(PTO)功能，可以驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動(dòng)。

所述控制系統(tǒng)選用三相混合式步進(jìn)電機(jī)57BYG350CL〔步距角為1.20)及細(xì)分型步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器3MD560作為氣動(dòng)機(jī)械手旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置和定位裝置。通過驅(qū)動(dòng)器設(shè)置細(xì)分精度最高可以達(dá)到10000個(gè)脈沖使步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)一圈。步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器3MD560細(xì)分設(shè)定由撥碼開關(guān)SWb,5W7,SW8設(shè)定，設(shè)置SW6=OFF,SW7=OFF,SW8=OFF，細(xì)分設(shè)置為10000步數(shù)/圈，即10000個(gè)脈沖電機(jī)轉(zhuǎn)一圈，每個(gè)脈沖步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)0.0360，以達(dá)到更精確的定位控制精度。

所述控制系統(tǒng)采用氣動(dòng)控制方式作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)。氣動(dòng)控制模塊主要由雙導(dǎo)桿氣缸、單桿氣缸、氣動(dòng)手爪、電感傳感器、磁性傳感器、電磁閥等組成。雙導(dǎo)桿氣缸控制機(jī)械手水平手臂伸出、縮回，由單電控二位五通電磁閥YV2控制。單桿氣缸控制機(jī)械手垂直手臂上升、下降，由單電控二位五通電磁閥YV3控制。氣動(dòng)手爪完成工件的抓取動(dòng)作，由雙電控二位五通電磁閥YV4、YV5控制，手爪夾緊時(shí)磁性傳感器輸出信號(hào)，磁性開關(guān)指示燈亮。電感傳感器檢測(cè)機(jī)械手左擺或右擺到位后，輸出信號(hào)。磁性傳感器用于氣缸的位置檢測(cè)，當(dāng)檢測(cè)到氣缸準(zhǔn)確到位后將給PLC發(fā)出一個(gè)到位信號(hào)。

本發(fā)明的有益效果是：該系統(tǒng)控制簡(jiǎn)單、操作方便、運(yùn)行可靠、定位準(zhǔn)確，使用效果良好。其方法、原理和技術(shù)可擴(kuò)展到機(jī)械、冶金、化工、電子、醫(yī)藥、食品加工、印刷、配送中心、港口等行業(yè)，具有廣闊的應(yīng)用前景。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。

圖1是本發(fā)明的機(jī)床控制系統(tǒng)示意圖。

圖2是本發(fā)明的磨削循環(huán)子程序結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

如圖1，氣動(dòng)機(jī)械手搬運(yùn)物料精確定位控制系統(tǒng)主要由PLC控制模塊、機(jī)械手水平手臂、機(jī)械手垂直手臂、機(jī)械手氣動(dòng)手爪、機(jī)械手轉(zhuǎn)軸、步進(jìn)驅(qū)動(dòng)模塊、氣動(dòng)控制模塊等部件組成。PLC控制模塊包含磁性傳感器，主要完成機(jī)械手水平、垂直、夾緊限位檢測(cè)等。步進(jìn)驅(qū)動(dòng)模塊作為機(jī)械手旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置和定位裝置，氣動(dòng)機(jī)械手的左/右旋轉(zhuǎn)靠步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)。為了機(jī)械手精確定位需要，在機(jī)械手底座裝有電感傳感器作為機(jī)械手的基準(zhǔn)傳感器，確定機(jī)械手基準(zhǔn)和機(jī)械手反轉(zhuǎn)起始位置，并在機(jī)械手左/右旋轉(zhuǎn)的極限位置裝有限位開關(guān)。

控制系統(tǒng)選用S7200系列的CPU 226 CN作為控制器，它具有高速脈沖輸出(PTO)功能，可以驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動(dòng)。

控制系統(tǒng)選用三相混合式步進(jìn)電機(jī)57BYG350CL〔步距角為1.20)及細(xì)分型步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器3MD560作為氣動(dòng)機(jī)械手旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置和定位裝置。通過驅(qū)動(dòng)器設(shè)置細(xì)分精度最高可以達(dá)到10000個(gè)脈沖使步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)一圈。步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器3MD560細(xì)分設(shè)定由撥碼開關(guān)SWb,5W7,SW8設(shè)定，設(shè)置SW6=OFF,SW7=OFF,SW8=OFF，細(xì)分設(shè)置為10000步數(shù)/圈，即10000個(gè)脈沖電機(jī)轉(zhuǎn)一圈，每個(gè)脈沖步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)0.0360，以達(dá)到更精確的定位控制精度。

如圖2，控制系統(tǒng)采用氣動(dòng)控制方式作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)。氣動(dòng)控制模塊主要由雙導(dǎo)桿氣缸、單桿氣缸、氣動(dòng)手爪、電感傳感器、磁性傳感器、電磁閥等組成。雙導(dǎo)桿氣缸控制機(jī)械手水平手臂伸出、縮回，由單電控二位五通電磁閥YV2控制。單桿氣缸控制機(jī)械手垂直手臂上升、下降，由單電控二位五通電磁閥YV3控制。氣動(dòng)手爪完成工件的抓取動(dòng)作，由雙電控二位五通電磁閥YV4、YV5控制，手爪夾緊時(shí)磁性傳感器輸出信號(hào)，磁性開關(guān)指示燈亮。電感傳感器檢測(cè)機(jī)械手左擺或右擺到位后，輸出信號(hào)。磁性傳感器用于氣缸的位置檢測(cè)，當(dāng)檢測(cè)到氣缸準(zhǔn)確到位后將給PLC發(fā)出一個(gè)到位信號(hào)。

氣動(dòng)控制模塊主要完成動(dòng)作：氣動(dòng)機(jī)械手水平手臂前伸，垂直手臂下降，氣動(dòng)手爪夾緊物料，垂直手臂上升，水平手臂縮回，機(jī)械手轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)到位，水平手臂前伸，垂直手臂下降，氣動(dòng)手爪松開將物料放到存料臺(tái)，機(jī)械手返回原位，等待下一個(gè)物料到達(dá)載物臺(tái)，然后重復(fù)上面的動(dòng)作。