CN1018055B - 自动打箔机的机械手装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种自动打箔机的机械手装置，属金属箔的自动锤击工艺设备。采用微机进行控制，代替人手夹持工件对金箔进行规定路线的锤击和翻转。本装置具有在XX′方向运动的上车和在YY′方向运动的下车，上车轨道固定在下车的顶部。工件夹具通过翻转机构固定在上车上。上车、下车和翻转机构分别由三个低速同步电机驱动。微机输出的各控制信号经缓冲器、功放电路，进入湿簧继电器选通电路，分别选通三个低速同步电机。

Description

本发明涉及一种微机控制的自动打箔机的机械手装置，属金属箔的锤击工艺设备。通过微机进行控制，代替人手夹持工件对金属箔进行规定路线的锤击和翻转。

在国内外的对金属箔的锤击设备中，工件的位置控制一般都是人工操作或用简单的机械进行，而对复杂的位置控制则只有人手直接操作。在金箔的锤击加工中，一层金薄片夹一层薄的坚牢纸，共一千余层叠制成为一个待加工的工件包。实际经验中总结出来的金箔锤击的规定路线就较复杂，并需进行翻转。现今我国虽有这方面的电磁打箔机，可不需手工锤击，但金箔锤击中工件包的位制控制还得用人手直接进行操作，所以效率低、金箔的质量不够高，并且和操作人员的技术水平有很大关系。

本发明的目的是使用微机控制的机械手装置代替人工操作，使工件包进行规定的复杂的平面运动，并且按规定进行翻转，用以提高金属箔的生产率和产品质量。

本发明的任务是如下方式完成的：一个能在YY′方向上运动的下车顶部安装一个能在XX′方向上运动的上车，XX′方向和YY′方向互相垂直。一个用以夹工件包的夹具经一翻转机构固定在上车上。下车、上车分别由二个低速同步电机驱动，二个低速同步电机的正、反转动分别使下车、上车正向、反向运动。翻转机构由另一低速同步电机驱动，能顺转180°或反转180°。

采用TP801型微机作为本发明机械手装置的中央控制单元。微机按预先编排好的指令在输入/输出接口定时给出控制信号。这些控制信号经缓冲器、功放电路后，控制湿簧继电器选通电路，使相应的低速同步电机转动，于是驱动相应的下车或上车进行规定方向的运动，或者使翻转机构进行规定方向的翻转。

本发明的机械手装置，待锤击加工前，用以夹持工件包的工作夹具的位置在锤外，锤头和底墩相接触。开始加工时，先控制提锤;机械手装置向锤头和底墩方向运动，进入锤击范围;同时寻找原点座标位置，原点确定后，锤击开始，工件夹具夹持工件包按规定的路线运动。一个面全部锤击完，又控制提锤，并把工件夹具拉出，进行翻转后，工件夹具又向锤头和底墩方向运动，进入锤击范围，重复上述过程。经过多次重复，直至金箔加工完成。

本发明的优点是本机械手装置能与国内现有的电磁打箔机配套，采用微机进行控制，代替人手夹持工件包进行规定的平面运动，又能使工件包按规定方向翻转180°，能满足金箔生产工艺要求，提高金箔的生产率和金箔产品的质量。

以下结合附图对发明作进一步描述：

图1是本发明的机械手装置的总控制框图。

图2是本发明的机械手装置的外形结构示意图。

图3是本发明的机械手装置的硬件结构框图。

图4是本发明的机械手装置的缓冲器和功放电路图。

图5是本发明的机械手装置的湿簧继电器选通电路图。

图6是本发明的机械手装置金箔锤击的规定路 线和顺序。

图7是本发明的机械手装置的主程序流程图。

参照图1，本发明的机械手装置采用微机[1]控制，由微机[1]、缓冲器[2]、功放电路[3]、湿簧继电器选通电路[4]、XX′低速同步电机[5]、YY′低速同步电机[6]、下车[8]、上车[9]、翻转机构[10]、翻转用θθ′低速同步电机[7]、工件夹具[11]、XX′位置开关[12]和YY′位置开关[13]等组成半闭环的机械手装置。下车[8]由XX′低速同步电机驱动，上车[9]由YY′低速同步电机驱动，而翻转机构[10]由翻转用θθ′低速同步电机[7]驱动。

参照图2，一个在YY′方向上运动的下车[8]上安装一个能在XX′方向上运动的上车[9]。下车[8]上安装的下部小轮[14]在下轨道[16]上运动。上车[9]上安装的上部小轮[15]在上轨道[17]上运动，上轨道[17]固定在下车[8]的顶部。工件夹具[11]经一翻转机构[10]固定在上车[9]上。图2中也示出了锤头[19]和底墩[18]。图2中下轨道[16]和上轨道[17]的端部都被折弯，可对下车[8]和上车[9]的运动范围进行限制。

参照图3，其中Z80-CPU、Z80-RAM、Z80-PIO、数据总线DB、控制总线CB、地址总线AB组成微机[1]。将Z80-PIO的B口设为输出方式，其中PB0、PB1、PB2、PB3、PB4、PB5输出六个控制信号，PB7输出要求锤击设备（例如电磁打箔机）提锤一段时间的控制信号，可使工件夹具[11]从锤头[19]和底墩[18]中拉出进行翻转（参阅图2）。

图3中Z80-PIO的A口设为位控方式，其中PA0、PA1输入位置开关[12]和[13]的信号，PA7输入起动开关[20]的信号。

参照图4，从微机[1]Z80-PIO的B口输出的各个信号需经由与非门[21]、[22]、[23]组成的缓冲器[2]才进入功放电路[3]。缓冲器[2]除缓冲保护的作用外，还有逻辑封锁的作用。因为微机[1]停止工作时，其Z80-PIO的B口输出为高阻状态，这对于与非门[22]来说相当于高电平，功放电路[3]就会发生误动作，所以要用一个与非门[21]对与非门[22]进行封锁。图4中示出，通过对与非门[22]输出信号的检测，使发光二极管[24]显示出工件夹具[11]的运动方向和是否要求提锤一段时间。图4中功放电路[3]共有六个：[3X]、[3X′]、[3Y]、[3Y′]、[3θ]、[3θ′]，完全相同，其中相应的继电器[25X]、[25X′]、[25Y]、[25Y′]、[25θ]、[25θ′]具有继电器触点开关[26X]、[26X′]、[26Y]、[26Y′]、[26θ]、[26θ′]。图中仅具体示出了功放电路[3]的[3X]和其中的继电器[25X]和其继电器触点开关[26X]。

参照图5，XX′低速同步电机[5]、YY′低速同步电机[6]、翻转用θθ′低速同步电机[7]分别由继电器触点[26X]、[26X′]、[26Y]、[26Y′]、[26θ]、[26θ′]之一选通。

参照图6，图中尺寸为200×200mm的正方形锤击平面[27]中采用直角座标制：两个互相垂直的座标轴X′X和Y′Y相交于原点o，区分正方形锤击平面[27]成四个象限，图中以Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ表示。图中位于原点o的阴影圆表示直径为50mm锤头[19]的截面图。锤击路线从原点o开始，o经a、经b、经c、经d、经e、经f、经g、回经a，最后回至o，完成一个半面（两个象限）的锤击。各路线a、d、e、b、c、f、g具均匀间隔S，其中路线d、e、b、c、f、g全长为12S。从原点o开始锤击完第一个半面（图6A，象限Ⅰ和Ⅱ）后，把锤击程序内XY座标进行变换：X转换成Y;Y转换成X′;X′转换成Y′;Y′转换成X，相当于座标轴旋转90°。这样工件夹具[11]的运动方向由原来X方向转换成Y方向;原来Y方向转换成X′方向;原来X′方向转换成Y′方向;原来Y′方向转换成X方向。应用同一锤击程序就又能进行第二个半面（图6B，象限Ⅱ和Ⅲ）的锤击。再经同样座标变换，应用同一锤击程序，又可进行第三个半面（图6C，象限Ⅲ和Ⅳ）的锤击。再经同样座标变换，还应用同一锤击程序，又进行第四个半面（图6D，象限Ⅳ和Ⅰ）的锤击。

以上每个半面的完全相同的规定的锤击路线和四个半面锤击的依次顺序（图6A、6B、6C、6D）都是金箔生产中实际经验的总结，能使金箔延伸快、均匀和不易粘在一起。

图7是本发明的机械手装置的主程序流程图。为完成上述正方形锤击平面[27]中四个半面的依次锤击顺序，本发明软件采用分支循环的方法，即在每个面打击前，赋值：D＝4，采用同一锤击程序，每锤击完半个面D值减1，再经同一座标变换，再进行下一半面的锤击等等。这样，D＝4、 D＝3、D＝2、D＝1就分别代表第一个半面（象限Ⅰ和Ⅱ）、第二个半面（象限Ⅱ和Ⅲ）、第三个半面（象限Ⅲ和Ⅳ）和第四个半面（象限Ⅳ和Ⅰ）。

完成四个半面的锤击后，要求把工件夹具[11]拉出进行翻转。在这图7主程序中，一开始赋值：C＝1，锤击完四个半面，工件夹具[11]拉出后，顺转180°（θ＝180°），C减1;锤击完四个半面，工件夹具再拉出，逆转180°（θ′＝180°），再C加1，又重复进行锤击。

在图7主程序中设有原始位置即原点o的检测和寻找。在微机[1]通过查询Z80-PIO的PA7准许向下执行后，首先使上车[9]带动工件夹具[11]向X′方向运动（如PA7＝1，则已提锤），参阅图2，当上车[9]碰触XX′位置开关[12]，表示XX′方向已复位，微机[1]立即发出停止运动的命令。如下车[8]同时碰触到YY′位置开关[13]，则表示YY′方向也已复位，否则命令下车[8]向Y方向和Y′方向运动，直到下车[8]碰触到YY′位置开关[13]。这样正方形锤击平面[27]和原点o与锤头[19]的中心重合，原始位置正确。

Claims (1)

1、一种微机控制的自动打箔机的机械手装置，用微机(1)进行控制，本发明的特征是：由微机(1)、缓冲器(2)、功放电路(3)、湿簧继电器选通电路(4)、XX′低速同步电机(5)、YY′低速同步电机(6)、下车(8)、上车(9)、翻转机构(10)、翻转用θθ′低速同步电机(7)、工件夹具(11)、XX′位置开关(12)和YY′位置开关(13)等组成半闭环的机械手装置；上车(9)的上轨道(17)固定在下车(8)的顶部；工件夹具(11)经翻转机构(10)固定在上车(9)上；微机(1)的PIO的B口与缓冲器(2)相连接；缓冲器(2)与功放电路(3)相连接；功放电路(3)与湿簧继电器选通电路(4)相连接；湿簧继电器选通电路(4)与驱动下车(8)用的XX′低速同步电机(5)相连接；湿簧继电器选通电路(4)又与驱动上车(9)用的YY′低速同步电机(6)相连接；湿簧继电器选通电路(4)又与使翻转机构(10)进行翻转的θθ′低速同步电机(7)相连接；上车(9)的上轨道(17)上安装XX′位置开关(12)；下车(8)的下轨道(16)上安装YY′位置开关(13)；XX′位置开关(12)、YY′位置开关(13)与微机(1)的PIO的A口相连接；缓冲器(2)的提锤信号输出端接向外部的电磁打箔机。

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