CN102848387A - 一种搬运机械手系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种搬运机械手系统，包括由依次相连的旋转气缸、伸缩气缸、升降气缸和夹放气缸这四个气缸组成，夹放气缸带有手爪，所述四个气缸由相应的电磁阀控制，所述旋转气缸、伸缩气缸和夹放气缸这四个气缸分别由三个两位五通双电磁阀控制，升降气缸由一个两位三通单电磁阀控制。本发明的搬运机械手系统的结构使机械手拥有几乎很大的操作空间和高度的运动冗余性，并同时具有移动和操作功能，使它优于传统的机械手，在危险作业，制造业、服务业等行业具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及机械领域，具体的涉及一种搬运机械手系统。
背景技术
机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备。机械手是机器人的一个重要分支。它的特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现了人的智能和适应性。机械手作业的准确性和各种环境中完成作业的能力，在国民经济各领域有着广阔的发展前景。
机械手是一种能自动化定位控制并可重新编制程序以变动的多功能机器，它有多个自由度，可用来搬运物体以完成在各个不同环境中工作。
可编程控制器即PLC是在计算机技术、通信技术和继电器控制技术的发展基础上开发出来的，现已广泛应用于工业控制的各个领域。它以微处理器为核心，用编写的程序进行逻辑控制、定时、计数和算术运算等，并通过数字量和模拟量的输入输出来控制设备或生产过程。
搬运机械手在危险作业，制造业、服务业等行业具有广阔的应用前景。但由于结构复杂、强耦合、非线性、非完整性等问题的存在，都使得对搬运机械手的研究具有相当的挑战性。近年来，对搬运机械手的控制策略、运动规划等方面的研究已越来越受到国内外的重视，并已经取得了一些很有价值的研究成果。我国在这方面起步较晚，研究多集中在理论方面。因此，设计制造一个实际的搬运机械手平台，无论在理论上还是实践上都是非常有意义的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种搬运机械手系统。
为了解决上述技术问题，实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种搬运机械手系统，包括由依次相连的旋转气缸、伸缩气缸、升降气缸和夹放气缸这四个气缸组成，夹放气缸带有手爪，所述四个气缸由相应的电磁阀控制，所述旋转气缸、伸缩气缸和夹放气缸这四个气缸分别由三个两位五通双电磁阀控制，升降气缸由一个两位三通单电磁阀控制。
优选的，所述伸缩气缸和升降气缸分别由双线圈两位电磁阀控制。
优选的，所述搬运机械手系统以PLC进行电气电路的控制。
本发明具有以下优点：本发明的搬运机械手系统的结构使机械手拥有几乎很大的操作空间和高度的运动冗余性，并同时具有移动和操作功能，使它优于传统的机械手，在危险作业，制造业、服务业等行业具有广阔的应用前景。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
图1为本发明的搬运机械手系统的结构示意图。
图中标号说明：1.旋转气缸，2.伸缩气缸，3.升降气缸，4.夹放气缸，5.左工作台，6.右工作台。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的技术实施过程做进一步说明。
结合图1所示，本发明的搬运机械手系统，由旋转气缸1、伸缩气缸2、升降气缸3、夹放气缸4四个气缸组成，所述四个气缸又由相应的电磁阀控制。其中，可左右旋转的旋转气缸1、可伸出缩回的伸缩气缸2、可夹紧放松的夹放气缸4分别由三个两位五通双电磁阀控制，可上升下降的升降气缸3由一个两位三通单电磁阀控制。搬运机械手的任务是把左工作台5上的工件搬到右工作台6上，其中，伸缩气缸2和升降气缸3分别由双线圈两位电磁阀控制。
下降电磁阀通电时，机械手下降；下降电磁阀断电时，机械手下降停止。只有上升电磁阀通电时，机械手才上升；上升电磁阀断电时，机械手上升停止。同样，伸缩气缸2分别由左移电磁阀和右移电磁阀控制。机械手的夹放气缸4由一个单线圈(称为夹紧电磁阀)控制（该线圈通电，机械手夹紧；该线圈断电，机械手放松）。
搬运机械手系统配套以日本三菱FX2N-48MR PLC进行控制。从控制方式上看，电器控制硬接线，逻辑一旦确定，要改变逻辑或增加功能很是困难；而plc软接线，只需改变控制程序就可轻易改变逻辑或增加功能；从工作方式上看，电器控制并行工作，而plc串行工作，不受制约；从控制速度上看，电器控制速度慢，触点易抖动；而plc通过半导体来控制，速度很快，无触点，故而无抖动之说；从可靠、维护看：电器控制触点多，会产生机械磨损和电弧烧伤，接线也多，可靠、维护性能差；plc无触点，寿命长，且有自我诊断功能，对程序执行的监控功能，现场调试和维护方便。
具体动作状态及操作方式如下：
1.初始状态，机械手在左缩进位，即手爪张开、小臂在缩回位、大臂在缩回位、大臂在左旋位。
2.实现复位、半自动两种工作模式，且该两种模式要实现互锁。
复位模式：把辅助继电器清零，并把机械手恢复到初始位；
半自动模式：每按一次启动按钮执行一个搬运循环。
3.复位模式下，按下复位按钮，机械手按照手爪张开、小臂在缩回、大臂在缩回、大臂右旋的顺序进行复位。
4.半自动模式下启动按钮按下,机械手按指令动作顺序进行工作。
5.机械手在原点且在半自动模式下开始指示灯闪烁。
6.在复位模式下机械手如未在原点复位指示灯闪烁。
7.半自动模式自动、复位模式指示灯亮，复位模式自动、复位模式指示灯灭。
上述实施例只是为了说明本发明的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡是根据本发明内容的实质所作出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (3)
1. 一种搬运机械手系统，其特征在于，包括由依次相连的旋转气缸（1）、伸缩气缸（2）、升降气缸（3）和夹放气缸（4）这四个气缸组成，夹放气缸带有手爪，所述四个气缸由相应的电磁阀控制，所述旋转气缸（1）、伸缩气缸（2）和夹放气缸（3）这四个气缸分别由三个两位五通双电磁阀控制，升降气缸由一个两位三通单电磁阀控制。
2. 根据权利要求1所述的搬运机械手系统，其特征在于，所述伸缩气缸（2）和升降气缸（3）分别由双线圈两位电磁阀控制。
3. 根据权利要求1所述的搬运机械手系统，其特征在于，所述搬运机械手系统以PLC进行电气电路的控制。
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