CN109352659A - 用于自动化生产线的冗余机械爪系统及其工作方法 - Google Patents

用于自动化生产线的冗余机械爪系统及其工作方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及机械生产领域，具体而言涉及一种冗余机械爪系统及其工作方法；本冗余机械爪系统包括：通过旋转装置转动的主机械手和副机械手，以及用于检测主机械手工作状态的检测装置；其中所述旋转装置和检测装置均与主控模块电性连接；在判断主机械手故障后，所述主控模块适于控制旋转装置转动，即将副机械手旋转到主机械手的工作位置，以代替主机械手工作；能够在主机械手故障时继续完成生产线的生产，不影响生产进度，提高生产效率实现全天候生产。

Description

用于自动化生产线的冗余机械爪系统及其工作方法
技术领域
本发明涉机械生产领域，具体而言涉及一种冗余机械爪系统及其工作方法。
背景技术
无人工厂又叫自动化工厂、全自动化工厂，是指全部生产活动由电子计算机进行控制，生产第一线配有机器人而无需配备工人的工厂。
“无人工厂”里安装有各种能够自动调换的加工工具。从加工部件到装配以至最后一道成品检查，都可在无人的情况下自动完成。但是如果某一机械手出现故障，此时可能造成无人工厂的停工；为此需要设计一种冗余机械爪系统。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于自动化生产线的冗余机械爪系统及其工作方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种冗余机械爪系统，包括：通过旋转装置转动的主机械手和副机械手，以及用于检测主机械手工作状态的检测装置；其中所述旋转装置和检测装置均与主控模块电性连接；在判断主机械手故障后，所述主控模块适于控制旋转装置转动，即将副机械手旋转到主机械手的工作位置，以代替主机械手工作。
进一步，所述检测装置包括安装在X轴驱动机构的第一限位开关、安装在Y轴驱动机构的第二限位开关和安装在Y轴旋转机构的第三限位开关；所述第一限位开关、第二限位开关和第三限位开关均位于各驱动机构的初始位置，并与主控模块电性连接；所述主机械手每完成一次搬移物体复位至初始状态，且触发第一限位开关、第二限位开关和第三限位开关；若主控模块无法获得任一限位开关的触发信号，则判定主机械手故障。
进一步，所述旋转装置包括工件平台和驱动组件；所述工件平台适于安装主机械手和副机械手；所述驱动组件适于旋转工件平台。
进一步，所述工件平台设有与主控模块电性连接的按键开关；触发按键开关发送复位信息给主控模块；所述主控模块根据复位信息控制旋转装置将已修复的主机械手回转至主机械手的工作位置。
进一步，所述驱动组件包括由动力机构驱动的旋转轴；所述动力机构与主控模块电性连接；所述旋转轴的一端连接动力机构，另一端连接工件平台；所述动力机构通过转动旋转轴以使工件平台转动。
进一步，所述主控模块还连接一服务器，且适于发送故障信息给服务器；服务器会将故障信息发送至工作人员的客户端。
又一方面，本发明还提供了一种冗余机械爪系统的工作方法，包括：在判断主机械手故障后，主控模块控制旋转装置转动，即将副机械手旋转到主机械手的工作位置，以代替主机械手工作。
进一步，所述检测装置包括安装在X轴驱动机构的第一限位开关、安装在Y轴驱动机构的第二限位开关和安装在Y轴旋转机构的第三限位开关；所述第一限位开关、第二限位开关和第三限位开关均位于各驱动机构的初始位置，并与主控模块电性连接；所述主机械手每完成一次搬移物体复位至初始状态，且触发第一限位开关、第二限位开关和第三限位开关；若主控模块无法获得任一限位开关的触发信号，则判定主机械手故障。
进一步，当主机械手旋转至副机械手的停放位置时，对主机械手进行修复；待主机械手正常工作后，触发按键开关发送复位信息给主控模块；主控模块根据复位信息发送控制信息给旋转装置；旋转装置根据控制信息将已修复的主机械手回旋至主机械手的工作位置。
本发明的有益效果是，本发明通过旋转装置将副机械手旋转到主机械手的工作位置，以代替主机械手工作；能够在主机械手故障时继续完成生产线的生产，不影响生产进度，提高生产效率实现全天候生产。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明冗余机械爪系统的结构图；
图2是本发明冗余机械爪系统的主机械爪结构图；
图中：1为旋转装置，101为工件平台；1011为按键开关；102为驱动组件；1021为旋转轴；1022为动力机构；
2为主机械手，201为第一限位开关，202为第二限位开关，203为第三限位开关；
3为副机械手。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
实施例1
图1是本发明冗余机械爪系统的结构图；
如图1所示，本发明提供了一种冗余机械爪系统，通过旋转装置1转动的主机械手2和副机械手3，以及用于检测主机械手工作状态的检测装置；其中所述旋转装置和检测装置均与主控模块电性连接；在判断主机械手故障后，所述主控模块适于控制旋转装置1转动，即将副机械手2旋转到主机械手3的工作位置，以代替主机械手2工作；通过旋转装置1将副机械手3旋转到主机械手2的工作位置实现主机械手2故障时无人工厂的正常生产。
在本实施例中，所述主控模块可以但不限于采用西门子或三菱的PLC模块。
图2是本发明冗余机械爪系统的主机械爪结构图；所述检测装置包括安装在X轴驱动机构的第一限位开关、安装在Y轴驱动机构的第二限位开关和安装在Y轴旋转机构的第三限位开关；所述第一限位开关、第二限位开关和第三限位开关均位于各驱动机构的初始位置，并与主控模块电性连接；所述X轴驱动机构沿F1方向做往返运动；所述Y轴驱动机构沿F2方向做往返运动；Y轴旋转机构沿F3方向做往返旋转运动；所述主机械手每完成一次搬移物体复位至初始状态，且触发第一限位开关、第二限位开关和第三限位开关；若主控模块无法获得任一限位开关的触发信号，则判定主机械手故障；通过第一限位开关201、第二限位开关202和第三限位开关203发送的状态信息反馈当前主机械手2的工作状态，从而实现对主机械手2的监测；通过对主机械手2的监测以识别主机械是正常工作还是故障状态。
在本实施例中，所述旋转装置1包括工件平台101和驱动组件102；所述工件平台101适于安装主机械手2和副机械手3；所述驱动组件102适于旋转工件平台101；通过驱动组件102驱动的工件平台101进而带动主机械手2和副机械手3转动，实现变换主机械手2和副机械手3所在位置的技术效果。
在本实施例中，所述工件平台101设有与主控模块电性连接的按键开关1011；触发按键开关1011发送复位信息给主控模块；所述主控模块根据复位信息控制旋转装置1将已修复的主机械手2回转至主机械手2的工作位置；在副机械手3工作时，修复主机械手2至正常工作状态，实现了对主机械手2维修的技术效果。
在本实施例中，所述驱动组件102包括由动力机构1022驱动的旋转轴1021；所述动力机构1022与主控模块电性连接；所述旋转轴1021的一端连接动力机构1022，另一端连接工件平台101；所述动力机构1022通过转动旋转轴1021以使工件平台101转动；通过动力机构1022驱动旋转轴1021进而驱动工件平台101。
可选的所述动力机构1022可以但不限于采用电机驱动。
在本实施例中，所述主控模块还连接一服务器，且适于发送故障信息给服务器；服务器会将故障信息发送至工作人员的客户端；通过服务器及时将故障信息发送至工作人员的客户端，工作人员根据故障信息检修机器。
综上所述，在本实施例中，旋转装置1适于接收主控模块发送的故障信息，以将副机械手3旋转到主机械手2的工作位置实现无人工厂的正常生产，实现全天候生成，提高生产效率。
另一方面，本发明还提供了一种冗余机械爪系统的工作方法，其包括：在判断主机械手故障后，主控模块控制旋转装置转动，即将副机械手旋转到主机械手的工作位置，以代替主机械手工作；旋转装置1根据故障信息将副机械手3旋转到主机械手2的工作位置，以实现将副机械手3旋转到主机械手2工作位置的技术效果。
在本实施例中，所述检测装置包括安装在X轴驱动机构的第一限位开关、安装在Y轴驱动机构的第二限位开关和安装在Y轴旋转机构的第三限位开关；所述第一限位开关、第二限位开关和第三限位开关均位于各驱动机构的初始位置，并与主控模块电性连接；所述主机械手每完成一次搬移物体复位至初始状态，且触发第一限位开关、第二限位开关和第三限位开关；若主控模块无法获得任一限位开关的触发信号，则判定主机械手故障；通过主控模块对状态信息的处理以区分主机械手2正常工作还是处于故障状态。
在本实施例中，当主机械手2旋转至副机械手3的停放位置时，对主机械手2进行修复；待主机械手2正常工作后，触发按键开关1011发送复位信息给主控模块；主控模块根据复位信息发送控制信息给旋转装置1；旋转装置1根据控制信息将已修复的主机械手2回旋至主机械手2的工作位置；，主控模块根据按键开关1011所发送复位信息将主机械手2回旋至主机械手2的工作位置，以使主机械手2继续工作。
综上所述，在本实施例中，旋转装置1根据故障信息将副机械手3旋转到主机械手2的工作位置，以代替主机械手2工作。实现了主机械手2故障后，采用副机械代替主机械手2的技术效果。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (9)

1.一种冗余机械爪系统，其特征在于，包括：通过旋转装置转动的主机械手和副机械手，以及用于检测主机械手工作状态的检测装置；其中
所述旋转装置和检测装置均与主控模块电性连接；
在判断主机械手故障后，所述主控模块适于控制旋转装置转动，即
将副机械手旋转到主机械手的工作位置，以代替主机械手工作。
2.根据权利要求1所述的冗余机械爪系统，其特征在于，
所述检测装置包括安装在X轴驱动机构的第一限位开关、安装在Y轴驱动机构的第二限位开关和安装在Y轴旋转机构的第三限位开关；
所述第一限位开关、第二限位开关和第三限位开关均位于各驱动机构的初始位置，并与主控模块电性连接；
所述主机械手每完成一次搬移物体复位至初始状态，且触发第一限位开关、第二限位开关和第三限位开关；
若主控模块无法获得任一限位开关的触发信号，则判定主机械手故障。
3.根据权利要求1所述的冗余机械爪系统，其特征在于，
所述旋转装置包括工件平台和驱动组件；
所述工件平台适于安装主机械手和副机械手；
所述驱动组件适于旋转工件平台。
4.根据权利要求3所述的冗余机械爪系统，其特征在于，
所述工件平台设有与主控模块电性连接的按键开关；
触发按键开关发送复位信息给主控模块；
所述主控模块根据复位信息控制旋转装置将已修复的主机械手回转至主机械手的工作位置。
5.根据权利要求3所述的冗余机械爪系统，其特征在于，
所述驱动组件包括由动力机构驱动的旋转轴；
所述动力机构与主控模块电性连接；
所述旋转轴的一端连接动力机构，另一端连接工件平台；
所述动力机构通过转动旋转轴以使工件平台转动。
6.根据权利要求1所述的冗余机械爪系统，其特征在于，
所述主控模块还连接一服务器，且适于发送故障信息给服务器；
服务器会将故障信息发送至工作人员的客户端。
7.一种冗余机械爪系统的工作方法，其特征在于，包括：
在判断主机械手故障后，主控模块控制旋转装置转动，即
将副机械手旋转到主机械手的工作位置，以代替主机械手工作。
8.根据权利要求7所述的工作方法，器特征在于，
所述检测装置包括安装在X轴驱动机构的第一限位开关、安装在Y轴驱动机构的第二限位开关和安装在Y轴旋转机构的第三限位开关；
所述第一限位开关、第二限位开关和第三限位开关均位于各驱动机构的初始位置，并与主控模块电性连接；
所述主机械手每完成一次搬移物体复位至初始状态，且触发第一限位开关、第二限位开关和第三限位开关；
若主控模块无法获得任一限位开关的触发信号，则判定主机械手故障。
9.根据权利要求8所述的工作方法，其特征在于，
当主机械手旋转至副机械手的停放位置时，对主机械手进行修复；
待主机械手正常工作后，触发按键开关送复位信息给主控模块；
主控模块根据复位信息发送控制信息给旋转装置；
旋转装置根据控制信息将已修复的主机械手回转至主机械手的工作位置。
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