CN109911603B - 一种单片机控制机械手臂抓取块状轻薄废钢料的装置 - Google Patents

Abstract

一种单片机控制机械手臂抓取块状轻薄废钢料的装置，包括天车、滚筒式输送机、电机减速机构、开关电源、光电开关，还具有左活动夹头、右固定夹头、滑动杆、控制电路、计时电路、外螺纹丝杆、配重块，光电开关安装在输送机支撑架开孔内，左活动夹头、右固定夹头、滑动杆、外螺纹丝杆、配重块、电机减速机构安装在一起，并和天车小车移动起重杆的下端中部连接在一起，开关电源、计时电路、控制电路安装在元件盒内，并和电机减速机构经导线连接。本发明不需要专用操作工人对夹取废料的夹头进行操作，也不需要天车操作人员全程操作，夹取块状废料、到放料区域放料实现全程自动化操作，节约了生产方人工支出，并减少了工人操作风险和劳动强度。

Description

一种单片机控制机械手臂抓取块状轻薄废钢料的装置

技术领域

本发明涉及自动化设备领域，特别是一种单片机控制机械手臂抓取块状轻薄废钢料的装置。

背景技术

在废金属回收及应用行业中，为了保证运输和后续生产的使用，需要把片状、罐状、盆状等等外形的轻薄金属废料用冲压压块设备压成实心方形(轻薄金属废料体积大、重量轻，不利于车辆运输，也不利于后续生产，所以行业中无论是回收运输还是生产，都需要将轻薄金属料加工成实心方形)；这样，块状压实轻薄金属废料运输中，相对占有车辆的车厢空间减小，利于车辆运输更多的废料，在后续废金属加工厂加工中，块状压实的废料进行融化时，占有熔炉的空间也相对减小，利于生产效率的提高。

在轻薄废金属料用冲压压块设备压成实心方形工序中，工人将废轻薄料用工具放入压块设备的下部方形凹槽内，然后操作设备的压头由高至低落下，在重力作用下，将轻薄金属废料压紧压实，接着工作人员操作压块设备的推料装置将压成块状的实心金属废料，推入滚筒式输送机的输送辊上端，转动的输送辊将废料由输送机的前端运输到末端，进而，压好的块状金属废料循环落在输送机的末端地面上(一般情况下，前一个金属块和第二个金属块之间的加工时间、间隔在5分钟左右)，并逐渐形成金属料堆；所有轻薄料加工完后，需要运输时，后续操作工人通过天车等将块状金属废料装入车厢内，进而就可将废料运输到点，经加工车间熔炉进行熔化。

实际压块生产中，为了方便工人采用工具加入废轻薄料，因此冲压压块设备的方形凹槽和推料装置高度都很低，为了把块状废料平行顺利推入滚筒式输送机的输送辊上，滚筒式输送机的前端高度也很低(为了保证输送中块状废料能在输送辊上顺利由前至后运行，滚筒式输送机的后端高度也不能过高，以免块状废料因后端高度过高，无法朝后运行)，这样，压好的块状金属废料循环落在输送机的末端地面上，形成的金属料堆较短时间内就会堆高，进而将输送机的末端周围包围并且高度逐渐和输送辊上端持平，甚至高度高于输送辊上端，也就是说会对后续的块状废料继续从输送机的末端落到地面上造成阻碍，以致于后续输送辊上废料越来越多造成输送机无法正常工作。因此，为了保证生产进度，实际工作时，输送机的末端周围块状废料堆积多后，需要工人用天车、夹具等将块状废料提高转运放在生产区域的其余地方(一般是输送机的侧端)，天车等吊装废料到放料区域上端后，将废料落在地面上，在和输送机有一定距离的区域侧端形成金属堆，以免对正常生产带来影响。

在把块状金属废料由输送机末端地面吊装到放料区域上端过程中，天车等需要专人全程控制，天车下端夹取废料的夹头需要专有操作工人进行操作(把夹头两端分别卡在废料的两侧端)，因此，会给生产方带来多余的人工费用支出，也会加重生产工人的劳动强度，且频繁接触块状金属料、夹取工具，还会给工人带来一定的安全风险。

发明内容

为了克服现有技术中，用冲压压块设备加工轻薄废金属料后，对块状金属废料进行堆料中存在的弊端，本发明提供了生产中不需要专用操作工人对夹取废料的夹头进行操作，也不需要天车操作人员全程操作，夹取块状废料到放料区域放料实现全程自动化操作，由此达到节约了生产方人工支出，并减少了工人操作风险和劳动强度的一种单片机控制机械手臂抓取块状轻薄废钢料的装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种单片机控制机械手臂抓取块状轻薄废钢料的装置，包括天车、滚筒式输送机、电机减速机构、开关电源、光电开关，天车的小车移动起重杆下端中部有法兰盘，其特征在于还具有左活动夹头、右固定夹头、滑动杆、控制电路、计时电路、外螺纹丝杆、配重块，滚筒式输送机的末端上部安装有挡板，挡板的中部有一个开孔，开孔后侧端安装有一只支撑架，支撑架后侧中部有个开孔，光电开关安装在支撑架开孔内，光电开关的前端探测头位于挡板中部开孔内，左活动夹头是型，右固定夹头是/>型，在左活动夹头的右端上部有轴孔，左活动夹头的右端中部有具有内螺纹的轴孔，在右固定夹头的左端上部有固定孔，右固定夹头的左端中部有轴孔，右固定夹头的轴孔内安装有轴承，外螺纹丝杆的最右侧端和电机减速机构的动力输出轴左端连接在一起，丝杆的右端套在轴承的内圈内，电机减速机构的壳体左端安装在右固定夹头的左端外侧中部，丝杆的左端外螺纹旋入左活动夹头右端中部轴孔的内螺纹内，配重块的中部横向具有一个通孔，配重块的右侧端安装在左活动夹头的右外侧端中部，丝杆的左端位于配重块中部通孔内，固定管的下端安装在滑动杆右端上部，滑动杆的右端安装在右固定夹头的左端上部固定孔内，滑动杆的左端套在左活动夹头的右端上部轴孔内，固定管的上端和天车小车移动起重杆的下端中部连接在一起，开关电源、计时电路、控制电路安装在电路板上，电路板安装在元件盒内，开关电源的电源输入端和220V交流电源两极分别经导线连接，开关电源的电源输出两端分别和光电开关、计时电路的电源输入两端经导线连接，光电开关信号输出端和计时电路信号输入端经导线连接，计时电路电源输出端和控制电路正极电源输入端经导线连接，开关电源的负极电源输出端和控制电路负极电源输入端经导线连接，三相380V电源三根相线和控制电路的六个控制电源输入端分别经导线连接，控制电路的第一路电源输出端三个接线端、第三路电源输出端三个接线端和天车的小车动力输出箱升降电机电源输入端分别经导线连接，控制电路的第二路电源输出端三个接线端、第五路电源输出端三个接线端和电机减速机构的电源输入端分别经导线连接，控制电路的第四路电源输出端三个接线端、第六路电源输出端三个接线端和天车的横移电机减速机构电源输入端分别经导线连接。

所述控制电路的第一路电源输出端三个接线端、第三路电源输出端三个接线端和天车的小车动力输出箱升降电机电源输入端连接的导线极性相反，控制电路的第二路电源输出端三个接线端、第五路电源输出端三个接线端和电机减速机构的电机电源输入端连接的导线极性相反，控制电路的第四路电源输出端三个接线端、第六路电源输出端三个接线端和天车横移电机减速机构的电机电源输入端连接的导线极性相反。

所述电机减速机构是三相异步电动齿轮减速器。

所述开关电源是交流220V转直流开关电源模块。

所述光电开关是红外线感应光电开关，光电开关还配套有一只继电器，其间经导线连接，继电器安装在元件盒内的电路板上，红外线感应光电开关的正极电源输出端3脚和继电器正极电源输入端经导线连接，红外线感应光电开关的正极电源输入端1脚和继电器控制电源输入端经导线连接，红外线感应光电开关的负极电源输入端2脚和继电器负极电源输入端经导线连接。

所述左活动夹头、右固定夹头高度一致，左活动夹头加上配装块的重量和右固定夹头加上电机减速机构重量一致。

所述左活动夹头右端上部横向分布的轴孔其内径大于滑动杆的外径。

所述滑动杆的横向长度和丝杆位于轴承内圈到丝杆左部长度一致，滑动杆的横向长度及丝杆位于轴承内圈到丝杆左部长度比左活动夹头、右固定夹头接触后下部之间形成的长度长，丝杆的外径小于配重块中部通孔内径。

所述控制电路包括单片机、晶振、电解电容、电阻、PNP三极管、继电器、二极管，其间经电路板布线连接，单片机型号是AT89C2051—24PI，单片机的复位端1脚和电阻一端连接，单片机的外接晶振端4脚、5脚分别和晶振两端连接，单片机的负极电源输入端10脚和电阻另一端、电解电容负极、十二只继电器负极电源输入端连接，单片机的正极电源输入端20脚和电解电容正极、六只PNP三极管发射极、其中六只继电器控制电源输入端连接，六只PNP三极管集电极分别和其中六只继电器正极电源输入端连接，其中六只继电器电源输出端分别和另外六只继电器正极电源输入端连接，单片机的六个输出端19、18、17、16、15、14脚分别和六只PNP三极管基极连接，二极管正极和单片机20脚连接，二极管负极和六只PNP三极管发射极连接。

所述计时电路是时间控制器模块，时间控制器模块的负极电源输入端2脚和负极触发信号输入端4脚连接。

本发明有益效果是：本发明利用现有成熟的单片机技术进行自动控制，工作中，工人将废轻薄料用工具放入压块设备的下部方形凹槽内，然后操作设备的压头由高至低落下，在重力作用下，将轻薄金属废料压紧压实，接着工作人员操作压块设备的推料装置将压成块状的实心金属废料，推入滚筒式输送机的输送辊上端，转动的输送辊将块状废料由输送机的前端运输到末端，接触到挡板后，在光电开关、计时电路等作用下，控制电路会在一段时间内，分别控制电机减速机构带动左活动夹头左右运动、夹取块状废料或放开块状金属废料，还能控制天车的小车左右运动，控制天车的小车动力输出箱方形齿板移动起重杆上下运动，经过上述，能自动实现将冲压好的块状金属薄料堆放在滚筒式输送机的侧端，在和输送机有一定距离的区域侧端形成金属堆，以免对正常生产带来影响。本发明生产中不需要专用操作工人对夹取废料的夹头进行操作，也不需要天车操作人员全程操作，夹取块状废料、到放料区域放料实现全程自动化操作，由此达到节约了生产方人工支出，并减少了工人操作风险和劳动强度的目的。基于上述，所以本发明具有好的应用前景。

附图说明

以下结合附图和实施例将本发明做进一步说明。

图1是本发明结构示意图。

图2是本发明光电开关部分和输送机、一个块状金属废料之间的结构示意图。

图3是本发明右固定夹头上部右视结构示意图。

图4是本发明电路图。

具体实施方式

图1、2、3中所示，一种单片机控制机械手臂抓取块状轻薄废钢料的装置，包括天车、滚筒式输送机1、电机减速机构2、开关电源3、光电开关4，天车左右两端下部的行走机构可在生产车间左右两端上部纵向分布的轨道上前后运动，天车的小车可以经横移电机减速机构沿天车横向分布的滑轨左右运动，天车的小车中部具有一根可上下运动的方形齿板移动起重杆5，天车的小车动力输出箱其动力输出齿轮能作用于移动起重杆5的方形齿板，使移动起重杆5上下运动起吊货物，移动起重杆5的下端中部安装有一个法兰盘(移动起重杆5的下端中部原来安装的吊钩取下不用)，还具有左活动夹头6、右固定夹头7、滑动杆8、控制电路9、计时电路10、外螺纹丝杆11、配重块12，滚筒式输送机1的末端上部横向焊接有一只挡板13，挡板13的高度高于金属废料冲压压块设备加工好的块状金属废料14高度，挡板13的中部有一个开孔131，开孔131后侧端焊接有一只型支撑架132，支撑架132后侧中部有个开孔，光电开关4通过自身壳体外侧外螺纹和两只螺母安装在支撑架132开孔内，光电开关4的前端探测头位于挡板中部开孔131内，加工好金属块14接触挡板13前端后不会接触到探测头，滚筒式输送机1的前端位于冲压压块设备推料装置末端并且位置持平，左活动夹头6是/>型，右固定夹头7是/>型，在左活动夹头6的右端上部横向分布有一个开孔作为轴孔61，左活动夹头6的右端中部横向分布有一个具有内螺纹的轴孔62，在右固定夹头7的左端上部横向分布有一个固定孔71，右固定夹头7的左端中部横向分布有一个开孔作为轴孔72，右固定夹头的轴孔72内安装有一只轴承，外螺纹丝杆11的最右侧端法兰盘和电机减速机构2的动力输出轴左端法兰盘通过螺杆螺母连接在一起，丝杆11的右端套在轴承的内圈内，电机减速机构2的壳体左端通过螺杆螺母安装在右固定夹头7的左端外侧中部，丝杆11的左端外螺纹旋入左活动夹头右端中部轴孔62的内螺纹内，配重块12的中部横向具有一个通孔121，配重块12的右侧端焊接在左活动夹头6的右外侧端中部，丝杆11的左端位于配重块12中部通孔内，丝杆11的最左侧端焊接有一只限位圆形板122，一根固定管15的下端焊接在滑动杆8右端上部，固定管15下端位于左活动夹头6、右固定夹头7上端内侧之间，滑动杆8的右端焊接在右固定夹头的左端上部固定孔71内，滑动杆8的左端套在左活动夹头的右端上部轴孔61内，滑动杆8的最左侧端焊接有另一只限位圆形板81，固定管15的上端法兰盘和天车小车移动起重杆5的下端中部法兰盘通过螺杆螺母连接在一起，开关电源3、计时电路10、控制电路9安装在电路板上，电路板安装在元件盒16内，元件盒16安装在天车的设备箱内。

图1、3中所示，左活动夹头6、右固定夹头7高度一致，左活动夹头6加上配装块12的重量和右固定夹头7加上电机减速机构2重量一致。左活动夹头6右端上部横向分布的轴孔其内径大于滑动杆8的外径0.5mm(滑动杆8的外侧抹上润滑油，利于左活动夹头6运动)，左活动夹头6能经右端上部轴孔61沿滑动杆8左右运动。滑动杆8的横向长度和丝杆位于轴承内圈到丝杆11左部长度一致，滑动杆8的横向长度及丝杆11位于轴承内圈到丝杆11左部长度比左活动夹头6、右固定夹头7接触后下部之间形成的长度长，丝杆11的外径小于配重块中部通孔121内径，左活动夹头6向左、向右运动时会带动配重块12向左、向右运动，配装块12不和丝杆11发生接触。

图4中所示，电机减速机构M2是三相异步电动齿轮减速器成品，品牌是川铭，型号是GH-380V，功率是2KW。开关电源U1是品牌明纬的交流220V转6V直流开关电源模块成品，具有两个电源输入端1及2脚、两个电源输出端3及4脚，输出功率是200W。光电开关U2是品牌沪工M18、型号E3F-DS30C4的红外线感应光电开关成品，光电开关U2还配套有一只继电器K13，其间经导线连接，继电器K13安装在元件盒内的电路板上，红外线感应光电开关成品U2壳体前部自身具有一体化红外发射及接收光电管探测头，探测头正前端有物品阻挡时，高电平输出接线端3脚会输出高电平，红外线感应光电开关成品U2的正极电源输出端3脚和继电器K13正极电源输入端经导线连接，红外线感应光电开关成品U2的正极电源输入端1脚(VCC)和继电器K13控制电源输入端经导线连接，红外线感应光电开关成品U2的负极电源输入端2脚(GND)和继电器K13负极电源输入端经导线连接，在红外线感应光电开关成品U2壳体的后部有一个调节旋钮，调节旋钮向左调节时，探测距离变近，调节旋钮向右调节时，探测距离变远，本发明调节后最远探测距离4cm左右可满足需要，有块状金属废料刚接触挡板时，红外线感应光电开关成品U2的3脚输出高电平。控制电路包括单片机U4，晶振BX，电解电容C，电阻R，PNP三极管Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6，继电器K1、K2、K3、K4、K5、K6、K7、K8、K9、K10、K11、K12，二极管VD；其间经电路板布线连接，单片机U4型号是AT89C2051—24PI；单片机U4的复位端1脚和电阻R一端连接；单片机U4的外接晶振端4脚、5脚分别和晶振BX两端连接；单片机U4的负极电源输入端10脚和电阻R另一端，电解电容C负极，十二只继电器K1、K2、K3、K4、K5、K6、K7、K8、K9、K10、K11、K12负极电源输入端连接；单片机U4的正极电源输入端20脚和电解电容C正极，六只PNP三极管Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6发射极，其中六只继电器K1、K2、K3、K4、K5、K6控制电源输入端连接；六只PNP三极管Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6集电极分别和其中六只继电器K1、K2、K3、K4、K5、K6正极电源输入端连接；其中六只继电器K1、K2、K3、K4、K5、K6电源输出端分别和另外六只继电器K7、K8、K9、K10、K11、K12正极电源输入端连接；单片机U4的六个输出端19、18、17、16、15、14脚分别和六只PNP三极管Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6基极连接；二极管VD正极和单片机20脚连接；二极管VD负极和六只PNP三极管Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6发射极连接。计时电路U3是时间控制器模块成品，时间控制器模块成品U3型号是CHENGX，时间控制器模块成品U3具有一只数码LED管，还具有两个电源输入端1及2脚、两个触发信号输入端3及4脚、一只设置按键5脚、一只急停按键6脚、一只时间加按键7脚、一只时间减按键8脚、一个电源输出端9脚，时间控制器模块成品U3的正负两极电源输入端得电后，操作者按下设置按键后，通过数码管的数字显示，分别操作时间加按键、时间减按键，可以设定在需要的时间段9脚输出正极电源，设定的时间段过后，9脚停止输出电源，时间控制器模块成品U3设置好时间后，只要不进行下一次设置，其内部的设置数据断电后也不会变化，时间设置好、两个触发信号输入端3及4脚输入触发电源信号后，时间控制器模块成品U3进行设定的时间计时，时间控制器模块成品U3的负极电源输入端2脚和负极触发信号输入端4脚连接。

图4中所示，开关电源U1的电源输入端1及2脚和220V交流电源两极(380V三相四线电源的其中一根相线和零线)分别经导线连接；开关电源U1的电源输出两端3及4脚分别和光电开关U2电源输入两端1及2脚(VCC及GND)、计时电路U3的电源输入两端1及2脚经导线连接；光电开关信号输出端继电器K13常开触点端和计时电路U3正极信号输入端3脚经导线连接；计时电路U3电源输出端9脚和控制电路正极电源输入端二极管VD正极经导线连接；开关电源U1的负极电源输出端4脚和控制电路负极电源输入端电解电容C的负极经导线连接；三相380V电源三根相线和控制电路的继电器K7、K8、K9、K10、K11、K12三个控制电源输入端分别经导线连接；控制电路的第一路电源输出端三个接线端继电器K7三个常开触点端、第三路电源输出端三个接线端继电器K9三个常开触点端和天车的小车动力输出箱升降电机M3电源输入端分别经导线连接；控制电路的第二路电源输出端三个接线端继电器K8三个常开触点端、第五路电源输出端三个接线端继电器K11三个常开触点端和电机减速机构M2的电源输入端分别经导线连接；控制电路的第四路电源输出端三个接线端继电器K10三个常开触点端、第六路电源输出端三个接线端继电器K12三个常开触点端和天车的横移电机减速机构M1电源输入端分别经导线连接。控制电路的第一路电源输出端三个接线端继电器K7三个常开触点端、第三路电源输出端三个接线端继电器K9三个常开触点端和天车的小车动力输出箱升降电机M3电源输入端连接的导线极性相反；第一路电源输出端三个接线端继电器K7三个常开触点端分别和天车的小车动力输出箱升降电机M3第一、第二、第三相线接线端连接，第三路电源输出端三个接线端继电器K9三个常开触点端分别和天车的小车动力输出箱升降电机M3第三、第二、第一相线接线端连接；控制电路的第二路电源输出端三个接线端继电器K8三个常开触点端、第五路电源输出端三个接线端继电器K11三个常开触点端和电机减速机构M2的电机电源输入端连接的导线极性相反，第二路电源输出端三个接线端继电器K8三个常开触点端和电机减速机构M2的电机第一、第二、第三相线接线端连接，第五路电源输出端三个接线端继电器K11三个常开触点端和电机减速机构M2的电机第三、第二、第一相线接线端连接；控制电路的第四路电源输出端三个接线端继电器K10三个常开触点端、第六路电源输出端三个接线端继电器K12三个常开触点端和天车横移电机减速机构M1的电机电源输入端连接的导线极性相反，第四路电源输出端三个接线端继电器K10三个常开触点端和天车横移电机减速机构M1的电机第一、第二、第三相线接线端连接，第六路电源输出端三个接线端继电器K12三个常开触点端和天车横移电机减速机构M1的电机第三、第二、第一相线接线端连接。

图2、4中所示，220V交流电源进入开关电源U1的电源输入端1及2脚后，开关电源U1在其内部电路作用下，其3及4脚会输出稳定的6V直流电源进入光电开关U2、计时电路U3的电源输入两端，于是，光电开关U2、计时电路U3处于得电待机状态。光电开关U2、计时电路U3中：使用时，当工人将废轻薄料用工具放入压块设备的下部方形凹槽内，然后操作设备的压头由高至低落下，在重力作用下，将轻薄金属废料压紧压实，接着工作人员操作压块设备的推料装置将压成块状的实心金属废料14，推入滚筒式输送机1的输送辊1-1上端，转动的输送辊1-1将块状废料14由输送机1的前端运输到末端，接触到挡板13后，块状废料14和挡板13刚接触时，光电开关U2的探测头正前端被废料阻挡后，在内部电路作用下，其3脚会输出高电平，高电平进入继电器K13正极电源输入端(继电器K13负极和开关电源U1的4脚相通)，于是，继电器K13得电吸合其控制电源输入端和常开触点端闭合；由于，此时计时电路U3处于得电工作状态，计时电路U3的负极触发信号输入端4脚和开关电源U1的4脚相通，继电器K13常开触点端和计时电路U3的正极触发信号输入端3脚连接(继电器K13控制电源输入端和开关电源U1的3脚相通)，所以，此时计时电路U3会被输入正负两极触发信号，在其内部电路作用下，计时电路U3的9脚会输出4分钟正极电源进入控制电路正极电源输入端，控制电路处于得电工作状态(控制电路负极电源输入端和开关电源U1的4脚相通)。

图1、2、3、4中所示，控制电路中：控制电路得电工作后，6V直流电源正极经二极管VD电压降作用，进入单片机U4正极电源输入端，单片机U4于是处于得电工作状态(二极管VD有0.7V左右电压降，单片机U4工作电压是5V左右，经过二极管VD电压降作用，电压就达到了单片机U4的5V左右工作电压需要)，同时，6V直流电源正极进入PNP三极管Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6发射极等；单片机U4得电工作后，单片机U4在外围元件电解电容C、电阻R、晶振BX，以及自身功能作用下，会先从其19脚输出8秒钟低电平，输出的低电平进入PNP三极管Q1基极，经PNP三极管Q1功率放大、倒相进入继电器K1正极电源输入端，于是，继电器K1得电吸合其控制电源输入端和常开触点端闭合(继电器K1负极和开关电源U1的4脚相通、控制电源输入端和计时电路U3的9脚相通)，由于，继电器K7正极电源输入端和继电器K1常开触点端连接，所以继电器K1得电吸合的8秒钟时间内，继电器K7会得电吸合其三个控制电源输入端和三个常开触点端会分别闭合8秒钟(继电器K7负极和开关电源U1的4脚相通)，由于，三相380V电源三根相线和继电器K7三个控制电源输入端分别经导线连接，继电器K7三个常开触点端和天车的小车动力输出箱升降电机M3电源输入端连接，所以8秒钟时间内，天车的小车动力输出箱升降电机M3会得电工作其转轴顺时针转动，在动力输出箱内部减速齿轮作用下，其移动起重杆5下行8秒种，并带动左活动夹头6、右固定夹头7等下行8秒钟，8秒钟后，电机M3失电不再工作，此刻，移动起重杆5在8秒钟时间内，刚好带动左活动夹头6、右固定夹头7等下行位于压成块状的实心金属废料14的上端并停止运动，左活动夹头6、右固定夹头7下部左右两端(夹口)分别位于金属废料14的左右两侧端，左活动夹头6、右固定夹头7的最下部分别位于废料的左右两侧端中部，并和废料的左右两侧端中部分别间隔5cm左右，左活动夹头6、右固定夹头7的夹口上端和废料上端间隔4cm左右；由于工作人员操作压块设备的推料装置将压成块状的实心金属废料14，推入滚筒式输送机1的输送辊1-1上端，转动的输送辊将块状废料14由输送机的前端运输到末端，接触到挡板13后的位置是固定的(所有金属废料14左右宽度和上下高度是一致的)，移动起重杆5下行不会发生左右转动、只会上下运动，所以使用中，能有效保证左活动夹头6、右固定夹头7的最下部分别位于废料的左右两侧端中部。单片机19脚输出8秒钟低电平，间隔3秒钟后，单片机U4从其18脚输出10秒钟低电平，输出的低电平进入PNP三极管Q2基极，经PNP三极管Q2功率放大、倒相进入继电器K2正极电源输入端，于是，继电器K2得电吸合其控制电源输入端和常开触点端闭合(继电器K2负极和开关电源U1的4脚相通、控制电源输入端和计时电路U3的9脚相通)，由于，继电器K8正极电源输入端和继电器K2常开触点端连接，所以继电器K2得电吸合的10秒钟后时间内，继电器K8会得电吸合其三个控制电源输入端和三个常开触点端会分别闭合10秒钟(继电器K8负极和开关电源U1的4脚相通)，由于，三相380V电源三根相线和继电器K8三个控制电源输入端分别经导线连接，继电器K8三个常开触点和电机减速机构M2的电源输入端经导线连接,所以，10秒钟时间内，电机减速机构M2会得电工作其内部的电机转轴逆时针转动，在电机减速机构M2的内部减速齿轮作用下，电机减速机构M2的动力输出轴顺时针转动并带动丝杆11顺时针转动，丝杆11外螺纹作用于左活动夹头6右端中部轴孔62的内螺纹，于是，左活动夹头6被丝杆11带动向右运动，滑动杆8为左活动夹头6向右运动导向，10秒钟后，电机减速机构M2停止工作，左活动夹头6也不再向右运动，其下左侧端右部夹口刚好和块状金属废料14的左侧端紧密接触，此刻右固定夹头7下右侧端左部夹口刚好和块状金属废料14的右侧端紧密接触，保证了后续的提升夹紧需要，由于，加工后块状废料14大小一致，所以，每次电机减速机构M2得电工作10秒、其动力输出轴不再转动时，左活动夹头6、右固定夹头7刚好和块状金属废料14的左右两侧端紧密接触，由于块状废料14具有延展性，所以，左活动夹头6、右固定夹头7在9秒钟左右后和块状金属废料14的左右两侧端刚好接触时，还能继续运动1秒钟左右和块状金属废料14的左右两侧端紧密接触，防止后续提升中夹装不牢块状废料14坠落。单片机18脚输出10秒钟低电平，间隔3秒钟后，单片机U4从其17脚输出8秒钟低电平，输出的低电平进入PNP三极管Q3基极，经PNP三极管Q3功率放大、倒相进入继电器K3正极电源输入端，于是，继电器K3得电吸合其控制电源输入端和常开触点端闭合(继电器K3负极和开关电源U1的4脚相通、控制电源输入端和计时电路U3的9脚相通)，由于，继电器K9正极电源输入端和继电器K3常开触点端连接，所以继电器K3得电吸合的8秒钟时间内，继电器K9会得电吸合其三个控制电源输入端和三个常开触点端会分别闭合8秒钟(继电器K9负极和开关电源U1的4脚相通)，由于，三相380V电源三根相线和继电器K9三个控制电源输入端分别经导线连接，继电器K9三个常开触点端和天车的小车动力输出箱升降电机M3电源输入端连接，继电器K7三个常开触点端、继电器K9三个常开触点端和天车的小车动力输出箱升降电机M3电源输入端连接的导线极性相反,所以8秒钟时间内，天车的小车动力输出箱升降电机M3得电工作后其转轴会逆时针转动，在动力输出箱内部减速齿轮作用下，其移动起重杆5上行8秒种，并带动左活动夹头6、右固定夹头7、块状金属废料14等上行8秒钟，8秒钟后，电机M3失电不再工作，此刻，移动起重杆5在8秒钟时间内，带动左活动夹头6、右固定夹头7、块状金属废料14等上行位于输送机的上端(间隔3.5m左右)并停止运动。单片机17脚输出8秒钟低电平，间隔3秒钟后，单片机U4从其16脚输出8秒钟低电平，输出的低电平进入PNP三极管Q4基极，经PNP三极管Q4功率放大、倒相进入继电器K4正极电源输入端，于是，继电器K4得电吸合其控制电源输入端和常开触点端闭合(继电器K4负极和开关电源U1的4脚相通、控制电源输入端和计时电路U3的9脚相通)，由于，继电器K10正极电源输入端和继电器K4常开触点端连接，所以继电器K4得电吸合的8秒钟时间内，继电器K10会得电吸合其三个控制电源输入端和三个常开触点端会分别闭合8秒钟(继电器K10负极和开关电源U1的4脚相通)，由于，三相380V电源三根相线和继电器K10三个控制电源输入端分别经导线连接，继电器K10三个常开触点端和天车的横移电机减速机构M1电源输入端经导线连接，所以8秒钟时间内，天车的横移电机减速机构M1的电机会得电工作其转轴逆时针转动，在横移电机减速机构M1内部减速齿轮作用下，天车的横移电机减速机构M1会带动天车的小车向右横向移动8秒钟，并带动左活动夹头6、右固定夹头7、块状金属废料14等向右移动8秒钟后停止运动，于是，废料14此刻位于输送机1右侧端生产车间堆料区域的上端中部。单片机16脚输出8秒钟低电平，间隔3秒钟后，单片机U4从其15脚输出10秒钟低电平，输出的低电平进入PNP三极管Q5基极，经PNP三极管Q5功率放大、倒相进入继电器K5正极电源输入端，于是，继电器K5得电吸合其控制电源输入端和常开触点端闭合(继电器K5负极和开关电源U1的4脚相通、控制电源输入端和计时电路U3的9脚相通)，由于，继电器K11正极电源输入端和继电器K5常开触点端连接，所以继电器K5得电吸合的10秒钟时间内，继电器K11会得电吸合其三个控制电源输入端和三个常开触点端会分别闭合10秒钟(继电器K11负极和开关电源U1的4脚相通)，由于，三相380V电源三根相线和继电器K11三个控制电源输入端分别经导线连接，继电器K11三个常开触点和电机减速机构M2的电源输入端经导线连接,继电器K8三个常开触点端、继电器K11三个常开触点端和电机减速机构的电机M2电源输入端连接的导线极性相反，所以，10秒钟时间内，电机减速机构得电工作后其内部的电机M2转轴会顺时针转动，在电机减速机构M2的内部减速齿轮作用下，电机减速机构M2的动力输出轴逆时针转动、并带动丝杆11逆时针转动，丝杆11外螺纹作用于左活动夹头6右端中部轴孔62的内螺纹，于是，左活动夹头6被丝杆11带动向左运动，滑动杆8为左活动夹头6向左运动导向，10秒钟后，电机减速机构M2停止工作，左活动夹头6也不再向左运动，此时，左活动夹头6、右固定夹头7的下部夹口早已经不和块状金属废料14两侧端接触，块状金属废料14在重力作用下向下落入生产车间堆料区域；实际操作中，块状金属废料14落入堆料区域后由于高度高，块状金属废料堆高后会逐渐向周围坍塌，能有效保证块状金属废料14堆积到一定高度，且由于块状金属废料14被压的很实，所以块状金属废料14下落后、只会在和物体接触面产生形变，不会松散开来，不会对后续生产车间废料熔化加工带来任何影响。单片机15脚输出10秒钟低电平，间隔3秒钟后，单片机U4从其14脚输出8秒钟低电平，输出的低电平进入PNP三极管Q6基极，经PNP三极管Q6功率放大、倒相进入继电器K6正极电源输入端，于是，继电器K6得电吸合其控制电源输入端和常开触点端闭合(继电器K6负极和开关电源U1的4脚相通、控制电源输入端和计时电路U3的9脚相通)，由于，继电器K12正极电源输入端和继电器K6常开触点端连接，所以继电器K6得电吸合的8秒钟时间内，继电器K12会得电吸合其三个控制电源输入端和三个常开触点端会分别闭合8秒钟(继电器K12负极和开关电源U1的4脚相通)，由于，三相380V电源三根相线和继电器K12三个控制电源输入端分别经导线连接，继电器K12三个常开触点端和天车的横移电机减速机构M1电源输入端经导线连接，继电器K10三个常开触点端、继电器K12三个常开触点端和天车横移电机减速机构的电机M1电源输入端连接的导线极性相反，所以8秒钟时间内，天车的横移电机减速机构M1得电工作后其电机转轴会顺时针转动，在横移电机减速机构M1内部减速齿轮作用下，天车的横移电机减速机构M1会带动天车的小车向左横向移动8秒钟后停止运动，并带动左活动夹头6、右固定夹头7等向左移动8秒钟后停止运动，于是，此刻左活动夹头6、右固定夹头7等又刚好回到初始状态、位于输送机的末端上部3.5米高度处，为下一个块状金属废料14的夹取做好准备。

图1、2、3、4中所示，计时电路U3的9脚在4分钟后，会停止输出正极电源进入控制电路，于是，控制电路、计时电路U3均回到初始状态，为下一个块状金属废料14的夹取做好准备。下一个块状废料14加工好，经输送机的输送辊1-1由前端运输到末端，接触到挡板13后，块状废料14和挡板13刚接触时，光电开关U2其3脚会再次输出高电平，进而，计时电路U3的3脚会被再次输入正极触发信号，计时电路U3的9脚会再次输出4分钟正极电源进入控制电路正极电源输入端，控制电路再次控制电机减速机构M2、天车的横移电机减速机构M1、天车的小车动力输出箱升降电机M3分别工作，将块状金属废料14放到指定卸料区域，上述过程不断循环，就能不断将冲压压块设备加工好的块状金属废料14放到指定区域。本发明使用中，由于轻薄金属废料加工的特殊性、需要人工添加金属薄料进入冲压压块设备方形槽内，且还需要工作人员操作压块设备的推料装置将压成块状的实心金属废料，推入滚筒式输送机的输送辊1-1上端，所以冲压压块设备整个压块过程速度较慢，因此本发明的工作时间非常充裕，能充分保证工作需要。实际操作中，块状金属废料14落入堆料区域后由于高度高，块状金属废料堆高后会逐渐向周围坍塌，能有效保证块状金属废料14堆积到一定高度，且由于压块速度不是很快，所以间隔较长一段时间，块状金属废料14堆积到一定高度、停止生产后，才需要工人对其进行清理，用叉车设备或电磁吊装设备等将块状金属废料装入运输车辆的货箱内(车间可配备电磁吊装设备或其他吊装设备)，如果进行用电磁吊装设备等吊装块状金属废料14装车工序中，需要本发明后移一段距离，使用者操作天车左右两端下部的行走机构控制开关就可，天车左右两端下部的行走机构在生产车间左右两端上部纵向分布的轨道上向后运动，带动本发明整体后移，方便了后续的电磁吊装设备等吊装工序；下次使用前，使用者操作天车左右两端下部的行走机构控制开关，使天车左右两端下部的行走机构在生产车间左右两端上部纵向分布的轨道上向前运动，带动本发明整体前移，当本发明的活动夹头6、右固定夹头7刚好位于输送机1末端上部，也就是位于块状金属废料14上端后就达到下次使用的需要(实际操作时，本发明失电情况下，可用两只直条板下部分别靠在输送机末端输送辊1-1上部左右两侧，也可在输送机末端输送辊1-1上先用电磁吊装设备等放上一只块状金属废料，把两只直条板下部分别靠在块状金属废料14两侧端，然后观察两只直条板上端位于活动夹头6、右固定夹头7的位置，通过调节行走机构的前后位置，保证活动夹头6、右固定夹头7位于输送机末端上部，后续下降时活动夹头6、右固定夹头7两侧端能分别位于块状金属废料两侧端中部就可。初次使用时，如果需要调节左活动夹头6、右固定夹头7的左右位置及上下位置，通过分别操作天车的小车横移电机减速机构M1的电机控制开关、小车动力输出箱升降电机M3控制开关，使小车分别带动左活动夹头6、右固定夹头7向左或向右运动一定距离，小车分别带动左活动夹头6、右固定夹头7向上或向下运动一定距离就可满足实际需要)。本发明采用的单片机U4是广泛应用的控制部件，公知技术可知，单片机(电阻R、电解电容C、晶振BX是单片机的外围元件，保证单片机能正常工作)通过PC机编程可以改变内部的控制指令程序，也就是说改变其输出端19、18、17、16、15、14脚的输出低电平电源时间，因此使用本发明前，生产技术人员可根据加工好的块状金属废料14长宽度及高度、生成车间区域的宽窄度，对单片机的19、18、17、16、15、14脚输出的电源时间进行设定，保证工作时设定时间内，满足块状金属废料14能被夹紧，并能落入指定区域，从而满足每个不同用户的不同需要。继电器K13、K1、K2、K3、K4、K5、K6是松乐品牌的DC6V继电器；继电器K7、K8、K9、K10、K11、K12是品牌松乐的DC6V大功率继电器，具有三个控制电源输入端、三个常开触点端；晶振BX规格是11.0592MHz；电阻R规格是1K；电解电容C规格是10μF/25V；二极管VD型号是1N4007；PNP三极管Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6型号是9012。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种单片机控制机械手臂抓取块状轻薄废钢料的装置，包括天车、滚筒式输送机、电机减速机构、开关电源、光电开关，天车的小车移动起重杆下端中部有法兰盘，其特征在于还具有左活动夹头、右固定夹头、滑动杆、控制电路、计时电路、外螺纹丝杆、配重块，滚筒式输送机的末端上部安装有挡板，挡板的中部有一个开孔，开孔后侧端安装有一只支撑架，支撑架后侧中部有个开孔，光电开关安装在支撑架开孔内，光电开关的前端探测头位于挡板中部开孔内，左活动夹头是型，右固定夹头是/>型，在左活动夹头的右端上部有轴孔，左活动夹头的右端中部有具有内螺纹的轴孔，在右固定夹头的左端上部有固定孔，右固定夹头的左端中部有轴孔，右固定夹头的轴孔内安装有轴承，外螺纹丝杆的最右侧端和电机减速机构的动力输出轴左端连接在一起，丝杆的右端套在轴承的内圈内，电机减速机构的壳体左端安装在右固定夹头的左端外侧中部，丝杆的左端外螺纹旋入左活动夹头右端中部轴孔的内螺纹内，配重块的中部横向具有一个通孔，配重块的右侧端安装在左活动夹头的右外侧端中部，丝杆的左端位于配重块中部通孔内，固定管的下端安装在滑动杆右端上部，滑动杆的右端安装在右固定夹头的左端上部固定孔内，滑动杆的左端套在左活动夹头的右端上部轴孔内，固定管的上端和天车小车移动起重杆的下端中部连接在一起，开关电源、计时电路、控制电路安装在电路板上，电路板安装在元件盒内，开关电源的电源输入端和220V交流电源两极分别经导线连接，开关电源的电源输出两端分别和光电开关、计时电路的电源输入两端经导线连接，光电开关信号输出端和计时电路信号输入端经导线连接，计时电路电源输出端和控制电路正极电源输入端经导线连接，开关电源的负极电源输出端和控制电路负极电源输入端经导线连接，三相380V电源三根相线和控制电路的六个控制电源输入端分别经导线连接，控制电路的第一路电源输出端三个接线端、第三路电源输出端三个接线端和天车的小车动力输出箱升降电机电源输入端分别经导线连接，控制电路的第二路电源输出端三个接线端、第五路电源输出端三个接线端和电机减速机构的电源输入端分别经导线连接，控制电路的第四路电源输出端三个接线端、第六路电源输出端三个接线端和天车的横移电机减速机构电源输入端分别经导线连接。

2.根据权利要求1所述的一种单片机控制机械手臂抓取块状轻薄废钢料的装置，其特征在于控制电路的第一路电源输出端三个接线端、第三路电源输出端三个接线端和天车的小车动力输出箱升降电机电源输入端连接的导线极性相反，控制电路的第二路电源输出端三个接线端、第五路电源输出端三个接线端和电机减速机构的电机电源输入端连接的导线极性相反，控制电路的第四路电源输出端三个接线端、第六路电源输出端三个接线端和天车横移电机减速机构的电机电源输入端连接的导线极性相反。

3.根据权利要求1所述的一种单片机控制机械手臂抓取块状轻薄废钢料的装置，其特征在于电机减速机构是三相异步电动齿轮减速器。

4.根据权利要求1所述的一种单片机控制机械手臂抓取块状轻薄废钢料的装置，其特征在于开关电源是交流220V转直流开关电源模块。

5.根据权利要求1所述的一种单片机控制机械手臂抓取块状轻薄废钢料的装置，其特征在于光电开关是红外线感应光电开关，光电开关还配套有一只继电器，其间经导线连接，继电器安装在元件盒内的电路板上，红外线感应光电开关的正极电源输出端3脚和继电器正极电源输入端经导线连接，红外线感应光电开关的正极电源输入端1脚和继电器控制电源输入端经导线连接，红外线感应光电开关的负极电源输入端2脚和继电器负极电源输入端经导线连接。

6.根据权利要求1所述的一种单片机控制机械手臂抓取块状轻薄废钢料的装置，其特征在于左活动夹头、右固定夹头高度一致，左活动夹头加上配装块的重量和右固定夹头加上电机减速机构重量一致。

7.根据权利要求1所述的一种单片机控制机械手臂抓取块状轻薄废钢料的装置，其特征在于左活动夹头右端上部横向分布的轴孔其内径大于滑动杆的外径。

8.根据权利要求1所述的一种单片机控制机械手臂抓取块状轻薄废钢料的装置，其特征在于滑动杆的横向长度和丝杆位于轴承内圈到丝杆左部长度一致，滑动杆的横向长度及丝杆位于轴承内圈到丝杆左部长度比左活动夹头、右固定夹头接触后下部之间形成的长度长，丝杆的外径小于配重块中部通孔内径。

9.根据权利要求1所述的一种单片机控制机械手臂抓取块状轻薄废钢料的装置，其特征在于控制电路包括单片机、晶振、电解电容、电阻、PNP三极管、继电器、二极管，其间经电路板布线连接，单片机型号是AT89C2051—24PI，单片机的复位端1脚和电阻一端连接，单片机的外接晶振端4脚、5脚分别和晶振两端连接，单片机的负极电源输入端10脚和电阻另一端、电解电容负极、十二只继电器负极电源输入端连接，单片机的正极电源输入端20脚和电解电容正极、六只PNP三极管发射极、其中六只继电器控制电源输入端连接，六只PNP三极管集电极分别和其中六只继电器正极电源输入端连接，其中六只继电器电源输出端分别和另外六只继电器正极电源输入端连接，单片机的六个输出端19、18、17、16、15、14脚分别和六只PNP三极管基极连接，二极管正极和单片机20脚连接，二极管负极和六只PNP三极管发射极连接。

10.根据权利要求1所述的一种单片机控制机械手臂抓取块状轻薄废钢料的装置，其特征在于计时电路是时间控制器模块，时间控制器模块的负极电源输入端2脚和负极触发信号输入端4脚连接。