CN207974489U - 一种基于plc智能铺设地砖机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于PLC智能铺设地砖机，包括支撑设备的支架、在XYZ轴移动的机械手、进行参数设定的触摸屏、各种控制按钮、产生真空的真空发生器、吸取地砖的真空吸盘和起夯实作用的振动电机，所述机械手由真空吸盘、振动电机及Z轴滚珠丝杠和直线导轨构成；机械手上的真空吸盘在真空发生器的作用下能够吸取地砖，并且能够在XYZ轴上移动，到达预定地点进行铺设；机械手上的振动电机能够模拟人工进行振动夯实；在触摸屏上可以进行铺设地砖的规格的选定，还能根据需求选择不同的运行模式，例如：手动、单步、单循环、自动等；当所在区域的地砖逐一铺设完毕，智能铺设地砖机能够根据已选的模式作出判断，是否移动到下一个区域进行铺设。

Description

一种基于PLC智能铺设地砖机

技术领域

本实用新型涉及建筑设备技术领域，具体是一种基于PLC智能铺设地砖机。

背景技术

1、国内研究状况

我国的工业机器人技术及其应用水平和国外相比还有一定差距。不过随着科学技术的发展，不断有各种新型机器人的出现，使自动化技术更为成熟。智能建筑在我们国家起步较晚，然而，发展速度却比较快。在我国，建筑工程智能化也逐渐成为发展的主流。例如香港新世界大厦的外防护架采用一种全新的能够自动提升的全金属脚手架——由国内企业自主研发、世界首创的建筑施工防护机器人。从第七个五年计划(1986-1990)开始，国家将工业机器人的发展列入其中，并且为此项目投入了大量的资金，这使得国内工业自动化智能化发展迅速。随着远程I/O和通信网络、数据处理以及图象显示的发展，机器人参与工作会更灵活、更专业化。2008年许玉彬等人提出了“一种地面砖自动铺砖机”设计方案，利用滑动的双轨道来实现铺砖机的平动，砖块通过倾斜的皮带从上运至地面，再用压头进行压实。之后王怀成等人在2011年也提出了一种“智能铺砖机”设计方案，先用传感技术进行三维定位，再利用带吸盘的机械手臂将砖块放到特定的位置。在我国目前工业机器人和PLC技术下，基于PLC控制、采用工业机械手进行铺设地砖的机器人研究具有一定价值和可行性。

2、国外研究状况

上世纪60年代，在工业化大生产的环境中，日本、美国率先研制出机器人，适用于汽车流水生产线上，主要工作是完成焊接、喷涂等繁重危险的工序。40多年来，机器人工业化发展迅猛并有了广泛应用。

2010年，荷兰发明了一种名为Tiger-Stone的自动铺路机，它与一辆小型伸缩臂式铲车合作进行铺设工作，砖块依靠重力自动码放在一起，施工时需要工作人员将砖块装进装料槽，再通过导槽慢慢地把地砖放设在地面。

新加坡ETH研究中心研制一款新型铺贴机器人。铺贴机器人能根据用户输入的具体数据，对数据处理，能够按照编程铺贴各式尺寸的瓷砖，还能够改变铺贴方式，完成多种铺贴样式，现在正在准备着对其进行商业化投产。它主要是个关节型机器手，通过手部的吸盘捉取地砖，机械手的臂部可以旋转、伸缩，通过执行程序命令，在地面铺贴不同样式地砖。

3、现有技术的缺点

铺设地砖的时间过长，铺设精准度不够高，铺设的质量一般，所以要运用与实际中还需要通过跟深入的研究。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于PLC智能铺设地砖机，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种基于PLC智能铺设地砖机，包括支撑设备的支架、在XYZ轴移动的机械手、进行参数设定的触摸屏、各种控制按钮、产生真空的真空发生器、吸取地砖的真空吸盘和起夯实作用的振动电机，所述机械手由真空吸盘、振动电机及Z轴滚珠丝杠和直线导轨构成，支架由不锈钢焊接而成，不锈钢支架的顶部用来安装三轴机械手和用来操控这台智能铺设地砖机的控制面板；滚珠丝杠、直线导轨和在丝杆或滑杆上移动的承载平台构成了机械手的一个轴，利用螺丝将一块铝片拧紧在滚珠丝杠上的螺母及螺帽支架和直线导轨上的滑块上，把滚珠丝杠上的螺母及螺帽支架和直线导轨的滑块连接成一个承载平台；轴与轴之间利用轴上的承载平台通过螺丝连接起来，构成一个在XYZ轴任意位置移动的三轴机械手，三台86BYGH步进电机分别安装在丝杠的一端；所述的振动电机和真空吸盘则安装在三轴机械手的Z轴的下端，不锈钢支架正前方的左下角装有30cm×30cm、40cm×40cm两种地砖的抽屉，右下角则是整个装置的电箱；电磁阀、真空发生器、油水分离器一系列气动装置则被安置在不锈钢支架的右侧。

作为本实用新型进一步的方案：所述机械手是由滚珠丝杠和直线导轨构成主体支架的，机械手被设计成三轴的形式即XYZ轴，Y轴处于最下层，左边是由一条滚珠丝杠和一条直线导轨组成，右边是由两条直线导轨组成；X轴横跨在Y轴上，由一条滚珠丝杠和一条直线导轨组成；Z轴被安装在X上，由一条滚珠丝杆和两条直线导轨组成。滚珠丝杠上的螺母及螺帽和直线导轨上的滑块或直线导轨上的滑块和直线导轨上的滑块被一片铝片连接起来形成一个承载平台，三个轴就依靠这些承载平台连接在起来，构成一个在XYZ轴移动的机械手，三轴机械手的动力来源是由分别装在三个轴的端部的步进电机来完成。

作为本实用新型进一步的方案：所述X轴：一台步进电机连接一条丝杆和两条直线导轨构成；Y轴：一台步进电机链接一条丝杆和一条直线导轨构成；Z轴：一台步进电机连接一条Z轴滚珠丝杠和两条直线导轨构成。

作为本实用新型进一步的方案：所述支架为130cm×135cm×40cm的304不锈钢焊接成的支架，在支架下方加装由推杆电机驱动的小轮。

作为本实用新型进一步的方案：所述电箱里面安装有PLC可编程控制器、步进电机、电机驱动器、直流电源、空气开关、各种中间继电器和端子。

作为本实用新型进一步的方案：采用FX3U-48MT/ES-A可编程逻辑控制器进行控制整个装置。

作为本实用新型进一步的方案：所述滚珠丝杠的导程为4mm，外径为16mm，有效行程为90cm的滚珠丝杠，丝杠的材料为65#，硬度为HRC60±2，精度为C7，光洁度为0.6-0.8；直线导轨的外径为16mm，长度为100cm，导轨的材料为Gcr15，硬度为HRC60±2，精度为 h6-h7-g6，粗糙度为Ra0.4-0.8。

作为本实用新型进一步的方案：所述步进电机运动精度的计算即脉冲单量为&＝(C*i) /(200*m)〈0.05，其中0.05是重复定位的精度，200为两相步进电机13的脉冲数 (200＝360/1.8)，m为细分数，i为减速比1/x，C为电机转动一圈的周长，没有减速比电机转一圈丝杆走一个导程，电机转速(r/s)为V＝P/(360*m/1.8)，其中P为脉冲频率。

作为本实用新型进一步的方案：所述可编程逻辑控制器为三菱FX3U系列中的FX3U-48MT/ES-A型PLC可编程控制器，其外部直流电源为电压220V，频率50Hz的交流电，输入和输出口都有相对应的发光二极管作为指示灯，还有四个发光二极管分别用作于直流电源、运行或停止、内部锂电池有无电压和CPU、程序的工作状况的指示，该型PLC可编程控制器输入口有24点输入，分别为X0-X7、X10-X17、X20-X27。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

所述一种基于PLC智能铺设地砖机能够实现以下功能：

(1)机械手上的真空吸盘在真空发生器的作用下能够吸取地砖，并且能够在XYZ轴上移动，到达预定地点进行铺设。

(2)机械手上的振动电机能够模拟人工进行振动夯实。

(3)在触摸屏上可以进行铺设地砖的规格(有30×30、40×40两种规格)的选定，还能根据需求选择不同的运行模式，例如：手动、单步、单循环、自动等。

(4)当所在区域的地砖逐一铺设完毕，智能铺设地砖机能够根据已选的模式作出判断，是否移动到下一个区域进行铺设。

附图说明

图1为本实用新型的结构分解图。

图2为本实用新型的结构示意图。

图3为本实用新型的前视图。

图4为本实用新型的左视图。

图5为本实用新型的俯视图。

图6为本实用新型的电路图。

图7为本实用新型中机械手的构架图。

图中：1-支架、2-控制板、3-地砖盒子、4-红外激光传感器、5-小轮、6-电磁阀、7-真空发生器、8-油水分离器、9-丝杆固定座、10-连接杆、11-振动电机、12，15，16,17,- 丝杆、13-步进电机13、14-固定板、18-固定座、19-Z轴滚珠丝杠、20-电箱、21-PLC可编程控制器21、22-直流电源、23-中间继电器、24-继电器底座、25-散热风扇、26-电机驱动器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1～7，本实用新型实施例中，一种基于PLC智能铺设地砖机，包括支撑设备的支架1、可以在XYZ轴移动的机械手、可以进行参数设定的触摸屏、各种控制按钮、产生真空的真空发生器7、吸取地砖的真空吸盘和起夯实作用的振动电机11，所述机械手由真空吸盘、振动电机11及Z轴滚珠丝杠19和直线导轨构成，具体的，机械手是由滚珠丝杠和直线导轨构成主体支架的，机械手被设计成三轴的形式即XYZ轴，如图7所示，Y轴处于最下层，左边是由一条滚珠丝杠和一条直线导轨组成，右边是由两条直线导轨组成； X轴横跨在Y轴上，由一条滚珠丝杠和一条直线导轨组成；Z轴被安装在X上，由一条滚珠丝杆和两条直线导轨组成。滚珠丝杠上的螺母及螺帽和直线导轨上的滑块或直线导轨上的滑块和直线导轨上的滑块被一片铝片连接起来形成一个承载平台，三个轴就依靠这些承载平台连接在起来，构成一个可以在XYZ轴移动的机械手，三轴机械手的动力来源是由分别装在三个轴的端部的步进电机13来完成。(机械手构架请参阅图7)

所述X轴：一台步进电机13连接一条丝杆16和两条直线导轨构成；Y轴：一台步进电机13链接一条丝杆15和一条直线导轨构成；Z轴：一台步进电机13连接一条Z轴滚珠丝杠19和两条直线导轨构成。

所述支架1：130cm×135cm×40cm的304不锈钢焊接成的支架1。

所述电箱20：PLC可编程控制器21、步进电机13、电机驱动器26、直流电源22、空气开关、各种中间继电器23和端子等等都被安装在电箱20里面。

所述中间继电器23为24V的中间继电器。

本设计采用FX3U-48MT/ES-A可编程逻辑控制器进行控制整个装置。

所述支架1采用不锈钢焊接而成，规格是130cm×135cm×40cm，在支架1下方加装可以由推杆电机驱动的小轮5，使得智能铺设地砖机在某一区域完成铺设任务后可以移动到下一个铺设区域进行铺设作业。不锈钢支架1的顶部用来安装三轴机械手和用来操控这台智能铺设地砖机的控制面板；滚珠丝杠、直线导轨和可以在丝杆或滑杆上移动的承载平台构成了机械手的一个轴，利用螺丝将一块铝片拧紧在滚珠丝杠上的螺母及螺帽支架1和直线导轨上的滑块上，把滚珠丝杠上的螺母及螺帽支架1和直线导轨的滑块连接成一个承载平台；轴与轴之间利用轴上的承载平台通过螺丝连接起来，构成一个可以在XYZ轴任意位置移动的三轴机械手，三台86BYGH步进电机13分别安装在丝杠的一端，用来驱动丝杠和直线导轨上的承载平台。所述的振动电机11和真空吸盘则安装在三轴机械手的Z轴的下端用来振动夯实和吸放地砖的。不锈钢支架1正前方的左下角装有30cm×30cm、40cm×40cm 两种地砖的抽屉，右下角则是整个装置的电箱20，PLC可编程控制器21、步进电机13电机驱动器、直流电源22、空气开关、各种继电器和端子等等都被安装在这个电箱20里面；所述的电磁阀6、真空发生器7、有水分离器一系列气动装置则被安置在不锈钢支架1的右侧。

机械手是由滚珠丝杠和直线导轨构成主体支架1的，机械手被设计成三轴的形式即XYZ 轴，Y轴处于最下层，左边是由一条滚珠丝杠和一条直线导轨组成，右边是由两条直线导轨组成；X轴横跨在Y轴上，由一条滚珠丝杠和一条直线导轨组成；Z轴被安装在X上，由一条滚珠丝杆和两条直线导轨组成。滚珠丝杠上的螺母及螺帽和Z轴直线导轨上的滑块或Y轴直线导轨上的滑块或X轴直线导轨上的滑块被一片铝片连接起来形成一个承载平台，三个轴就依靠这些承载平台连接在起来，构成一个可以在XYZ轴移动的机械手。机械手的驱动是由分别与三条滚珠丝杠连接的步进电机13来完成。

滚珠丝杠是本系统的重要组成部分，根据滚珠丝杠的导程配合步进电机13使用可以进行精确的控制移动的距离；直线导轨广泛应用于工业机器人、自动特种气缸、塑木机械等工业自动化传动装置中。作为机械手的重要组成部分，滚珠丝杠和直线导轨的选择至关重要，因为它们决定了机械手的有效移动范围、承载能力、精确度、寿命等等。为了使制造出来的机械手能够达到预期的效果，能够完成铺设地砖的功能，因此，本设计选用导程为4mm，外径为16mm，有效行程为90cm的滚珠丝杠，丝杠的材料为65#，硬度为HRC60± 2，精度为C7，光洁度为0.6-0.8；选用外径为16mm，长度为100cm的直线导轨，导轨的材料为Gcr15，硬度为HRC60±2，精度为h6-h7-g6，粗糙度为Ra0.4-0.8。

所述的步进电机13运动精度的计算即脉冲单量为&＝(C*i)/(200*m)〈0.05，其中0.05是重复定位的精度，200为两相步进电机13的脉冲数(200＝360/1.8)，m为细分数， i为减速比1/x，C为电机转动一圈的周长，没有减速比电机转一圈丝杆走一个导程。电机转速(r/s)为V＝P/(360*m/1.8)，其中P为脉冲频率。

由于本设计是智能铺设地砖机，地砖在规格和材质等因数的影响下重量会有所改变，加上机械手臂的重量，要选取力矩较大电机。根据经济性和适合性，本设计选择了用于动力型加工设备的两相混合式86BYG系列的OK86STH151-4004A型步进电机13。因为步进电机13的电机驱动器要与步进电机13匹配，而且需要具备良好的控制性能，所以根据已选的OK86STH151-6004A步进电机13选择性能符合各项要求的单/双输入脉冲兼容的步进电机驱动器OKD2H872。

根据本设计需要，选用三菱FX3U系列中的FX3U-48MT/ES-A型PLC可编程控制器21作为可编程逻辑控制器。其外部直流电源22为电压220V，频率50Hz的交流电，输入和输出口都有相对应的发光二极管作为指示灯，还有四个发光二极管分别用作于直流电源22、运行或停止、内部锂电池有无电压和CPU、程序的工作状况的指示。该型PLC可编程控制器21输入口有24点输入，分别为X0-X7、X10-X17、X20-X27。

本设计中为了更好配合三菱FX3U系列的PLC可编程控制器21使用，选取了三菱公司生产的GT1050-QBBD-C触摸屏，它是一个5.7英寸的电阻式触摸屏。

此外本系统中其中硬件介绍如下：

1、动力源——机械臂和支架1移动由步进电机13及步进电机13电机驱动器进行驱动，机械手采用空气压缩机产生真空吸取地砖，地砖的夯实采用振动电机11，运用推杆电机调整支架1水平度。各元器件本应该结合建筑现场工作环境进行校验设计，但本设计所选择元器件只做示范性，没有进行校验，不代表该设备的最终硬件。

2、直流电源22——由家用电经空气开关输入，再与直流电源22模块取得各电气设备所需要的直流电源22。

3、传动机构——机械臂选用滚珠丝杠直线导轨传动，支架1移动采用齿轮链条传动。

4、远程保护——智能设备在运行的过程中都不可避免发生电路或者控制程序的故障，造成设备在极限位置仍然继续发出动作信号，破坏设备硬件结构甚至烧毁内部元器件。所以在机械臂的极限位置采用行程开关进行超行程故障保护，各极限处预留一定不做工作行程的空间。

5、操作台——安装指示灯、按钮开关、人机界面等。尽量做到人性化，好操作，实时显示工作状态，故障报警及处理。

6、设备系统——以PLC可编程控制器21作为设备的大脑，联合动力源、直流电源22、传动机构、远程保护、操作台设备及传感器等构成该控制系统。

三、系统软件设计

1.主程序设计

主程序是整个机械手控制系统的总程序，主程序包括系统的起动、暂停、停止以及切换到其他模式的功能。主程序中使用了一个IST指令，这个指令是用来进行运行模式切换的，包括3种操作方式，即手动方式、返回原位方式、自动方式，分别由S0、S1、S2作为初始状态步，在满足相应条件时就能进行运行模式的切换。本系统程序采用功能指令IST 和步进STL指令配合编制完成。

2.回原点程序设计

回原位程序是用来使机械手回到初始位置的程序，当智能铺设地砖机准备开始运行的时，机械手却不在初始位置或设备出现故障时机械手没有停在初始位置，就可以用回原位程序进行操作机械手，使机械手回到初始位置。根据回原位的控制要求和作用效果，画出回原位程序的流程图，根据流程图回原位时机械手的三个轴不是同步进行的，是一轴接着一轴按顺序地运行，因此，根据流程图利用顺控方式编写出回原位程序。

3.手动控制程序

手动程序是通过触摸屏上的按钮一步步的控制机械手的，每次只能控制一个轴，可以通过改变方向信号来控制步进电机13正反转使得机械手在空间的各个方向都可以移动。为了使各轴的运行互不干扰，在程序的设计时对各轴的运行进行互锁设定，即各轴步进电机13不能同时运行。在手动模式下还可以通过按下空气阀和振动电机11的按钮使机械手下面的真空吸盘吸取地砖并夯实地砖，根据输出互锁和手动铺设地砖的控制要求及工作效果，编制机械手控制系统的手动模式程序。

4.自动控制程序设计

自动程序包括单循环、周期循环两种模式，单循环模式是指按下起动按钮，智能铺设地砖机就利用机械手完成一个区域的地砖铺设后就停止，没有进入下一个循环的工作；周期循环模式是指智能铺设地砖机利用机械手完成一个区域的地砖的铺设后就会移动到下一个区域进行铺设，一直进行工作直到人为停止它。根据这种思路画出自动控制程序的流程图，由流程图就可以大概知道自动程序的主体框架，根据这个主体框架再结合具体的地砖铺设工作要求和控制效果编出自动程序。

四、触摸屏设计

利用电脑上专门的软件GTDesigner2设计触摸屏GOT1050的界面，首先要根据设计所涉及的内容和控制效果及功能，确定触摸屏界面设计的方案以及界面的设计风格。再依据已有的方案在GTDesigner2上制作要显示在GOT1050上的画面，在画面上制作相关的按钮以及在按钮上标出按钮功能，根据分配好的的I/O口，给已有的按钮定义I/O口；最后通过USB或RS-232电缆线将在GTDesigner2制作好的界面下载到GOT1050，就可以在GOT1050 上显示已经做好的界面了。

1.主界面制作

主界面是一个可以进行各种功能选择的界面，本设计的各项功能的选择是通过这个画面进行的，当用户触摸到某个功能的按键时，触摸屏的界面就会自动切换到这个功能子界面，再按下返回键时，就会返回这个主界面。主界面中设有“手动”、“回原位”、“单循环”、“自动”四个按钮。

2.回原点界面制作

回原位界面是主界面下的一个子界面，界面里有一个“原位”按钮和一个“主菜单”按钮；按下原位按钮就执行回原位程序，实现机械手的回原位，主菜单按钮则用于返回主界面的。

3.手动界面制作

手动界面是一个可以进行手动操作智能铺设地砖机的界面，它也是一个子界面。在手动界面上的“X轴”、“Y轴”、“Z轴”按钮分别控制机械手的XYZ轴的运动；“方向”和“脱机”按钮则是给步进电机驱动器发出方向信号和脱机信号的；“空气阀”、“振动电机11”和“主菜单”按钮分别用来控制真空吸盘、振动电机11和返回主界面的。

4.单循环界面制作

单循环界面中有“开始”和“主菜单”两个按钮，按下“开始”按钮，系统运行一个周期就停止，在运行过程中相应的“X轴电机”指示灯、“Y轴电机”指示灯、“Z轴电机”指示灯就会亮，表示相应电机运行。按下“主菜单”按钮，就返回主界面。

5.自动控制主界面制作

自动界面的“30×30”、“40×40”两个按钮是用来选择铺设不同规格地砖的程序的，“开始”和“主菜单”分别用来启动和返回主界面的。

五、系统工作过程

智能铺设地砖机器人工作流程大致如下，当接通直流电源22后机械手臂立即回到原始位置，触摸屏开机进入系统工作模式选择的界面，其中有手动操作、回原位操作、单循环操作和连续操作，当用户选择了相应工作模式后就进入到相应的系统操作。

本实用新型的工作原理是：

该机器人连续与单循环的工作流程如下，当用户在触摸屏上选择了自动操作模式时，系统就进入连续工作状态。此时，按下工作台的启动按钮，机器人就进行支架1水平度的调整工作。首先推杆电机上升到预定的位置，然后激光对射传感器检测支架1左上角是否与支架1右上角同一高度，若不同则推杆电机上升直到同一高度为止，然后按照同样的方法依次检测支架1的左下角和右下角。当支架1完成水平度的调整后，机器人就进入到铺设地砖的状态。机械臂的Z轴往下移动，当真空吸盘底面接近地砖后取料限位开关闭合， Z轴停止移动，电磁阀6导通，吸盘就产生真空吸住地砖；接着Z轴往上移动到原始位置， Z轴步进电机13停止工作，Y轴步进电机13工作；当机械臂Y轴移动到预定位置时停止移动，X轴步进电机13开始工作；当X轴移动到预定位置时也停止移动，Z轴步进电机13 开始工作，Z轴往下移动；当Z轴下降到预定位置后停止下移，振动电机11开始工作把地砖夯实；振动一段时间后振动电机11停止工作，电磁阀6断电，机械手就松开了该地砖；然后机械臂回到原始位置，重复以上的工序铺设第二块地砖；当该区域的地砖完全铺设完成后，支架1移动的步进电机13开始工作，把整个平台移动到下一个区域进行地砖的铺设。连续工作模式和单循环工作模式的区别只在于单循环工作模式下当机器人铺设完该区域地砖时，移动到下一个区域后就不再进行铺设了；而连续工作模式则是继续进行铺设下一区域，只有当按下停止按钮后才停止工作。

本申请的创新点为：融合PLC可编程控制器21、气动、机械及电机、触摸屏等多种电气技术实现自动铺设地砖的智能控制，节约了铺设时间，提高了生产效率，减少了人力资源，减少人工铺设的工作量，使工艺朝着自动化方向发展，并且安全可靠；本申请通过PLC可编程控制器21对多台步进电机13进行控制，通过触摸屏的人机界面，使得机械手更准确定位，操作面板更简便。

本实用新型并不局限于上述实施例，在本实用新型公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些简单修改、等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的范围内。

在本说明书的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”及“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

Claims (9)

1.一种基于PLC智能铺设地砖机，包括支撑设备的支架、在XYZ轴移动的机械手、进行参数设定的触摸屏、各种控制按钮、产生真空的真空发生器、吸取地砖的真空吸盘和起夯实作用的振动电机，其特征在于，所述机械手由真空吸盘、振动电机及Z轴滚珠丝杠和直线导轨构成，支架由不锈钢焊接而成，不锈钢支架的顶部用来安装三轴机械手和用来操控这台智能铺设地砖机的控制面板；滚珠丝杠、直线导轨和在丝杆或滑杆上移动的承载平台构成了机械手的一个轴，利用螺丝将一块铝片拧紧在滚珠丝杠上的螺母及螺帽支架和直线导轨上的滑块上，把滚珠丝杠上的螺母及螺帽支架和直线导轨的滑块连接成一个承载平台；轴与轴之间利用轴上的承载平台通过螺丝连接起来，构成一个在XYZ轴任意位置移动的三轴机械手，三台86BYGH步进电机分别安装在丝杠的一端；所述的振动电机和真空吸盘则安装在三轴机械手的Z轴的下端，不锈钢支架正前方的左下角装有30cm×30cm、40cm×40cm两种地砖的抽屉，右下角则是整个装置的电箱；电磁阀、真空发生器、油水分离器一系列气动装置则被安置在不锈钢支架的右侧。

2.根据权利要求1所述的一种基于PLC智能铺设地砖机，其特征在于，所述机械手是由滚珠丝杠和直线导轨构成主体支架的，机械手被设计成三轴的形式即XYZ轴，Y轴处于最下层，左边是由一条滚珠丝杠和一条直线导轨组成，右边是由两条直线导轨组成；X轴横跨在Y轴上，由一条滚珠丝杠和一条直线导轨组成；Z轴被安装在X上，由一条滚珠丝杆和两条直线导轨组成；滚珠丝杠上的螺母及螺帽和直线导轨上的滑块或直线导轨上的滑块和直线导轨上的滑块被一片铝片连接起来形成一个承载平台，三个轴就依靠这些承载平台连接在起来，构成一个在XYZ轴移动的机械手，三轴机械手的动力来源是由分别装在三个轴的端部的步进电机来完成。

3.根据权利要求2所述的一种基于PLC智能铺设地砖机，其特征在于，所述X轴：一台步进电机连接一条丝杆和两条直线导轨构成；Y轴：一台步进电机链接一条丝杆和一条直线导轨构成；Z轴：一台步进电机连接一条Z轴滚珠丝杠和两条直线导轨构成。

4.根据权利要求3所述的一种基于PLC智能铺设地砖机，其特征在于，所述支架为130cm×135cm×40cm的304不锈钢焊接成的支架，在支架下方加装由推杆电机驱动的小轮。

5.根据权利要求1所述的一种基于PLC智能铺设地砖机，其特征在于，所述电箱里面安装有PLC可编程控制器、步进电机、电机驱动器、直流电源、空气开关、各种中间继电器和端子。

6.根据权利要求1所述的一种基于PLC智能铺设地砖机，其特征在于，采用FX3U-48MT/ES-A可编程逻辑控制器进行控制整个装置。

7.根据权利要求4所述的一种基于PLC智能铺设地砖机，其特征在于，所述滚珠丝杠的导程为4mm，外径为16mm，有效行程为90cm的滚珠丝杠，丝杠的材料为65#，硬度为HRC60±2，精度为C7，光洁度为0.6-0.8；直线导轨的外径为16mm，长度为100cm，导轨的材料为Gcr15，硬度为HRC60±2，精度为h6-h7-g6，粗糙度为Ra0.4-0.8。

8.根据权利要求7所述的一种基于PLC智能铺设地砖机，其特征在于，所述步进电机运动精度的计算即脉冲单量为&＝(C*i)/(200*m)〈0.05，其中0.05是重复定位的精度，200为两相步进电机（13）的脉冲数(200＝360/1.8)，m为细分数，i为减速比1/x，C为电机转动一圈的周长，没有减速比电机转一圈丝杆走一个导程，电机转速(r/s)为V＝P/(360*m/1.8)，其中P为脉冲频率。

9.根据权利要求6所述的一种基于PLC智能铺设地砖机，其特征在于，所述可编程逻辑控制器为三菱FX3U系列中的FX3U-48MT/ES-A型PLC可编程控制器，其外部直流电源为电压220V，频率50Hz的交流电，输入和输出口都有相对应的发光二极管作为指示灯，还有四个发光二极管分别用作于直流电源、运行或停止、内部锂电池有无电压和CPU、程序的工作状况的指示，该型PLC可编程控制器输入口有24点输入，分别为X0-X7、X10-X17、X20-X27。