【機(jī)械設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)】陶瓷墻地磚分檢機(jī)械手運(yùn)動(dòng)及控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、陶瓷墻地磚分檢機(jī)械手運(yùn)動(dòng)及控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)聶陶蓀1程洪濤1梁剛2田鋒1黃金源1MovementControlSystemDesignoftheCeramicTileCategizingMantpulatNIETao2sun1CHENGHong2tao1LIANGGang2TIANFeng1HUANGJin2yuan1(1.景德鎮(zhèn)陶瓷學(xué)院江西省景德鎮(zhèn)3330012.景德鎮(zhèn)高等?？茖W(xué)校江西省景德鎮(zhèn)333000)摘要:對(duì)陶瓷墻地磚全自動(dòng)檢測(cè)生產(chǎn)

2、線的均布三臂回轉(zhuǎn)式分檢機(jī)械手進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。其機(jī)座的回轉(zhuǎn)及手臂的升降等運(yùn)動(dòng)采用氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)手腕采用具有斷電保護(hù)的真空吸盤吸附方式控制運(yùn)動(dòng)的PLC系統(tǒng)采用了先進(jìn)的模塊化設(shè)計(jì)具有可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)和易于操控的特點(diǎn)。關(guān)鍵詞:陶瓷墻地磚分檢機(jī)械手控制系統(tǒng)可編程控制器中圖分類號(hào):TB21文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B文章編號(hào):100024858(2007)05200652031前言針對(duì)我國(guó)陶瓷墻地磚行業(yè)的迅速發(fā)展而檢測(cè)技術(shù)卻仍停留在人工隨機(jī)抽檢的現(xiàn)狀文

3、獻(xiàn)[1]提出了基于光纖傳感器的墻地磚自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)該技術(shù)可以避免漏檢保證檢測(cè)質(zhì)量且實(shí)現(xiàn)自動(dòng)分級(jí)碼垛。該檢測(cè)生產(chǎn)線中對(duì)被檢測(cè)后的墻地磚進(jìn)行分級(jí)碼垛的機(jī)械手目前在國(guó)內(nèi)尚無(wú)現(xiàn)成的產(chǎn)品。因而為實(shí)現(xiàn)該檢測(cè)生產(chǎn)線的功能研制一種適用的分檢碼垛機(jī)械手是完全必要的。本文主要針對(duì)均布三臂回轉(zhuǎn)式分檢機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)和控制系統(tǒng)進(jìn)行了研究和設(shè)計(jì)。2檢測(cè)生產(chǎn)線工作原理該檢測(cè)生產(chǎn)線采用反射式光纖傳感器作測(cè)量頭對(duì)墻地磚表面進(jìn)行多點(diǎn)檢測(cè)。其工藝流程為:墻地磚由輸送帶輸送當(dāng)墻地

4、磚到達(dá)正確的檢測(cè)位置時(shí)被光眼檢測(cè)到控制系統(tǒng)啟動(dòng)傳感器對(duì)墻地磚進(jìn)行測(cè)量測(cè)量數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)處理并按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)[5]分為優(yōu)、合格、不合格3個(gè)等級(jí)。根據(jù)處理結(jié)果中央控制器控制分檢機(jī)械手將不同等級(jí)的墻地磚輸送至不同的方向最后由碼垛機(jī)將各等級(jí)墻地磚分別收集碼垛。該檢測(cè)生產(chǎn)線示意圖見(jiàn)圖1。圖1檢測(cè)生產(chǎn)線示意圖該機(jī)械手采取均布回轉(zhuǎn)式結(jié)構(gòu)從而保證了機(jī)械手隨時(shí)都有一手臂處于生產(chǎn)線取磚的位置。墻地磚按所檢測(cè)的結(jié)果分為3個(gè)不同等級(jí)分別輸送堆放在3個(gè)碼垛位置優(yōu)等品

5、有輸送線送至碼垛1機(jī)械手不動(dòng)作合格品與不合格品分別有機(jī)械手取至碼垛位置2碼垛位置3。3機(jī)械手運(yùn)動(dòng)及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1氣動(dòng)回路系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用均布三臂回轉(zhuǎn)式結(jié)構(gòu)其機(jī)械手的主要?jiǎng)幼鳉w納為手臂的升降、吸盤的吸附與松開(kāi)、機(jī)座的旋轉(zhuǎn)這3個(gè)動(dòng)作分別由升降氣缸、吸盤和雙作用氣缸來(lái)完成其次采用換向閥來(lái)實(shí)現(xiàn)動(dòng)作的交替變化。氣動(dòng)回路系統(tǒng)原理圖如圖2所示。收稿日期:2006210213作者簡(jiǎn)介:聶陶蓀(1946—)男江西南昌人教授主要從事機(jī)電一體化方面的研究與教

6、學(xué)工作。真空吸盤的吸附動(dòng)作由真空發(fā)生器和二位二通閥控制升降手臂由三位四通閥控制機(jī)座旋轉(zhuǎn)通過(guò)雙作用氣缸的動(dòng)作由三位四通閥控制整個(gè)回路都采用行程開(kāi)關(guān)控制信號(hào)。氣源經(jīng)空氣過(guò)濾器、減壓閥處理后通過(guò)相應(yīng)的電磁換向閥進(jìn)入各個(gè)氣動(dòng)執(zhí)行元件。電磁換向閥2YA、4YA、6YA通電時(shí)機(jī)械手手臂下降吸盤對(duì)墻地磚進(jìn)行吸附動(dòng)作電磁閥1YA、3YA、5YA在機(jī)械手完成吸附動(dòng)作后通電機(jī)械手手臂上升。此時(shí)根據(jù)所吸附的墻地磚被檢測(cè)出的等級(jí)(合格或者不合格)對(duì)合格品電磁閥

7、10YA通電手臂左轉(zhuǎn)到達(dá)其碼垛位子對(duì)不合格品電磁閥11YA通電手臂右轉(zhuǎn)到達(dá)其碼垛位子。然后電磁閥2YA、4YA、6YA通電手臂下562007年第5期液壓與氣動(dòng)圖4機(jī)械手工作流程按鈕1個(gè)輸出點(diǎn)數(shù)為14個(gè)其中電磁鐵11個(gè)電源指示燈1個(gè)機(jī)械手手臂原限位指示燈2個(gè)。PLC控制系統(tǒng)的賦值如表1所示。表1PLC控制系統(tǒng)的賦值表操作數(shù)符號(hào)標(biāo)志注釋10.01YA手臂原位a010.12YA手臂限位a110.23YA手臂原位b010.34YA手臂限位b11

8、0.45YA手臂原位c010.56YA手臂限位c110.6SQ接近開(kāi)關(guān)11.07YA上位機(jī)信號(hào)1操作數(shù)符號(hào)標(biāo)志注釋11.18YA上位機(jī)信號(hào)211.29YA上位機(jī)信號(hào)312.0SP雙作用缸原位d012.110YA雙作用缸限位d112.311YA雙作用缸限位d2Q4.0LEI電源指示燈Q4.1LE2手臂原位指示燈Q4.2LE3手臂限位指示燈為增強(qiáng)本程序的可讀性及簡(jiǎn)化程序整個(gè)軟件系統(tǒng)采用模塊化結(jié)構(gòu)以方便指令中的IST狀態(tài)初始化指令來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

9、總軟件系統(tǒng)包括初始化電路、故障報(bào)警程序、點(diǎn)動(dòng)操作程序、歸位程序及自動(dòng)操作程序五大模塊構(gòu)成分別解決單個(gè)問(wèn)題然后再進(jìn)行綜合。其系統(tǒng)模塊圖如圖5。其中歸位程序是機(jī)械手在工作中突然斷電后來(lái)點(diǎn)按下歸位按鈕可以使機(jī)械手自動(dòng)返回原點(diǎn)。圖5系統(tǒng)模塊圖4結(jié)論機(jī)械手則是接受來(lái)自檢測(cè)生產(chǎn)線中央控制器的分選信息實(shí)現(xiàn)不同級(jí)別產(chǎn)品碼垛的搬運(yùn)設(shè)備。其總體設(shè)計(jì)是采用由PLC控制器控制的氣動(dòng)回轉(zhuǎn)式均布三臂機(jī)械手執(zhí)行系統(tǒng)采用具有斷電保護(hù)的真空吸盤的吸附方式機(jī)械手在結(jié)構(gòu)上可

10、以完成墻地磚的吸附、搬運(yùn)、碼垛的工作具有效率高、工作可靠、新穎的特點(diǎn)。該機(jī)械手在墻地磚分檢生產(chǎn)線上的應(yīng)用可以保證工作的連續(xù)性并提高生產(chǎn)效率。可編程控制器作為運(yùn)動(dòng)控制PLC控制系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)把整個(gè)設(shè)計(jì)任務(wù)按各自的功能分成多個(gè)互相獨(dú)立的模塊每個(gè)模塊都有特定的功能有自己的信息入口和信息出口可在不必了解模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)時(shí)就能方便的應(yīng)用。具有體積小、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)。參考文獻(xiàn):[1]聶陶蓀等.墻地磚表面平整度自動(dòng)連續(xù)檢測(cè)技術(shù)[J].北

11、京:中國(guó)陶瓷工業(yè)2004(2).[2]SMC(中國(guó))有限公司.現(xiàn)代實(shí)用氣動(dòng)技術(shù)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社1998.[3]田玲.氣動(dòng)組合臺(tái)真空吸附機(jī)械手系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].真空2001(5).[4]袁任光.可編程序控制器應(yīng)用技術(shù)與實(shí)例[M].廣州:華南理工大學(xué)出版社2003.[5]CBT3810.21999陶瓷試驗(yàn)方法:第三部分:尺寸和表面質(zhì)量的檢驗(yàn)[S].[6]CBT4100.11999干壓陶瓷磚[S].[7]CristinaE.Cost

12、aMariaPetrou.Automaticregistrationofce2ramictilesfthepurposeoffaultdetection[J].MachineVisionApplications200011(5).(上接第64頁(yè))不給動(dòng)作時(shí)液壓缸上腔油管也有壓力因此我初步判定:做上一工作循環(huán)的最后一個(gè)動(dòng)作落鉤時(shí)落鉤換向閥閥芯卡住或復(fù)位彈簧折斷使落鉤換向閥不能復(fù)位。當(dāng)其他換向閥控制提門缸做相反的動(dòng)作時(shí)形成液壓管路短接液壓油