陶瓷墙地砖分检机械手运动及控制系统的设计.pdf

第5期
液压与气动
陶瓷墙地砖分检机槭手运动及控制系统的设计
聂陶荪,程洪涛,梁刚2,田锋,黄金源
Movement and Control System Design of the Ceramic Tile Cate orizing Mantpulator
NE Tao-sun, CHENG Hong tao LLANG Cang, TIAN Feng, HUANGJIR yuan
(1.景德鎮陶瓷学院,江西省景德缜333001;2.景德镇高等专科学校,江西省景德镇33000
摘要:对陶瓷墙地伎全自动检测牛产线的均布三臂回转式分检机械于进行了运动及控制系统设计。
其机座的回转及于臂的降等运动采用气动驱动,于腕采用具有断电保护的真空吸盘吸附方式,控制运动的
LC系统采用了先进的模块化设计,具有可靠性高、抗下扰能力强和易」操控的特点。
关键词:陶瓷墙地砖;分檢机械手;控制系统;编稞控制器
中图分类号:IB21文献标识码:B文章编号:10004858(200705-0065-03
1前言
该机械于采取均布回转式结构,从而保述了机械
针对我国陶瓷墙地俵行业的迅速发展而检测技术手随时都有一手臂处于生产线取传的位置。墙地砖按
却仍停留在人『随机抽檢的现状,文献[1]提出了基于所檢测的结果分为3个不同等级分別输送堆放在3个
光纤传感器的墙地砖自动檢测技术,该技术可以避免码垛位置,优等品有输送线送至码垛1,机械于不动
漏检,保证检测质量且实现自动分级码垛。该检测生作;合格品与不合格品分别有机械手取码垛位置2
线中对被检测斤的墙地砖进行分级码垛的机械手目码垛位置3。
前在国内尚尤现成的产品。内而为实现该检测牛产线3机械手运动及控制系统设计
的功能,研制一种适用的分检码垛机械手是完全必要3.1气动回路系统设计
的。本文主要针对均布臂回转式分检机械手的运动
采用均布三臂回转式结构,其机械于的主要动作
和控制系统进行了研究和设计。
归纳为手臂的升降、吸盘的吸附与松开、机座的旋转
2检测生产线工作原理
这3个动作分别山升降气、吸盘利和双作用气缶米完
该檢测生产线采用反射式光纤传感器作测量头,成;其次,采用换间阀来实现动作的交替变化。气动回
对墙地表而进行多点检测。其に艺流稈为:墙地传路系统原埋图如图2所示。
出输送带输送,当墙地依到达正确的檢测位置付,被光
真空败盘的吸附动作出真空发生器和二位二通阀
眼检测到控制系统启动传感器对墙地伎进行测量,测控制,?降于臂出三位四通阀控制机座旋转通过双作
量数据经过计算机处理,并按国家标准列分为优、合用气缶的动作山三位四通阀控制,整个回路都采用行
格、不合格3个等级。根据处理结果,央控制器控制程丌关控制信号。气源经空气过滤器、减炷阀处理后
分检机械手将不同等级的墙地输送至不同的方向,通过相应的电磁换向阀进入各个气动执行元件。电磁
最斤出码垛机将各等毀墙地砖分別收集码垛。该檢测换向2YA、4YA、6YA通电时机械于于臂下降,吸盘
生产线示意图见图1
墙地砖进行吸附动作;电磁阀1YA、3YA、5YA在机
墙地砖检测装置接近开关
械手完成吸附动作斤通电,机械手手臂上升。此时根
据所吸附的墙地传被檢测出的等级(合格或者不合
格),对合格品电磁阀10YA通电手臂左转到达其码垛
机械手的位置1
位子,对不合格品电11YA通电手臂右转到达其
码塚位2(?码位
码垛位子。然后电磁阀2YA、4YA、6YA通电手臂下
收稿H期:200(1013
图1检测生产线示意图
作者简介:聂陶荪(1946-),男,江西南昌人,教授,主要从事
机电体化方面的研究与教学T作。
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2007年第5期
降,最后电磁换阀7YA、8YA、9YA通电,败盘内被注时,保持吸盘内的真空床力不变,可节省能量;二是
入空真空杯砹环从而释放墙地砖。需要说明的是1一旦停电,可延缓吸吊工件脱落的吋间,以便米取安
次分选只有1文手臂动作,其余手臂上的电磁换向阀全对策即断电保扩。真空发生器的排气口安装有消
不通电,于臂只有旋转动作面没有爪降动作。
声器,不仅可以降低噪声,而且.能起过滤作用,以提
高真空系统工作的可靠性
12
15
头W
8
10
气源2.冷冻式十燥器3.空汽过滤器4.减压阀5.真空破坏阀
节流7.真空压力开关8.过港器9.貞空表10.真空吸盘
1.被吸吊物12.供气阀13.空发14.消声器15.单向
图3真空吸附原理图
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3.3LC控制系统设计
通常,机械手控制系统卞要采用以下3种方式:
是继电器控制系统;二是瓦C控制系统;三是微机控
制系统。继电器控制系统出」故障率高、控制方式不
图2气动回路统原理图
灵峾及功率消耗大等缺点,目前已逐渐被人们所淘汰
3.2机械于腕部一动回路设
微机控制系统虽然在智能控制方而有较强大的功能
其下作原理如?3所示。在该机械于系统中其但也存在一定的不足之处,即抗扰性差,一般维修人
具体的执行部分就是机械手的腕部,设讣中考虑到员难以掌握其维修找术;而BC控制系统是日前在机
所分选的工什是墙地砖、因而选用气吸式下腕、采用械手控制系统中使用最广泛的控制方式,由于其运行
貞空吸盘吸附墙地侒。当供气阀12电磁铁通电时可靠、使用维修方便、抗下扰性强等优越性,以及具有
供气阀气路导通。净化后的压缩空气经供气阀12、功能完备、作简便等优点,本机械丁控制系统采用这
真空发生器13、消声器14向外喷射。因真空发生器利种控制方式。为了保让机械手能够准确取砖,手臂上
的最小喷管喉部自径很小、故设置了冷冻式干燥器2装有接近开关,当接近开关感应釗啬地砖时,向EC
和空气过滤器3进行除水、除油、除尘,以保证空气提供信号再出LC根据檢测信号发机械于的动作
净化度。当真空破坏阀5通电时,爪缩空气经真空命令指引机械手的动作。机械手的じ作流程图如图4
破坏阀5、节流6进入吸盘,从而破坏了吸盘内的所示。在上位机的不同倍号下,机械手做出不同的动
真空状心,使工件脱离败盘。真空系统屮的节流阀6
简而言之就是机械于对优等品无动作,对合格品取
用于控制真空破坏的快慢,节流阀出口的压力不得传后左转120、对不合格品イ转120°,到达指定位置卸
高于0.SMPa、以保护真空压力开关7和过滤器8。同时离合器动作,下主轴述速位進备下一次作。
图中真空压力川关7用于检测真空压力的人小。当根据机械的功能要求,机槭的控制系统设计成单
真空床力未达到设定值时,开关处」j断开状态;当真级式以实现対机械丁驱动器件的控制。根据工艺要求、
空乐力达到设定值时,川关处于接通状态,发出电信控制功能等综合考虑,本系统选用某公可3.5FXN
号指挥真空败附机构动作。若真空系统有泄漏,或48MR微型EC,其输入点为24点,该系统除了开关量
其他原因影响到真空爪力大小时,装上真空压力开的输入输出外,没有其他方面的要求。根据机械于的
关可保证真空系统安全可靠工作,以避免吸着不稳气动系统原理及电磁铁的动作表?以确定输入
定。单向阀15的作用:一是当供阀12停止供点数为11个,其中行稞井关9个,接近井关1个,操作
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