本發(fā)明涉及一種往復(fù)移動式氣動機械手的精確位置控制系統(tǒng)，適用于機械領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

固定式氣動機械手廣泛應(yīng)用于自動裝配生產(chǎn)線，在提高生產(chǎn)效率、保障裝配精度及降低操作者的勞動強度等方面都發(fā)揮了重要作用。隨著裝配生產(chǎn)線自動化程度的不斷提高，固定式的機械手已不能勝任多工位、長距離、寬面域的自動裝配生產(chǎn)線的工作，取而代之是往復(fù)移動式氣動機械手。移動式機械手主要由移動平臺和機械手共同組成，與固定式機械手相比較，具有工作范圍大、精確的位置控制功能等特點，因此，移動式機械手在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用會更加廣泛，對移動式機械手的精確位置控制的研究，將有著很重要的實際意義。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出了一種往復(fù)移動式氣動機械手的精確位置控制系統(tǒng)，該機械手控制系統(tǒng)具有控制簡單、運行可靠、位置控制方便、精度準確等特點，已被廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：所述控制系統(tǒng)中，機械手臂的升降、回轉(zhuǎn)及氣動夾頭的動作是由氣動回路的控制實現(xiàn)的。氣動夾頭是由直線運動氣缸和夾持裝置組成，氣缸伸出，夾頭加緊，氣缸回縮，夾頭釋放；升降氣缸負責(zé)機械手臂的升降，該氣缸與氣動夾頭氣缸，分別由兩個兩位五通單電控直流24V的電磁閥控制；旋轉(zhuǎn)氣缸負責(zé)機械手臂的180°的回轉(zhuǎn)，有0和180°兩個位置，該氣缸由一個雙電控兩位五通電磁閥控制：在各氣缸的進出回路分別設(shè)有單向節(jié)流閥，用來控制氣缸動作的速度及穩(wěn)定性。該氣路組成簡單、實用，完全滿足移動機械手的動作要求。

所述控制系統(tǒng)共有9個輸入及6個輸出信號，采用西門子S7-200CPU226滿足要求。直流電動機是移動式機械手做往復(fù)移動的動力元件，該電機由KM1和KM2控制正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)。

所述機械手的移動是通過同步齒形帶帶動移動平臺作往復(fù)移動的，齒形帶移動的距離通過增量型編碼器轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的脈沖信號，此脈沖信號被PLC的高速計數(shù)器進行計數(shù)，其計數(shù)值與齒形帶移動的距離存在著對應(yīng)關(guān)系，當(dāng)齒形帶移動達到某一設(shè)定值時，通過高速計數(shù)器的計數(shù)值就可以控制PLC輸出，PLC的輸出控制電動機停止工作，從而實現(xiàn)了機械手的位置控制。

按照不同的控制要求，機械手可以設(shè)計出很多種控制程序，在此不全部給出，在這只給出齒形帶移動距離控制程序。為了控制齒形帶的移動距離，必須知道編碼器的脈沖當(dāng)量，即一個脈沖對應(yīng)齒形帶移動的距離，也就是控制齒形帶的移動精度。

本發(fā)明的有益效果是：該機械手控制系統(tǒng)具有控制簡單、運行可靠、位置控制方便、精度準確等特點。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。

圖1是本發(fā)明的氣路原理圖。

圖2是本發(fā)明的PLC控制系統(tǒng)的硬件電路圖。

圖3是本發(fā)明的齒形帶移動距離控制原理圖。

圖中：1.直流電動機；2.主動齒形帶輪；3.同步齒形帶；4.移動平臺；5.被動齒形帶輪；6.旋轉(zhuǎn)編碼器。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。

如圖1，控制系統(tǒng)中，機械手臂的升降、回轉(zhuǎn)及氣動夾頭的動作是由氣動回路的控制實現(xiàn)的。氣動夾頭是由直線運動氣缸和夾持裝置組成，氣缸伸出，夾頭加緊，氣缸回縮，夾頭釋放；升降氣缸負責(zé)機械手臂的升降，該氣缸與氣動夾頭氣缸，分別由兩個兩位五通單電控直流24V的電磁閥控制；旋轉(zhuǎn)氣缸負責(zé)機械手臂的180°的回轉(zhuǎn)，有0和180°兩個位置，該氣缸由一個雙電控兩位五通電磁閥控制：在各氣缸的進出回路分別設(shè)有單向節(jié)流閥，用來控制氣缸動作的速度及穩(wěn)定性。該氣路組成簡單、實用，完全滿足移動機械手的動作要求。

如圖2，控制系統(tǒng)共有9個輸入及6個輸出信號，采用西門子S7-200CPU226滿足要求。直流電動機是移動式機械手做往復(fù)移動的動力元件，該電機由KM1和KM2控制正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)。直線導(dǎo)軌支撐移動平臺，機械手的移動距離由直線導(dǎo)軌的長度決定。承載氣動機械手，使之延直線導(dǎo)軌移動?？刂茪鈩訖C械手作180°的往復(fù)旋轉(zhuǎn)運動，并在0和180°兩個位置設(shè)有限位開關(guān)。升降氣缸控制機械手臂和氣動夾頭上升和下降。氣動夾頭夾緊和放松工件，接近開關(guān)限制機械手的行程距離，使其移動不要超距。旋轉(zhuǎn)編碼器，位置檢測元件，采用增量型旋轉(zhuǎn)編碼器，與PLC 配合實現(xiàn)精確的位置控制。直流電機是機械手移動的動力元件。

如圖3，機械手的移動是通過同步齒形帶帶動移動平臺作往復(fù)移動的，齒形帶移動的距離通過增量型編碼器轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的脈沖信號，此脈沖信號被PLC的高速計數(shù)器進行計數(shù)，其計數(shù)值與齒形帶移動的距離存在著對應(yīng)關(guān)系，當(dāng)齒形帶移動達到某一設(shè)定值時，通過高速計數(shù)器的計數(shù)值就可以控制PLC輸出，PLC的輸出控制電動機停止工作，從而實現(xiàn)了機械手的位置控制。

按照不同的控制要求，機械手可以設(shè)計出很多種控制程序，在此不全部給出，在這只給出齒形帶移動距離控制程序。為了控制齒形帶的移動距離，必須知道編碼器的脈沖當(dāng)量，即一個脈沖對應(yīng)齒形帶移動的距離，也就是控制齒形帶的移動精度。