張衛(wèi)軍

摘 要：利用機(jī)械手的自動(dòng)定點(diǎn)搬運(yùn)功能，為機(jī)械手提供自動(dòng)上料，以實(shí)現(xiàn)工件或貨物的自動(dòng)化搬運(yùn)解決方案，研制具有一定適用范圍的供料及搬運(yùn)裝置，極大地提高生產(chǎn)效率并減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)上料系統(tǒng)；機(jī)械手

0 引言

機(jī)械手在自動(dòng)化生產(chǎn)中以其高效、精確，被廣泛應(yīng)用。與機(jī)械手的定點(diǎn)搬運(yùn)功能相配合的自動(dòng)送料系統(tǒng)是保證生產(chǎn)線自動(dòng)化的重要環(huán)節(jié)。針對自動(dòng)上料的研究，很多人根據(jù)不同場合和用途，也都進(jìn)行了諸多探索。核心目的都是解決無人值守的全自動(dòng)或者是半自動(dòng)供料裝置及其系統(tǒng)化功能的完成或改善。鑒于此，設(shè)計(jì)為機(jī)械手提供自動(dòng)上料的系統(tǒng)完成生產(chǎn)線局部甚至是全部自動(dòng)化。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 基于機(jī)械手的自動(dòng)上料系統(tǒng)主要包括搬運(yùn)機(jī)械手、自動(dòng)上料機(jī)構(gòu)。

上料機(jī)構(gòu)由豎直方向舉升氣缸三、托舉板、水平縱向氣缸一、水平橫向氣缸二、光電傳感器、限位開關(guān)、延時(shí)繼電器、出料平臺(tái)構(gòu)成。這一上料機(jī)構(gòu)是基于PLC控制的自動(dòng)化裝置，用于完成自動(dòng)化送料功能。物料搬運(yùn)是由機(jī)械手完成。搬運(yùn)機(jī)械手機(jī)構(gòu)由步進(jìn)電動(dòng)機(jī)及驅(qū)動(dòng)器、機(jī)械手臂伸縮螺桿、機(jī)械手氣動(dòng)手爪、機(jī)械手臂升降螺桿、限位開關(guān)、磁性傳感器等組成，主要完成將物料從上料機(jī)構(gòu)的出料平臺(tái)輸送到指定位置待加工或直接裝夾于機(jī)床。

1.2 系統(tǒng)工作原理

豎直方向舉升氣缸通過托舉板將物料向上推舉，到達(dá)儲(chǔ)料車頂部時(shí)阻斷光電傳感器，觸發(fā)啟動(dòng)信號(hào)給水平橫向氣缸二動(dòng)作，將物料向出料平臺(tái)推送，到達(dá)出料平臺(tái)限位開關(guān)SQ3后，觸發(fā)水平橫向氣缸二退回動(dòng)作，極限開關(guān)為SQ4，機(jī)械手于出料平臺(tái)處抓取物料，返回后觸發(fā)水平橫向氣缸二繼續(xù)動(dòng)作。當(dāng)橫向物料全部推送完成后，水平縱向前端出現(xiàn)空置，水平縱向氣缸一的阻力消失，且SQ1斷開，通過推板推動(dòng)整排物料縱向前進(jìn)到達(dá)儲(chǔ)料車前端，儲(chǔ)料車前端壁上限位開關(guān)SQ1被重新接通，再次啟動(dòng)橫向推送物料。水平方向物料全部推送完畢后，儲(chǔ)料車上部空置，光電傳感器光感信號(hào)被接通，豎直方向氣缸三開始向上的推舉動(dòng)作，到達(dá)頂端并阻斷光電傳感器，停止動(dòng)作，同時(shí)水平推送再一次開始。系統(tǒng)中水平橫向氣缸的復(fù)位極限位置由限位開關(guān)SQ4控制，水平縱向氣缸的復(fù)位極限位置由限位開關(guān)SQ2控制。豎直方向氣缸的復(fù)位極限位置由限位開關(guān)SQ6控制。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

2.1 PLC控制模塊

根據(jù)統(tǒng)的控制要求，選用三菱FX2N PLC作為控制器，電路中PLC控制I/O接線圖如圖1所示。

2.2 氣動(dòng)控制模塊

自動(dòng)上料系統(tǒng)采用氣動(dòng)控制方式，主要由豎直方向推送氣缸、水平橫向推送氣缸、水平縱向推送氣缸及電氣控制單元組成，控制原理圖如圖2所示。

豎直方向推送氣缸Q3通過托舉盤將物料向上托起，由光電傳感器控制Q3停止，由行程開關(guān)控制復(fù)位退回；水平橫向推送由Q2完成，由出料平臺(tái)上的限位開關(guān)控制停止，由行程開關(guān)控制復(fù)位退回；水平縱向推送由Q1完成，由儲(chǔ)料車上縱向頂端壁上的限位開關(guān)控制停止，由行程開關(guān)控制復(fù)位退回。

3 自動(dòng)上料程序設(shè)計(jì)

自動(dòng)上料系統(tǒng)的控制程序如下：

4 結(jié)束語

本系統(tǒng)采用三菱PLC控制物料的自動(dòng)輸送，詳細(xì)介紹了系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)能夠自動(dòng)連續(xù)對物料進(jìn)行定位輸送，是與機(jī)械手配合的一種非常實(shí)用的自動(dòng)上料系統(tǒng)，勞動(dòng)生產(chǎn)率顯著提高，勞動(dòng)強(qiáng)度大大降低。

參考文獻(xiàn)：

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