張衛(wèi)軍

摘 要：利用機(jī)械手的自動定點(diǎn)搬運(yùn)功能，為機(jī)械手提供自動上料，以實(shí)現(xiàn)工件或貨物的自動化搬運(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)效率并減輕勞動強(qiáng)度。

關(guān)鍵詞：自動上料系統(tǒng)；機(jī)械手

0 引言

機(jī)械手在自動化生產(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)功能相配合的自動送料系統(tǒng)是保證生產(chǎn)線自動化的重要環(huán)節(jié)。針對自動上料的研究，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或者是半自動供料裝置及其系統(tǒng)化功能的完成或改善。鑒于此，設(shè)計(jì)為機(jī)械手提供自動上料的系統(tǒng)完成生產(chǎn)線局部甚至是全部自動化。

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)械手的自動上料系統(tǒng)主要包括搬運(yùn)機(jī)械手、自動上料機(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)、延時繼電器、出料平臺構(gòu)成。這一上料機(jī)構(gòu)是基于PLC控制的自動化裝置，用于完成自動化送料功能。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)電動機(jī)及驅(qū)動器、機(jī)械手臂伸縮螺桿、機(jī)械手氣動手爪、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)儲料車頂部時阻斷光電傳感器，觸發(fā)啟動信號給水平橫向氣缸二動作，將物料向出料平臺推送，到達(dá)出料平臺限位開關(guān)SQ3后，觸發(fā)水平橫向氣缸二退回動作，極限開關(guān)為SQ4，機(jī)械手于出料平臺處抓取物料，返回后觸發(fā)水平橫向氣缸二繼續(xù)動作。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，通過推板推動整排物料縱向前進(jìn)到達(dá)儲料車前端，儲料車前端壁上限位開關(guān)SQ1被重新接通，再次啟動橫向推送物料。水平方向物料全部推送完畢后，儲料車上部空置，光電傳感器光感信號被接通，豎直方向氣缸三開始向上的推舉動作，到達(dá)頂端并阻斷光電傳感器，停止動作，同時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 氣動控制模塊

自動上料系統(tǒng)采用氣動控制方式，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 自動上料程序設(shè)計(jì)

自動上料系統(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)用的自動上料系統(tǒng)，勞動生產(chǎn)率顯著提高，勞動強(qiáng)度大大降低。

參考文獻(xiàn)：

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