[發(fā)明專利]一種電子氣動(dòng)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610763218.1
• 申請(qǐng)日: 2016-08-30
• 公開（公告）號(hào): CN107784912A
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李征
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 李征
• 主分類號(hào): G09B25/02
• 分類號(hào): G09B25/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

背景技術(shù)

本發(fā)明涉及一種電子氣動(dòng)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，適用于機(jī)械領(lǐng)域。

背景技術(shù)

機(jī)電一體化技術(shù)是近十幾年來國際上發(fā)展很快的高新技術(shù)，已滲透到國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域。采用機(jī)電一體化技術(shù)就是發(fā)揮以微機(jī)為核心的微電子技術(shù)優(yōu)勢：對(duì)于一般機(jī)械而言，可使機(jī)械結(jié)構(gòu)簡化且控制更為靈活、細(xì)致；對(duì)于采用氣動(dòng)元件作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)的機(jī)械設(shè)備而言，較之采用繼電器接觸控制更為可靠、方便，增加了柔性。微型計(jì)算機(jī)及以微機(jī)為核心的專用控制機(jī)的推廣應(yīng)用，采用電子控制的便捷、靈活和可靠等優(yōu)勢與采用氣壓傳動(dòng)的簡單、快捷和安全的優(yōu)點(diǎn)相互結(jié)合，使得電子氣動(dòng)控制技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。電子氣動(dòng)控制技術(shù)是機(jī)電一體化技術(shù)的一個(gè)重要組成部分，由于它在工業(yè)機(jī)器人中的成功應(yīng)用，使得這項(xiàng)技術(shù)的推廣具有了良好而廣闊的前景。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出了一種電子氣動(dòng)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)、精選國外工程用優(yōu)良元器件、集控制-檢測-執(zhí)行等于一體的綜合性實(shí)驗(yàn)裝置。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是。

所述電子氣動(dòng)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)由控制模塊(基本模塊)和操作機(jī)模塊構(gòu)成。

所述控制模塊由FX2N系列PLC、F940GOT人機(jī)界面及輸出輸入接口板組成。

所述操作機(jī)模塊由電子氣動(dòng)機(jī)器人、基本氣動(dòng)回路實(shí)驗(yàn)?zāi)K及相應(yīng)接口板組成。

所述機(jī)器人實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)采用氣壓傳動(dòng)，它由機(jī)座、機(jī)身(體旋轉(zhuǎn)氣缸)、水平臂(臂伸縮滑動(dòng)單元)、垂直臂(臂升降滑動(dòng)單元)、手爪(氣手指)組成，可以完成機(jī)器人的體旋轉(zhuǎn)、水平臂的伸縮、垂直臂的升降以及手爪的抓取等動(dòng)作，可以方便地通過節(jié)流閥調(diào)節(jié)合適的執(zhí)行件速度，完成獨(dú)立的基本氣動(dòng)回路實(shí)驗(yàn)。

所述機(jī)器人氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用了先進(jìn)的閥島技術(shù)，閥島是近年來在氣-電-體化方面最為成功的產(chǎn)品之一，它把多個(gè)電磁閥采用總線結(jié)構(gòu)集成在一起，縮小了體積，減少了控制線，便于安裝、綜合布線和采用計(jì)算機(jī)控制，尤其對(duì)于大型自動(dòng)化設(shè)備，對(duì)閥島可以進(jìn)行直接控制或總線控制，使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、簡化。

所述機(jī)器人的氣動(dòng)系統(tǒng)包括體旋轉(zhuǎn)氣缸、水平臂伸縮滑動(dòng)單元、垂直臂升降滑動(dòng)單元、手爪(氣手指)。

本發(fā)明的有益效果是：該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)可以滿足《工業(yè)機(jī)器人》、《氣動(dòng)技術(shù)》、《可編程序控制器技術(shù)》等課程的教學(xué)、實(shí)驗(yàn)，應(yīng)用其具有可編程、二次設(shè)計(jì)、調(diào)試等開放式功能特點(diǎn)，可提高學(xué)生的工程素質(zhì)、創(chuàng)新能力、綜合實(shí)踐及應(yīng)用能力，滿足培養(yǎng)綜合性和創(chuàng)新型、高層次、復(fù)合型工程技術(shù)人員的要求。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的電子氣動(dòng)機(jī)器人。

圖2是本發(fā)明的電子氣動(dòng)機(jī)器人氣動(dòng)系統(tǒng)原理圖。

圖3是本發(fā)明的電子氣動(dòng)機(jī)器人PLC外部接線圖。

圖中：1. 機(jī)座；2.機(jī)身；3.水平臂；4.垂直臂；5.指夾持；6.指。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

如圖1，機(jī)器人采用氣壓傳動(dòng)，選用品質(zhì)精良的進(jìn)口SMC氣動(dòng)元件組合而成機(jī)器人本體，為圓柱坐標(biāo)式機(jī)器人結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)3自由度，它由機(jī)座、機(jī)身(體旋轉(zhuǎn)氣缸)、水平臂(臂伸縮滑動(dòng)單元)、垂直臂(臂升降滑動(dòng)單元)、手爪(氣手指)組成，可以完成機(jī)器人的體旋轉(zhuǎn)、水平臂的伸縮、垂直臂的升降以及手爪的抓取等動(dòng)作，可以方便地通過節(jié)流閥調(diào)節(jié)合適的執(zhí)行件速度，完成獨(dú)立的基本氣動(dòng)回路實(shí)驗(yàn)。其控制系統(tǒng)采用目前控制領(lǐng)域應(yīng)用比較普遍、性能優(yōu)越的PLC(可編程序控制器)，根據(jù)需要選用FX2 N-48 M R可編程序控制器作為控制系統(tǒng)核心。操縱環(huán)節(jié)選用F940人機(jī)界面，操作界面直觀、形象，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人運(yùn)行狀況的監(jiān)控功能。

如圖2，在機(jī)器人氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中采用了先進(jìn)的閥島技術(shù)，閥島是近年來在氣-電-體化方面最為成功的產(chǎn)品之一，它把多個(gè)電磁閥采用總線結(jié)構(gòu)集成在一起，縮小了體積，減少了控制線，便于安裝、綜合布線和采用計(jì)算機(jī)控制，尤其對(duì)于大型自動(dòng)化設(shè)備，對(duì)閥島可以進(jìn)行直接控制或總線控制，使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、簡化。機(jī)器人的氣動(dòng)系統(tǒng)包括體旋轉(zhuǎn)氣缸、水平臂伸縮滑動(dòng)單元、垂直臂升降滑動(dòng)單元、手爪(氣手指)。

要求該控制系統(tǒng)具有手動(dòng)運(yùn)行模式、原點(diǎn)回歸模式和自動(dòng)運(yùn)行模式。

手動(dòng)模式：按動(dòng)各開關(guān)按鈕，氣缸可作相應(yīng)手動(dòng)控制。

原點(diǎn)模式：按回原點(diǎn)按鈕氣缸回原點(diǎn)位置，前臂(垂直氣缸)處在上升的極限位置，后臂(水平氣缸)處在縮進(jìn)的極限位置，旋轉(zhuǎn)缸處在逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的極限位置，氣手指松開；

自動(dòng)模式：在完成回原點(diǎn)操作后，將模式開關(guān)切換至自動(dòng)模式，此時(shí)按啟動(dòng)按鈕可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)行，按停止按鈕，機(jī)器人將在1個(gè)循環(huán)工作結(jié)束后停止。