7]单片机STC89C52RC主控电路模块5，由单片机最小系统和PC通信电路组成。用于接收处理相应的输入信号，判定机械手工作模式，输出机械手下一步运动的信号；并且可以实现单片机程序的烧录或在线仿真。
[0028]单片机STC89C52RC主控电路模块5在输出完毕后不允许占用数据总线，系统还要不断检测输入信号的状态，所以在接口电路中设置数据锁存器，在关闭锁存器的时候，数据总线上的数据不能对电磁阀进行控制。译码器B7的输出端经过由NPN三极管组成的反向电路之后控制锁存器10的锁存使能端，一共可以拓展8个锁存器10，使得输出信号的个数最多可以达到64个。开机延时电路8控制锁存器10的输出使能端，可以保证单片机在复位或者开机的时候锁存器输出为高阻态，防止机械部件误动作。继电器12驱动模块，由PNP三极管驱动电路组成，低电平有效，用于将单片机的输出信号驱动继电器12动作，继电器12选择的是双刀双掷类型，可以控制两个相同类型气缸同时作相同的动作。
[0029]本发明中气动搬运机械手控制系统原理框图如图1和4所示，其中磁性开关I用来检测水平伸缩气缸16和竖直升降气缸19是否运动到位。夹爪21的两个抱具气缸由一个电磁阀13控制，两个抱具气缸同时动作，通过延时的方式来夹紧物体。本实施例中功能按键2有单步按钮，手/自档位开关。手/自档位开关可以设置机械手的工作模式，有手动和自动运行模式，处于自动运行模式时，需要给气动搬运机械手开始运动的信号；处于手动运行模式时，通过单步按钮控制机械手进行单步运动。
[0030]转盘25由其下面的电机26带动，每隔15s转动一次，转盘25上设计有凹槽，凹槽上装有行程开关，用以检测转盘是否转动和是否转动到位，行程开关的信号进入机械手控制系统中，气动搬运机械手处于自动运行模式下时，行程开关的信号就是使机械手开始自动运动的信号。
[0031]如图3和4所示，本发明实施例中的注塑叶片由注塑机注塑完毕后会放置于转盘25上，注塑叶片会因为注塑机的参数没调整到位，材料等原因出现长时间或间歇性的缺料缺陷问题，因此在生产线上加入了注塑叶片缺料缺陷诊断装置28，若注塑叶片不合格该诊断装置会发出不合格信号进入气动搬运机械手控制系统，气动搬运机械手控制系统控制气缸132下降，使得注塑叶片沿着滑块31滑下；若注塑叶片合格，则气动搬运机械手控制系统控制气缸132上升，使得注塑叶片滑入滑槽34中。实现了注塑叶片有缺料和无缺料的分栋。
[0032]继电器10使用的是双刀双掷类型，控制气动搬运机械手A27和气动搬运机械手B30中相同类型气缸的电磁阀的信号相同，所以气动搬运机械手A27和气动搬运机械手B30的动作将同时进行。处于自动运行模式下，行程开关发出转盘25转动到位信号后，气动搬运机械手A27将注塑叶片从转盘上夹取到缺料缺陷诊断装置28中去，气动搬运机械手B30同时将缺料缺陷诊断装置28中的注塑叶片夹取到滑块31上，气动搬运机械手A27和气动搬运机械手B30的运动将互不干涉。
[0033]气动搬运机械手自动运行的动作流程图如图5所示。自动运行按钮处于接通状态，机械手A27的自动运行动作流程如下:
[0034]I)系统上电后，各气缸回复到原始位置；
[0035]2)转盘转动到位后，水平气缸伸出，伸出到位后竖直气缸下降，下降到位后抱具气缸夹紧，延时0.5S ；
[0036]3)竖直气缸上升，上升到位后水平气缸缩回，缩回到位后竖直气缸下降，下降到位后抱具气缸放松，延时0.5S ；
[0037]4)竖直气缸上升，上升到位后转入第2步中继续。
[0038]所设计的气动搬运机械手易于实现，定位准确并且具有较高的经济性，它能够实现两个工位之间的切换，尤其适用于空调中注塑叶片的点位搬运。
[0039]以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明保护的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求书规定。
【主权项】
1.一种气动搬运机械手机械结构与控制系统，其特征在于，包括气动搬运机械手机械机构及其气动搬运机械手控制系统； 所述气动搬运机械手机械机构包括水平伸缩气缸固定座(15)、水平伸缩气缸(16)、水平支撑座(17)、转动臂(18)、竖直升降气缸(19)、夹爪固定座(20)、夹爪(21)、转动轴(22)、I接头(23);所述水平伸缩气缸固定座(15)固定在水平支撑座(17)上，所述水平伸缩气缸固定座(15)的一侧面与水平伸缩气缸(16) —端固定，水平伸缩气缸(16)的另一端通过螺纹连接I接头(23)，I接头(23)与转动臂(18) —端端孔通过螺栓(24)固定连接，转动臂(18)中部能够围绕固定在水平支撑座(17)上的转动轴(22)旋转，转动臂(18)另一端与竖直升降气缸(19)固定，竖直升降气缸(19)下端与夹爪固定座(20)固定，夹爪(21)通过螺钉安装在夹爪固定座(20)上； 所述气动搬运机械手控制系统包括磁性开关(I)、功能按键(2)、光耦隔离电路(3)、三态缓冲器(4)、单片机STC89C52RC主控电路模块(5)、译码器M6)、译码器B (7)、开机延时电路(8)、反向电路(9)、锁存器(10)、继电器驱动模块(11)、继电器(12)、电磁阀(13)、执行气缸(14);所述磁性开关⑴和功能按键(2)接入光耦隔离电路(3)的输入端，光耦隔离电路⑶的输出端与三态缓冲器⑷的数据输入端相连，三态缓冲器⑷的数据输出端与单片机STC89C52RC主控电路模块(5)的数据输入口相连，所述单片机STC89C52RC主控电路模块(5)分别连接译码器A(6)的使能端和地址端、译码器B (7)的使能端和地址端以及锁存器(10)，译码器A(6)的输出端连接三态缓冲器(4)的使能端，译码器B(7)的数据输出口与反向电路(9)的输入端相连，反向电路(9)的输出端与锁存器(10)的锁存使能端相连，开机延时电路(8)的输入端与锁存器(10)的输出使能端相连，锁存器(10)的数据输出端与继电器驱动模块(11)的输入端相连，继电器驱动模块(11)的输出端与继电器(12)的线圈相连，继电器(12)的输出端与电磁阀(13)的线圈相连，电磁阀(13)与执行气缸(14)相连。2.如权利要求1所述的气动搬运机械手机械结构与控制系统，其特征在于，所述水平伸缩气缸固定座(15)呈L形，底部安装有深沟球轴承，能够围绕其旋转中心在水平支撑座(17)上旋转。3.如权利要求1所述的气动搬运机械手机械结构与控制系统，其特征在于，所述夹爪(21)由两个单作用气缸即抱具气缸组成，夹爪固定座(20)上面设计了 4条沟槽，使用蝶形螺栓将抱具气缸固定于夹爪固定座(20)上，通过调节蝶形螺栓在沟槽中的位置，使抱具气缸可以位于不同的位置以适应不同尺寸零件的夹取。4.如权利要求1所述的气动搬运机械手机械结构与控制系统，其特征在于，所述功能按键(2)具有手动/自动档位开关，用于选择机械手的工作模式，单步自复按钮，用于手动控制机械手进行单步运动。5.如权利要求1所述的气动搬运机械手机械结构与控制系统，其特征在于，所述开机延时电路(8)是阻容延时电路。6.如权利要求1所述的气动搬运机械手机械结构与控制系统，其特征在于，所述反向电路(9)是NPN三级管组成的反向电路。7.如权利要求1所述的气动搬运机械手机械结构与控制系统，其特征在于，所述继电器(12)采用的是双刀双掷类型，用于控制两个相同类型气缸同时作相同的动作。8.如权利要求1所述的气动搬运机械手机械结构与控制系统，其特征在于，所述单片机STC89C52RC主控电路模块(5)用于处理所采集的磁性开关(I)、功能按键(2)输入信号，并按照预先设定的程序控制电磁阀的通断，使得执行气缸(14)完成相应的动作。9.如权利要求1所述的气动搬运机械手机械结构与控制系统，其特征在于，所述磁性开关(I)用来检测水平伸缩气缸(16)和竖直升降气缸(19)是否运动到位。
【专利摘要】本发明涉及一种气动搬运机械手机械结构与控制系统，属于气动搬运机械手领域。气动搬运机械手机械结构包括水平伸缩气缸固定座、水平伸缩气缸、水平支撑座、转动臂、竖直升降气缸、夹爪固定座、夹爪、转动轴、I接头的相关连接关系，控制系统包括磁性开关，功能按键，光耦隔离电路，三态缓冲器，单片机STC89C52RC主控电路模块，译码器，开机延时电路，反向电路，锁存器，继电器驱动模块，继电器，电磁阀，执行气缸。所设计的气动搬运机械手易于实现，定位准确并且具有较高的经济性，它能够实现两个工位之间的切换，尤其适用于空调中注塑叶片的点位搬运。
【IPC分类】B25J9/18, B25J9/08
【公开号】CN104924304
【申请号】CN201510233975
【发明人】宋寿鹏, 杨阳, 乔宗蹼
【申请人】江苏大学
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年5月8日