通电时机械手进行初始化,在初始化完成之后,可以进行工作状态选择,有手动模式,半自动模式,全自动模式[5]。

在手动模式状态中,搬运机械手可以进行零点复位和单步运动,能够在故障状态下进行检修。

在半自动工作状态中,只要选择半自动工作方式,然后按启动按钮,机械手会零点复位,然后自动检查料架1有工件,下降抓取工件,上升前进,然后检测料架2上无工件时,机械手才会下降放下工件。返回原点,一个周期动作完成,机械手停机。

在自动方式开始状态中,按下启动按钮。两台伺服电机通电,滑台、升降台、气缸等都回到原来位置,气压表显示正常。搬运机械手运动到上、左原点位。当检测到料架1上有工件时,电机1反转,升降台快速下降,达到一定脉冲数之后减速,到达下工位2时,电机1停转;气缸伸出手部夹紧工件,当气缸压力达到一定程度时压力传感器得电,表明工件夹紧;电机1正转,升降台上升,到一定脉冲数之后减速,到上原点时,电机1停转,升降台停止;电机2反转,滑台前进,到一定脉冲数之后滑台减速,到达右工位电机2停止;检测到生产线2无工件时,电机1反转,升降台下降,到一定脉冲数后减速,到下工位1时电机1停转;气缸缩回放开工件,压力传感器失电,表明工件已松开;电机1正转,升降台上升,先快后慢,到达上原点时电机1停转,升降台停止;电机2正转,滑台返回到初始位置,电机2停止[6]。一个周期的工作流程结束。搬运机械手的工艺流程图如图2-2所示。

2.2 系统主要部件选择

工业机器人驱动系统的设计受限于作业环境条件,同时还要考虑成本因素的影响以和所能达到的技术水平。伺服系统的重要组成部分包括驱动元件和执行元件,驱动元件的作用就是把控制线路的电信号转换为机械运动。伺服系统的运动精度、动态特性、调速性能等均与驱动元件有密切关系[7]。常用的驱动方式主要有电-液驱动、电气压驱动和液压驱动三种基本类型。

根据各种驱动类型的特点和机械结构设计与传动类型的选择。本搬运机械手采用电气相结合的驱动方式。其中机械手的平移和升降都采用交流伺服电机驱动,手部的抓取采用气缸驱动。

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