[发明专利]一种基于智能气缸的功能可配置搬运机械手及搬运方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于智能气缸的功能可配置搬运机械手及搬运方法，属于智能汽缸技术领域。

背景技术

机械手是社会发展与科技进步的产物。一方面，机械手可以替代部分甚至全部的人力操作，解放了劳动力，便于生产的工业化；另一方面，机械手可以克服高温、高压、污染性、放射性等恶劣工作条件进行作业，特别是在一些危险性大的行业生产中应用更为广泛。因此，机械手适合现代化的生产趋势，具有较强的生命力。

机械手的驱动主要有液压驱动、气压驱动、机械驱动和电机驱动。其中气压传动在加工制造业领域越来越受到人们的重视。一方面，气动技术是被誉为工业自动化的“肌肉”的传动与控制技术，随着自动化控制技术的迅猛发展，气动技术也以工程实际应用为目标在不断创新；另一方面，气动技术作为“廉价的自动化技术”，其元器件性能不断提高，生产成本也不断降低。因此气动技术在工业生产上的应用越来越广泛。

目前，国内外现有的机械手应用在各行各业，有喷涂机器人、点焊机器人、装卸载机器人等等。这些机器人一旦定型之后，按照存在的控制程序、运动轨迹和工艺要求模拟人手的部分动作，实现自动操作。但是，这些机械手都具有固定的场合，其功能往往较单一。因此研究一种能够根据不同应用场合灵活配置功能的机械手至关重要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种基于智能气缸的功能可配置搬运机械手及搬运方法，该搬运机械手能够根据实际需要，基于智能气缸实现可自由配置，功能比较灵活。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种基于智能气缸的功能可配置搬运机械手，包括上位机、第一~第二直线智能气缸、压控智能气缸，所述第一~第二直线智能气缸和压控智能气缸分别与上位机连接，且第一直线智能气缸的连杆与第二直线智能气缸的缸体连接，第二直线智能气缸的连杆与压控智能气缸的缸体连接。

作为本发明的一个优选方案，所述第一、第二直线智能气缸均包括磁性气缸、控制模块、第一~第四电磁阀、第一~第二磁性传感器，所述第一~第四电磁阀中，每个电磁阀的电路与控制模块连接，气路与磁性气缸连接，第一~第二磁性传感器分别与控制模块连接，且第一~第二磁性传感器分别设置于磁性气缸两端。

作为本发明的一个优选方案，所述压控智能气缸包括真空发生器、真空吸盘、压力传感器、第五~第六电磁阀、控制模块，所述第五~第六电磁阀中，每个电磁阀的电路与控制模块连接，气路与真空发生器连接，压力传感器的两端分别连接控制模块和真空发生器，真空发生器与真空吸盘相连。

作为本发明的一个优选方案，所述控制模块包括信号采集单元、控制单元、驱动单元、继电器、无线通讯单元和串口，所述信号采集单元、驱动单元、无线通讯单元、串口分别与控制单元连接，驱动单元与继电器连接，串口与上位机连接；第一~第二直线智能气缸中，控制模块的信号采集单元分别与第一~第二磁性传感器连接，控制模块的继电器分别与第一~第四电磁阀连接；压控智能气缸中，控制模块的信号采集单元分别与第五~第六电磁阀连接，控制模块的继电器与压力传感器连接。

一种搬运方法，利用如上所述基于智能气缸的功能可配置搬运机械手实现，包括如下步骤：

步骤1，利用上位机编写搬运机械手的动作流程表及每个动作对应工作的智能气缸，通过串口将各智能气缸要做的动作及流程次序，发送到对应的控制单元并存储起来；

步骤2，当搬运机械手启动后，各智能气缸的控制单元读取存储的第一个流程动作，经过驱动单元驱动继电器，进而控制各智能气缸对应的电磁阀动作，使搬运机械手到达初始位置；

步骤3，各智能气缸的控制单元查找是否存储有第二个流程动作，如果有，则进行步骤4，否则，不工作；

步骤4，该智能气缸的控制单元将当前流程动作转换成相应的电压信号经驱动模块驱动继电器，进而控制对应的电磁阀使智能气缸动作；

步骤5，若步骤4的智能气缸为直线智能气缸，当直线智能气缸的活塞到达磁性传感器位置，磁性传感器接通并产生电信号，信号采集单元采集该电信号并传送到控制单元，控制单元输出信号使电磁阀失电；若步骤4的智能气缸为压控智能气缸，压力传感器测量真空吸盘内的压力值，并经信号采集单元传送至控制单元，控制单元判断压力值达到测定值时，输出信号使电磁阀失电；

步骤6，当前工作的智能气缸通过无线通讯单元向其他智能气缸发送进行下一个流程工作的指令，其他智能气缸收到指令后，查找是否存储有下一个流程工作，如果有，则进行步骤4，否则，不工作；

步骤7，重复步骤4-步骤6，直至完成最后一个流程动作。