[发明专利]一种电子气动机器人实验系统

说明书

背景技术

本发明涉及一种电子气动机器人实验系统，适用于机械领域。

背景技术

机电一体化技术是近十几年来国际上发展很快的高新技术，已渗透到国民经济的各个领域。采用机电一体化技术就是发挥以微机为核心的微电子技术优势：对于一般机械而言，可使机械结构简化且控制更为灵活、细致；对于采用气动元件作为执行机构的机械设备而言，较之采用继电器接触控制更为可靠、方便，增加了柔性。微型计算机及以微机为核心的专用控制机的推广应用，采用电子控制的便捷、灵活和可靠等优势与采用气压传动的简单、快捷和安全的优点相互结合，使得电子气动控制技术应运而生。电子气动控制技术是机电一体化技术的一个重要组成部分，由于它在工业机器人中的成功应用，使得这项技术的推广具有了良好而广阔的前景。

发明内容

本发明提出了一种电子气动机器人实验系统，采用模块化结构设计技术、精选国外工程用优良元器件、集控制-检测-执行等于一体的综合性实验装置。

本发明所采用的技术方案是。

所述电子气动机器人实验系统由控制模块(基本模块)和操作机模块构成。

所述控制模块由FX2N系列PLC、F940GOT人机界面及输出输入接口板组成。

所述操作机模块由电子气动机器人、基本气动回路实验模块及相应接口板组成。

所述机器人实验系统采用气压传动，它由机座、机身(体旋转气缸)、水平臂(臂伸缩滑动单元)、垂直臂(臂升降滑动单元)、手爪(气手指)组成，可以完成机器人的体旋转、水平臂的伸缩、垂直臂的升降以及手爪的抓取等动作，可以方便地通过节流阀调节合适的执行件速度，完成独立的基本气动回路实验。

所述机器人气动驱动系统采用了先进的阀岛技术，阀岛是近年来在气-电-体化方面最为成功的产品之一，它把多个电磁阀采用总线结构集成在一起，缩小了体积，减少了控制线，便于安装、综合布线和采用计算机控制，尤其对于大型自动化设备，对阀岛可以进行直接控制或总线控制，使系统结构紧凑、简化。

所述机器人的气动系统包括体旋转气缸、水平臂伸缩滑动单元、垂直臂升降滑动单元、手爪(气手指)。

本发明的有益效果是：该实验系统可以满足《工业机器人》、《气动技术》、《可编程序控制器技术》等课程的教学、实验，应用其具有可编程、二次设计、调试等开放式功能特点，可提高学生的工程素质、创新能力、综合实践及应用能力，满足培养综合性和创新型、高层次、复合型工程技术人员的要求。

附图说明

图1是本发明的电子气动机器人。

图2是本发明的电子气动机器人气动系统原理图。

图3是本发明的电子气动机器人PLC外部接线图。

图中：1. 机座；2.机身；3.水平臂；4.垂直臂；5.指夹持；6.指。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1，机器人采用气压传动，选用品质精良的进口SMC气动元件组合而成机器人本体，为圆柱坐标式机器人结构，实现3自由度，它由机座、机身(体旋转气缸)、水平臂(臂伸缩滑动单元)、垂直臂(臂升降滑动单元)、手爪(气手指)组成，可以完成机器人的体旋转、水平臂的伸缩、垂直臂的升降以及手爪的抓取等动作，可以方便地通过节流阀调节合适的执行件速度，完成独立的基本气动回路实验。其控制系统采用目前控制领域应用比较普遍、性能优越的PLC(可编程序控制器)，根据需要选用FX2 N-48 M R可编程序控制器作为控制系统核心。操纵环节选用F940人机界面，操作界面直观、形象，可以实现对机器人运行状况的监控功能。

如图2，在机器人气动驱动系统中采用了先进的阀岛技术，阀岛是近年来在气-电-体化方面最为成功的产品之一，它把多个电磁阀采用总线结构集成在一起，缩小了体积，减少了控制线，便于安装、综合布线和采用计算机控制，尤其对于大型自动化设备，对阀岛可以进行直接控制或总线控制，使系统结构紧凑、简化。机器人的气动系统包括体旋转气缸、水平臂伸缩滑动单元、垂直臂升降滑动单元、手爪(气手指)。

要求该控制系统具有手动运行模式、原点回归模式和自动运行模式。

手动模式：按动各开关按钮，气缸可作相应手动控制。

原点模式：按回原点按钮气缸回原点位置，前臂(垂直气缸)处在上升的极限位置，后臂(水平气缸)处在缩进的极限位置，旋转缸处在逆时针转动的极限位置，气手指松开；

自动模式：在完成回原点操作后，将模式开关切换至自动模式，此时按启动按钮可实现自动运行，按停止按钮，机器人将在1个循环工作结束后停止。