一種具備負(fù)壓檢測功能的機(jī)械控制裝置及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及沖壓控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種具備負(fù)壓檢測功能的機(jī)械控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]非連續(xù)沖壓生產(chǎn)主要以人工上下料和操作機(jī)床為主，存在自動化程度低、安全事故多、工作環(huán)境噪音大、質(zhì)量穩(wěn)定性欠佳等問題。受勞動力成本的不斷攀升影響，客觀上也需要取代人工的自動化先進(jìn)裝備。當(dāng)前國內(nèi)人力成本不斷攀升，年輕的勞動者一般不愿意從事這類工作，勞動密集型沖壓生產(chǎn)正面臨越來越嚴(yán)重的用工荒。采用機(jī)器人取代人，對傳統(tǒng)沖壓生產(chǎn)工藝進(jìn)行改進(jìn)，是解決用工難和提升傳統(tǒng)沖壓行業(yè)技術(shù)水平的一種重要途徑。具有通用性好的六自由度機(jī)器人，因價格高、體積較大、運(yùn)動能力富余、末端執(zhí)行器需要二次開發(fā)等原因，難以應(yīng)用于沖壓生產(chǎn)的物料搬運(yùn)。相反，針對沖壓產(chǎn)品工藝特點(diǎn)設(shè)計的，具有四自由度或五自由度的簡易機(jī)械手，因成本低、直接使用等優(yōu)點(diǎn)而受到青睞。
[0003]現(xiàn)有的整體式?jīng)_壓移動自動生產(chǎn)線，存在變更生產(chǎn)線困難，設(shè)備成本高等問題，難以滿足多品種，小批量沖壓生產(chǎn)的需要。多自由度沖壓搬運(yùn)機(jī)器人可取代人，完成上下料工作。研發(fā)與產(chǎn)品沖壓工藝相適應(yīng)的多自由度機(jī)器人以及由此配合沖床等設(shè)備構(gòu)建的沖壓自動生產(chǎn)線，可最大限度地提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本、提升產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性、改善沖壓生產(chǎn)環(huán)境，改進(jìn)沖壓生產(chǎn)工藝，提升沖壓生產(chǎn)水平具有重要意義。
[0004]采用機(jī)器人輔助的全自動生產(chǎn)流水線已被廣泛應(yīng)用于大批量生產(chǎn)中，如汽車車架焊接，在這些系統(tǒng)中，常采用分布式控制模式，各個對象具有自己獨(dú)立的控制器，能完成各自規(guī)定的動作。對象之間通過某種通信方式組成網(wǎng)絡(luò)，由上位機(jī)和各對象之間進(jìn)行信息傳遞，實(shí)現(xiàn)多機(jī)械手、工裝設(shè)備之間的協(xié)作。
[0005]這種模式在實(shí)時性要求高、動態(tài)多變環(huán)境的系統(tǒng)中具有優(yōu)勢，系統(tǒng)組建快速簡單，但成本相對較高，協(xié)作難度大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了克服現(xiàn)有的技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種具備負(fù)壓檢測功能的機(jī)械控制裝置。
[0007]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種具備負(fù)壓檢測功能的機(jī)械控制裝置，包括控制器、沖床、機(jī)械手和翻轉(zhuǎn)臺，所述沖床的輸入輸出信號控制端與所述控制器的I/O接口電連接，所述機(jī)械手的輸入輸出信號控制端通過M/II總線與所述控制器電性連接，所述翻轉(zhuǎn)臺的輸入信號控制端與所述控制器的I/O接口電連接，所述沖床用于沖壓待沖壓物，所述翻轉(zhuǎn)臺用于將待沖壓物體翻轉(zhuǎn)一次，所述機(jī)械手，用于將物理位置上的待沖壓物移動。
[0008]所述翻轉(zhuǎn)臺包括底座、支架、驅(qū)動機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)支撐機(jī)構(gòu)和夾持機(jī)構(gòu)，所述支架設(shè)于所述底座的一側(cè)，所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動所述旋轉(zhuǎn)支撐機(jī)構(gòu)沿所述支架上下移動，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)用于驅(qū)動所述夾持機(jī)構(gòu)沿著所述旋轉(zhuǎn)支撐機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)；所述夾持機(jī)構(gòu)用于夾持待沖壓物；且所述翻轉(zhuǎn)臺上設(shè)有感應(yīng)傳感器，用于實(shí)時檢測翻轉(zhuǎn)臺上的待翻轉(zhuǎn)的沖壓物是否掉落。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的另一個實(shí)施例，進(jìn)一步包括，所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括步進(jìn)電機(jī)、聯(lián)軸器、軸承和直線軸承；所述旋轉(zhuǎn)支撐機(jī)構(gòu)包括側(cè)梁、固定梁、活動梁、連接板，所述旋轉(zhuǎn)支撐機(jī)構(gòu)的下方設(shè)有氣缸，所述活動梁的下方設(shè)有固定梁，固定梁的下端上設(shè)有浮動接頭安裝板，浮動接頭安裝板與氣缸間設(shè)有浮動接頭，所述夾持機(jī)構(gòu)包括一對夾具安裝板，所述氣缸驅(qū)動所述側(cè)梁在支架上上下移動。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的另一個實(shí)施例，進(jìn)一步包括，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)板和旋轉(zhuǎn)軸，所述轉(zhuǎn)板設(shè)于側(cè)梁的外側(cè)面上，旋轉(zhuǎn)軸與旋轉(zhuǎn)板配合轉(zhuǎn)動連接，軸承通過軸承座與旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動連接，聯(lián)軸器通過定位套與軸承傳動連接，聯(lián)軸器的外側(cè)設(shè)有馬達(dá)安裝板，步進(jìn)電機(jī)設(shè)于馬達(dá)安裝板的外側(cè)面上，所述馬達(dá)安裝板的上下兩端均設(shè)有旋轉(zhuǎn)座側(cè)板，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)驅(qū)動所述夾具安裝板在所述側(cè)梁上旋轉(zhuǎn)。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的另一個實(shí)施例，進(jìn)一步包括，所述側(cè)梁的上下兩端分別設(shè)有上連接板和下連接板，所述上連接板和下連接板間設(shè)有兩根導(dǎo)柱，一所述夾具安裝板的通過連接支架安裝于活動梁上，另一夾具安裝板通過連接支架安裝于固定梁上。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的另一個實(shí)施例，進(jìn)一步包括，所述側(cè)梁和夾具安裝板間設(shè)有緩沖墊。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的另一個實(shí)施例，進(jìn)一步包括，所述連接板上設(shè)有感應(yīng)傳感器，且所述連接板上設(shè)有感應(yīng)器支架用于支撐感應(yīng)傳感器。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的另一個實(shí)施例，進(jìn)一步包括，所述控制器為MP2300控制器，內(nèi)置基本伺服模塊、擴(kuò)展伺服模塊、I/o接口電路和以太網(wǎng)接口電路。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的另一個實(shí)施例，進(jìn)一步包括，還包括顯示模塊、交換機(jī)和PC機(jī)，所述顯示模塊和PC機(jī)通過所述交換機(jī)與所述控制器電連接。
[0016]一種具備負(fù)壓檢測功能的機(jī)械控制裝置的控制方法，包括如下步驟:
51、初始化檢查，對控制裝置進(jìn)行系統(tǒng)初始化和狀態(tài)檢查，查看是否存在異常，存在異常，則進(jìn)入報警程序；不存在異常，進(jìn)入步驟S2 ;
52、選擇工作模式，選擇手動控制模式或自動控制模式，完成零點(diǎn)復(fù)歸；
53、選擇手動控制模式，選擇點(diǎn)動操作、定長運(yùn)動操作或單軸手動回零點(diǎn)操作；
54、選擇自動控制模式，控制裝置自動判斷是否零點(diǎn)復(fù)歸，若沒有完成，則執(zhí)行零點(diǎn)復(fù)歸，若完成，系統(tǒng)選擇單機(jī)單步、單機(jī)單周期、單機(jī)連續(xù)或整線連續(xù)，并執(zhí)行對應(yīng)操作。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的另一個實(shí)施例，進(jìn)一步包括，一種具備負(fù)壓檢測功能的機(jī)械控制裝置的控制方法，包括如下步驟:
D1、初始化檢查，對控制裝置進(jìn)行系統(tǒng)初始化和狀態(tài)檢查，檢查沖床、翻轉(zhuǎn)臺和機(jī)械手的初位置、負(fù)壓等初始狀態(tài)是否正常；
D2、判斷是否從第一工位開始，若從第一工位開始，進(jìn)入步驟D3，若沒有，設(shè)置開始工位序號；
D3、啟動該工位，進(jìn)入下一步；
D4、自動檢查當(dāng)前工位運(yùn)行條件是否滿足運(yùn)行需求，若不滿足，系統(tǒng)自動進(jìn)入等待狀態(tài)并自檢，若滿足運(yùn)行需求，進(jìn)入下一步；
D5、執(zhí)行該工位操作，完成后，自動啟動下一工位； D6、自動檢查判斷工件是否異常落下，若沒有，返回步驟D1，繼續(xù)進(jìn)入下一周期操作；若存在工件異常落下，進(jìn)入暫停步驟D7 ;
D7、暫停后，由人工檢查工件狀態(tài)是否正常？若不正常，產(chǎn)品廢棄，并設(shè)置狀態(tài)信息；若正常，人工將工件放入下一工位，并設(shè)置工件放入正常，停止暫停，返回步驟D1，進(jìn)行下一周期操作。
[0018]本發(fā)明的有益效果是:
(1)本發(fā)明的一種具備負(fù)壓檢測功能的機(jī)械控制裝置及其控制方法，基于一個控制器的多個機(jī)械手、沖床、翻轉(zhuǎn)臺的集中式控制。通過簡單的站號設(shè)置，控制器即可對不同的設(shè)備實(shí)施獨(dú)立的控制，基于M/II高速(不小于10Mbps)總線的脈沖發(fā)送，可使機(jī)械手達(dá)到8秒左右的動作節(jié)拍，滿足產(chǎn)品質(zhì)量和穩(wěn)定性需求；
(2)本發(fā)明的一種具備負(fù)壓檢測功能的機(jī)械控制裝置及其控制方法，包括翻轉(zhuǎn)臺，翻轉(zhuǎn)臺可根據(jù)需要，將沖壓物翻轉(zhuǎn)，再通過機(jī)械手送至下一個沖床上繼續(xù)沖壓，滿足需求；
(3)本發(fā)明的一種具備負(fù)壓檢測功能的機(jī)械控制裝置及其控制方法，翻轉(zhuǎn)臺上設(shè)有感應(yīng)傳感器，用于實(shí)時檢測翻轉(zhuǎn)臺上的待翻轉(zhuǎn)的沖壓物是否掉落；
(4)本發(fā)明的一種具備負(fù)壓檢測功能的機(jī)械控制裝置及其控制方法，控制器內(nèi)置以太網(wǎng)接口電路，通過網(wǎng)絡(luò)通信方式，便于本發(fā)明的一種具備負(fù)壓檢測功能的機(jī)械控制裝置融入更廣泛的柔性制造系統(tǒng)和物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控。
【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明的翻轉(zhuǎn)臺的主視圖。
[0020]圖2是本發(fā)明的翻轉(zhuǎn)臺的側(cè)視圖。
[0021 ] 圖3是本發(fā)明的翻轉(zhuǎn)臺的俯視圖。
[0022]圖4是本發(fā)明的一種具備負(fù)壓檢測功能的機(jī)械控制裝置的控制方法的控制流程圖。
[0023]圖5是本發(fā)明的一種具備負(fù)壓檢測功能的機(jī)械控制裝置的連續(xù)運(yùn)行控制的控制方法的控制流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面對本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
[0025]一種具備負(fù)壓檢測功能的機(jī)械控制裝置，包括控制器、沖床、機(jī)械手和翻轉(zhuǎn)臺，沖床的輸入輸出信號控制端與所述控制器的I/o接口電連接，機(jī)械手的輸入輸出信號控制端通過M/II總線與所述控制器電性連接，翻轉(zhuǎn)臺的輸入信號控制端與所述控制器的I/O接口電連接，沖床用于沖壓待沖壓物，翻轉(zhuǎn)臺用于將待沖壓物體翻轉(zhuǎn)一次，機(jī)械手，用于將物理位置上的待沖壓物移動。
[0026]參見圖1-圖3，圖1是本發(fā)明的翻轉(zhuǎn)臺的主視圖。圖2是本發(fā)明的翻轉(zhuǎn)臺的側(cè)視圖。圖3是本發(fā)明的翻轉(zhuǎn)臺的俯視圖。翻轉(zhuǎn)臺包括底座、支架16、驅(qū)動機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)支撐機(jī)構(gòu)和夾持機(jī)構(gòu)，支架16設(shè)于所述底座的一側(cè)，驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動所述旋轉(zhuǎn)支撐機(jī)構(gòu)沿所述支架16上下移動，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)用于驅(qū)動所述夾持機(jī)構(gòu)沿著所述旋轉(zhuǎn)支撐機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)；夾持機(jī)構(gòu)用于夾持待沖壓物；且翻轉(zhuǎn)臺上設(shè)有感應(yīng)傳感器，用于實(shí)時檢測翻轉(zhuǎn)臺上的待翻轉(zhuǎn)的沖壓物是否掉落。
[0027]其中，驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括步進(jìn)電機(jī)12、聯(lián)軸器13、軸承14和直線軸承15 ;旋轉(zhuǎn)支撐機(jī)構(gòu)包括側(cè)梁24、固定梁21、活動梁23、連接板25，旋轉(zhuǎn)支撐機(jī)構(gòu)的下方設(shè)有氣缸9，活動梁23的下方設(shè)有固定梁21，固定梁21的下端上設(shè)有浮動接頭安裝板7，浮動接頭安裝板7與氣缸9間設(shè)有浮動接頭8，夾持機(jī)構(gòu)包括一對夾具安裝板20，氣缸9驅(qū)動所述側(cè)梁24在支架16上上下移動。
[0028]旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)板1和旋轉(zhuǎn)軸2，轉(zhuǎn)板1設(shè)于側(cè)梁24的外側(cè)面上，旋轉(zhuǎn)軸2與旋轉(zhuǎn)板1配合轉(zhuǎn)動連接，軸承14通過軸承座6與旋轉(zhuǎn)軸