一种气动搬运机械手监控系统技术方案

一种气动搬运机械手监控系统，采用AT89S51单片机为核心设计下位机控制与通信系统，采用VC++及0penGL图形软件设计上位控制系统，实现了控制要求。该控制系统采用51单片机结合OpenGL做成的搬运机械手控制与监控系统，不但能很好满足生产需要，实现了机械手的远程控制与监控，而且降低了控制系统的成本，提高了产品竟争力。

A monitoring system for pneumatic handling manipulator

A control system of pneumatic handling manipulator is designed by using AT89S51 MCU as the core to design the control and communication system of the lower machine. The upper control system is designed by VC++ and 0penGL graphics software, and the control requirements are realized. The control and monitoring system made of 51 single chip microcomputer combined with OpenGL can not only meet the production needs well, realize the remote control and monitoring of the manipulator, but also reduce the cost of the control system and improve the competitiveness of the product.

【技术实现步骤摘要】
一种气动搬运机械手监控系统
本专利技术涉及一种气动搬运机械手监控系统，适用于机械领域。
技术介绍
搬运机械手作为常见的自动化单元已广泛应用于各种行业的生产过程中。工业中大量的生产活动，存在着很多不便于人类操纵的环节，特别是在工作环境较危险的情况下，如果使用具有远程控制与监控功能的机械手，则可以增加系统的安全性，大大的节约损耗，提高效率。
技术实现思路
本专利技术提出了一种气动搬运机械手监控系统，采用AT89S51单片机为核心设计下位机控制与通信系统，采用VC++及0penGL图形软件设计上位控制系统，实现了控制要求。本专利技术所采用的技术方案是：所述系统控制CPU采用AT84S51芯片，系统入、输出均采用光电藕合器件、电阻及继电器等来进行隔离，通过多层次隔离使CPU形成一个全浮空的控制系统。所述控制系统中，输入采用TLP521光电藕合来进行隔离外部接口电路与单片机内部电路，这样可以非常方便地将外部输入噪音等干扰留在外部电路中；同时由于系统电源采用的是DC24V，所有输入开关信号和传感器输出信号电压均是24V，采用光电藕合器件可以非常方便地将24V的输入信号转换成单片机能够识别的5V的TTL电平。所述控制系统可以采用光电藕合器件，同时为了减小电磁阀突然断电产生干扰，与电磁阀并联1个二极管，为了能增加驱动电流，采用9013三极管来放大电流。本专利技术的有益效果是：该控制系统采用51单片机结合OpenGL做成的搬运机械手控制与监控系统，不但能很好满足生产需要，实现了机械手的远程控制与监控，而且降低了控制系统的成本，提高了产品竟争力。附图说明图1是本专利技术的搬运机械手组成示意图。图2是本专利技术的搬运机械手运动过程示意图。图3是本专利技术的搬运机械手气动控制系统图。图中：1.升降气缸；2.手抓气缸；3.伸缩气缸；4.旋转气缸；5.支架；6.伸缩气缸；7.升降气缸；8.抓取气缸；9.旋转气缸。具体实施方式下面结合附图和实施例本专利技术作进一步说明。如图1，机械手的功能主要是完成水平物品的搬运。搬运机械手主要由手臂旋转气缸、手臂伸缩气缸、手抓升降气缸、手抓气缸等共4个气缸和机械支架及相关辅助机构组成。如图2，机械手的运动包括机械手的左传/右转、机械手臂的伸出/收缩、机械手抓的上升/下降、机械手指的抓紧/松开等8个动作。由于采用自动控制系统，所有的位置开关均采用霍尔器件来进行控制。机械手一共完成伸出、下来抓取物品并回到原位，旋转，然后伸出下降放下物品再上升回来，反转回到原位等12个动作。这样设计动作可以从机械上减小机械手的体积并能极大增加机械手的活动区域。如图3，气动控制速度比较快，同时比较干净。本搬运机械手主要用于比较精密零件的控制，故考虑采用气动控制。气动工作原理如下：首先，电磁铁Y1得电，机械手臂伸出；等伸到位即5Q1有信号后，电磁铁Y3得电，机械手指下降；到位后，电磁铁Y5得电，手指抓紧并保持一段时间；时间到后，电磁铁Y4得电，手指上升；到位后，Y2得电，手臂缩到原点后Y7得电，手臂旋转;机械手伸出下降到位后电磁铁Y6得电，机械手指松开并保持一段时间后手指上升缩回;最后电磁铁Y5得电手臂旋转回到原点。上述所有电磁铁得电过程均不保持其状态，在进行下一个状态的时候前面的状态就复位。本系统控制CPU采用AT89S51芯片，设计主要考虑外界干扰、I/O口分配以及如何实现电平匹配等问题。本系统输入、输出均采用光电藕合器件、电阻及继电器等来进行隔离，通过多层次隔离使CPU形成一个全浮空的控制系统。根据上面分析，系统输入输出接口一共有19个，且AT89S51所带的内容ROM已能满足需求.不需外部ROM扩展，故CPU系统I/O口已能满足控制要求，无需进行I/O扩展。输入采用TLP521光电藕合来进行隔离外部接口电路与单片机内部电路，这样可以非常方便地将外部输入噪音等干扰留在外部电路中；同时由于系统电源采用的是DC24V，所有输入开关信号和传感器输出信号电压均是24V，采用光电藕合器件可以非常方便地将24V的输入信号转换成单片机能够识别的5V的TTL电平。系统的决策信号由AT89C51单片机发出，其信号是5V电平；而其执行机构为控制气路的电磁阀，电磁阀的驱动电压为24V，驱动电流也比较大;此外还要考虑电磁阀执行是突然断电对电路产生的冲击;综合上述原因，需要设计输出驱动电路。同输入电路一样，为了隔离电磁阀产生的干扰可以采用光电藕合器件；同时为了减小电磁阀突然断电产生干扰，与电磁阀并联1个二极管；为了能增加驱动电流，采用9013三极管来放大电流。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气动搬运机械手监控系统，其特征是：所述系统控制CPU采用AT84S51芯片，系统入、输出均采用光电藕合器件、电阻及继电器等来进行隔离，通过多层次隔离使CPU形成一个全浮空的控制系统。

【技术特征摘要】
1.一种气动搬运机械手监控系统，其特征是：所述系统控制CPU采用AT84S51芯片，系统入、输出均采用光电藕合器件、电阻及继电器等来进行隔离，通过多层次隔离使CPU形成一个全浮空的控制系统。2.根据权利要求1所述的一种气动搬运机械手监控系统，其特征是：所述控制系统中，输入采用TLP521光电藕合来进行隔离外部接口电路与单片机内部电路，这样可以非常方便地将外部输入噪音等干扰留在外部电...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨晶，
申请(专利权)人：杨晶，
类型：发明
国别省市：辽宁,21