G003機(jī)械手模型使用說明書V0

1、YL G003 機(jī)械手說明書概述G003 機(jī)械手教學(xué)裝置是一個(gè)模擬工業(yè)生產(chǎn)過程中自動(dòng)化設(shè)備周邊常見機(jī)械手的微縮模 型，它使用了單片機(jī)控制、傳感器、位置控制、電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制、 RFID 識(shí)別及觸摸屏等技術(shù)， 具有自動(dòng)輸送、取拿、移送和進(jìn)出庫等功能。適用于各類學(xué)校機(jī)、電專業(yè)的教學(xué)演示、教學(xué) 實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)培訓(xùn)和課程設(shè)計(jì)，可以培養(yǎng)學(xué)生對(duì) 單片機(jī)控制系統(tǒng)硬件和軟件的設(shè)計(jì)與調(diào)試能 力；分析和解決系統(tǒng)調(diào)試運(yùn)行過程中出現(xiàn)的各種實(shí)際問題的能力。該裝置采用架式結(jié)構(gòu)， 由電氣組合機(jī)械手 （氣壓驅(qū)動(dòng)） 、供料（輸送帶）、導(dǎo)軌移位 （XY 軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)）及倉儲(chǔ)架等組成，并配有控制器（單片機(jī)） 、傳感器（光電式、電磁式、金屬

2、檢測(cè)）、電機(jī)（直流電機(jī)、伺服電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)） 、編碼識(shí)別（ RFID ）及指令控制（觸摸屏） 等，構(gòu)成典型的機(jī)電一體化教學(xué)模型。、主要技術(shù)參數(shù)控制模塊技術(shù)參數(shù)：1. 輸入電源：單相 AC 220 V±10%（ 50Hz）2. 輸出電源： DC ±12V±5/1ADC ±5V± 5/1ADC 24V ±5 /1.5A3. 溫度：-1040 C;環(huán)境濕度：W 90%（25C）4. 外形尺寸：約 1225mn¥ 690mm< 820mm（ LX W H）5. 整機(jī)功耗：w 0.5 kW6. 安全保護(hù)措施：具有接地保護(hù)、漏電保

3、護(hù)功能，安全性符合相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)。市電采 用高絕緣的安全型插座及帶絕緣護(hù)套的高強(qiáng)度安全型實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線。G003 技術(shù)參數(shù)：7. 電源輸入： AC220V±108. 輸出電壓： DC 24V±5/2.5A 、DC 5V±5/1A9. 外形尺寸： 600*520*280nn10. 整機(jī)功耗：w 1KVA12注意事項(xiàng)一 保持機(jī)器遠(yuǎn)離潮濕環(huán)境和灰塵。否則可能導(dǎo)致火災(zāi)或觸電。不要將機(jī)器放置在不穩(wěn)或傾 斜表面上。如果機(jī)器翻倒，可能會(huì)導(dǎo)致人身傷害。二 在建議的濕度和溫度范圍以外的環(huán)境中操作機(jī)器， 會(huì)導(dǎo)致電氣火災(zāi)。 保持插座附近清潔。 積聚的灰塵會(huì)導(dǎo)致電氣火災(zāi)。三 不得長時(shí)間超負(fù)荷運(yùn)

4、轉(zhuǎn)，不得隨意拆裝機(jī)器，可能會(huì)導(dǎo)致精度下降或損壞機(jī)器，出廠時(shí) 機(jī)器已調(diào)校好。四 不得用手去觸摸光軸絲杠等處，可能會(huì)造成絲杠生銹而導(dǎo)致?lián)p壞機(jī)器。上電前，手動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)X軸和Y軸絲杠的同步帶，若感覺很費(fèi)勁，需要適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)鎖緊螺絲的位置。 手動(dòng)抬 下機(jī)械手爪，是否有顫抖。五 隨附的電線只能用于本設(shè)備。不能將其用在其它機(jī)器上。否則，可能會(huì)導(dǎo)致火災(zāi)、觸電 或人身傷害。六 將電源線連接在交流電壓 200V-240V,50/60HZ 環(huán)境下運(yùn)行七 確保電源插座接地良好，墻上插座應(yīng)安裝在機(jī)器附近且容易接通的位置。八 保持機(jī)器遠(yuǎn)離易燃液體、氣體和氣霧劑。否則可能導(dǎo)致火災(zāi)或觸電。九 將機(jī)器連接至本手冊(cè)中指定的電源，切勿使

5、用任何其他電源。將電源線直接連接到墻上 插座，切勿使用延長線。本手冊(cè)中未指定的電源和延長線會(huì)有觸電或火災(zāi)危險(xiǎn)。十 電源線被損壞、斷裂、改造、壓于重物下、過度拉伸或嚴(yán)重彎曲會(huì)有觸電和火災(zāi)危險(xiǎn)。 十一任何金屬物體碰觸電源線插頭的插腳會(huì)造成火災(zāi)或觸電危險(xiǎn)。十二 在任何時(shí)候，都請(qǐng)將此機(jī)器附帶的聚乙烯材料、刀具等遠(yuǎn)離嬰幼兒。十三 請(qǐng)勿讓機(jī)械手超過行程，否則會(huì)損壞機(jī)器十四 遇到使用上的問題，請(qǐng)及時(shí)聯(lián)系我們，請(qǐng)勿自己動(dòng)手，以免損壞機(jī)器帶來不必要的麻 煩應(yīng)該避免的環(huán)境：1 暴露在直射日光或強(qiáng)光下的區(qū)域2 多灰塵的區(qū)域3 有腐蝕性氣體的區(qū)域4 過冷、過熱或過度潮濕的區(qū)域5 直接暴露于熱氣流、冷氣流或從空調(diào)吹出的

6、氣流下的區(qū)域6 直接暴露于加熱器輻射熱量的區(qū)域7 空調(diào)、加熱器或加濕器附近8 其它電氣設(shè)備附近9 經(jīng)常發(fā)生強(qiáng)烈震動(dòng)的位置、裝置簡介融摸屏電機(jī)驅(qū)薜由電機(jī)驅(qū)動(dòng)塑料拖鏈聯(lián)軸器Y軸歩逬電機(jī)RFID直流電機(jī)機(jī)械手底座厝由伺服電機(jī)圖一機(jī)械手模型正面結(jié)構(gòu)示意圖圖二機(jī)械手模型正面實(shí)物圖機(jī)械手模型裝置由電氣動(dòng)組合機(jī)械手、定位傳感器、供料傳輸、物料識(shí)別、倉儲(chǔ)架、操 作面板和控制系統(tǒng)組成，如圖一所示。電氣動(dòng)組合機(jī)械手分別由兩個(gè)不同功能的驅(qū)動(dòng)電機(jī)、 兩個(gè)氣壓裝置及相應(yīng)的機(jī)械傳動(dòng)裝 置構(gòu)成；它們是： 水平（ X 軸）左右運(yùn)行電機(jī)、垂直（ Y 軸）升降運(yùn)行電機(jī)、手爪伸縮氣缸、 手指抓放氣缸、絲杠及導(dǎo)軌，是一個(gè)三軸多位置的

7、機(jī)械裝置?？梢酝瓿晌锪献R(shí)別、移送、進(jìn) 出倉位等任務(wù)。裝置特點(diǎn)：配置三軸機(jī)器人作為裝配的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，具有X軸、Y軸、Z軸三個(gè)方向的執(zhí)行能力，可完成智能抓取物料放料等功能；配置有光電開關(guān)，光電傳感器， 光纖傳感器， 旋轉(zhuǎn)編碼器等， 可確保各執(zhí)行器的準(zhǔn)確定 位；超出最大行程時(shí)，具有硬件自動(dòng)保護(hù)功能，確保系統(tǒng)安全及人身安全； 本裝置為通用性模塊化多功能裝置， 各功能端口完全開放，通過倉儲(chǔ)裝置中的 RFID 射 頻識(shí)別模塊對(duì)不同倉庫的物料進(jìn)行標(biāo)識(shí)， 也能通過 RFID 射頻識(shí)別模塊不同物料上電子 標(biāo)簽的信息， 將物料運(yùn)至不同的倉庫， 實(shí)現(xiàn)智能倉儲(chǔ)的功能。 同時(shí)學(xué)生也能通過不同的 接線來完成各種不能的功能，

8、 為學(xué)生的各種創(chuàng)新設(shè)計(jì)創(chuàng)造了廣闊的空間。 比如可以結(jié)合 單片機(jī)主機(jī)模塊， LED/LCD 模塊等，完成物料搬運(yùn)實(shí)訓(xùn)， I/O 口實(shí)訓(xùn)， LEDLCD 點(diǎn)陣 模塊實(shí)驗(yàn)等加深學(xué)生對(duì)單片機(jī)原理地理解。 專為高職中職課程設(shè)計(jì)、 畢業(yè)設(shè)計(jì)和單片機(jī) 競(jìng)賽的開發(fā)平臺(tái)，體現(xiàn)了靈活性、開放、創(chuàng)新、綜合、跨領(lǐng)域、跨專業(yè)的設(shè)計(jì)理念。能 夠滿足高職中職院校電子工程專業(yè)等不同層次的基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)教學(xué)，課程設(shè)計(jì)，畢業(yè)設(shè)計(jì)， 課題設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)從基礎(chǔ)學(xué)習(xí)到綜合應(yīng)用。三、功能描述 其中支撐架都是由合金板組裝構(gòu)成基架。 電氣組合機(jī)械手各運(yùn)行機(jī)構(gòu)功能如下：1 水平（X ）軸線性運(yùn)行線性運(yùn)行由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，極限端設(shè)左右限位光電開關(guān)；原點(diǎn)設(shè)有

9、到位檢測(cè)光 電開關(guān)；電路具有硬件保護(hù)功能；2 垂直（Y ）軸線性運(yùn)行線性運(yùn)行由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，極限端設(shè)上下限位光電開關(guān)；原點(diǎn)設(shè)有到位檢測(cè)光 電開關(guān)；電路具有硬件保護(hù)功能；3手爪機(jī)構(gòu) 手爪的伸縮、張合運(yùn)行都是由氣缸驅(qū)動(dòng)；手爪狀態(tài)設(shè)有到位檢測(cè)磁性傳感器； 設(shè)有原點(diǎn)復(fù)位功能；電路具有硬件保護(hù)功能； 接供料運(yùn)行機(jī)構(gòu)：1. 傳輸帶運(yùn)行線性運(yùn)動(dòng)由直流減速電機(jī)驅(qū)動(dòng)， 可穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)物料傳輸； 電路具有硬件保護(hù)功能；2. 物料檢測(cè)、識(shí)別有無物料及物料到站通過光纖傳感器檢測(cè)，可通過 E3X-NA 光纖信號(hào)放大器調(diào) 節(jié)靈敏度； 不同倉位的物料通過 RFID 射頻模塊識(shí)別物料上電子標(biāo)簽的信息；電路具有 硬件保護(hù)功能；倉儲(chǔ)

10、架設(shè)有九個(gè)倉位；9 個(gè)物料都配置電子標(biāo)簽。 命令控制通過觸摸屏的虛擬按鍵實(shí)現(xiàn)物料進(jìn)庫編號(hào)、出庫等操作。由于本機(jī)械手的三軸采用的驅(qū)動(dòng)方式為；1. 伸縮軸為氣壓缸驅(qū)動(dòng)；2. X,Y 軸分別為伺服電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng) ;可實(shí)現(xiàn)工作區(qū)間內(nèi)的極限定位 ; 因此在使用中可在傳輸帶相應(yīng)設(shè)置取料位和放料位；控制系統(tǒng)由控制器(通常為單片機(jī)，也可配備其他類型的邏輯控制裝置) 、端子板、隔 離板和直流電源等組成。控制器接收設(shè)在機(jī)械手上各部分傳感器的信號(hào) ,并通過預(yù)先設(shè)定的 程序控制機(jī)械手的各種動(dòng)作?？蓪?shí)現(xiàn)如下的實(shí)訓(xùn)功能：1) 傳感器技術(shù)實(shí)訓(xùn)2) 傳送帶實(shí)訓(xùn)3) 步進(jìn)電機(jī)電機(jī)應(yīng)用實(shí)訓(xùn)4) 伺服電機(jī)應(yīng)用實(shí)訓(xùn)5) RFID

11、 射頻識(shí)別實(shí)訓(xùn)6) 氣動(dòng)回路應(yīng)用實(shí)訓(xùn)7) 絲桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)應(yīng)用實(shí)訓(xùn)8) 直線運(yùn)動(dòng)單元定位控制實(shí)訓(xùn)9) 單片機(jī)編程實(shí)訓(xùn)10) 機(jī)械故障檢測(cè)與排除實(shí)訓(xùn)四、電氣原理整體工作原理步驟：1. 在觸摸屏上按下相應(yīng)的按鍵輸入指令2. 供料處放下物料(配置了標(biāo)簽信息) ，光纖傳感器檢測(cè)到物料3. 物料傳輸經(jīng)過 RFID 識(shí)別后到達(dá)接料處等待機(jī)械手4. 機(jī)械手在原點(diǎn)處開始運(yùn)行至接料處并夾起物料5. 根據(jù) RFID 處得到的物料標(biāo)簽信息， 機(jī)械手走動(dòng)到相應(yīng)的倉位并放下物料6. 機(jī)械手復(fù)位至原點(diǎn)等待下一次命令。電氣接線說明:光纖、金屬：棕色-電源（24V）,藍(lán)色-地，黑色-接接線端子，白色-懸空 XY軸原點(diǎn)及X軸左右限

12、位光電開關(guān)：棕色-電源（24V）,藍(lán)色-地，黑色-接接線端子，白色-懸空 Y上下限位光電開關(guān)：棕色-電源（24V）,藍(lán)色-地，白色-步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器的EN黑色-懸空 磁性開關(guān)：棕色接線端子，藍(lán)色接24V地 插線槽端子說明:13579111314161820222426246810121517192123251:24V （伺服）2:24V-GND （伺服）3:24V4:24V-GND5:有料檢測(cè)（光纖）6:出料處檢測(cè)（光纖）7:金屬檢測(cè)（接近開關(guān)）8:X軸原點(diǎn)（光電開關(guān)）9:Y軸原點(diǎn)（光電開關(guān)）10:手爪伸出到位檢測(cè)（磁性開關(guān)）11:手爪縮回到位檢測(cè)（磁性開關(guān)）12:手爪夾緊檢測(cè)（磁性開關(guān)）14:5V

13、-GND15:電機(jī)正傳（繼電器）16:電機(jī)反轉(zhuǎn)（繼電器）17:手爪伸縮（電磁閥）18:手爪夾緊（電磁閥）19:手爪松開（電磁閥）20:步進(jìn)電機(jī)DIR-21:步進(jìn)電機(jī)CP-22:伺服電機(jī)DIR（ 2線）23:伺服電機(jī)CP（ 1線）24:RFID-RX25:RFID-TX26:RFID-SIGN13:5V24V電氣原理接線圖光電開關(guān)棕藍(lán)磁性傳感器光纖傳感器藍(lán)棕藍(lán)黑/白棕步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器接線:Y軸上下限位接步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的限位控制線EN-24V電源步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器：PUL+ DIR+接5V電源，EN+接 24 V電源，步進(jìn)電機(jī)電源接24V5V端端上下J、 GND子子步進(jìn)21 小20限位電機(jī)白p LLC

14、P +C PD IR +D IRE N +E NS W*G N DV C CBB +AA+步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)接線圖伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器接線：X軸左右限位接伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的限位控制線4、17線，7、13、伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器：14、15線接5V, 1、2線接接線端子，3線電源(24V)16 線接 24V地,伺12服3電4機(jī)7驅(qū)13動(dòng)14(上面)15(控制信號(hào)16端子X1)17聖端子22端子2324V黒左限位24V-GND5V黒右限位(X6)側(cè)面(X7)DCPRB1RB2DCN黃伺服 紅 電機(jī) 黃綠PE =伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)接線圖直流電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路：KA1通電KA2斷電時(shí)，24V電源從？號(hào)導(dǎo)線流入電動(dòng)機(jī)從

15、 ？號(hào)導(dǎo)線到電源地，電機(jī)正轉(zhuǎn);KA2通電KA1斷電時(shí)，24V電源從？號(hào)導(dǎo)線流入電動(dòng)機(jī)從 ？號(hào)導(dǎo)線到電源地，電機(jī)反轉(zhuǎn); 兩繼電器同時(shí)斷電或通電時(shí)電動(dòng)機(jī)不通電不動(dòng)作。原理如圖。1-61-51-71-82-62-52-72-8直流電機(jī)正反轉(zhuǎn)原理圖五使用與維護(hù)（一）驗(yàn)機(jī)與準(zhǔn)備1. 將裝置水平放置，卸去為運(yùn)輸而設(shè)的固定件，檢查各緊固螺釘是否有松動(dòng)或脫 落。2. 將電源線插入電源，電源必須有良好的保護(hù)接地。3. 打開電源開關(guān)，觀察電源指示燈、直流電源指示燈、控制板指示燈等均應(yīng)正常 顯示，否則檢查電源電壓和電源保險(xiǎn)管。4. 檢查各傳感器是否燈亮，正常工作。5. 限位開關(guān)調(diào)整設(shè)置，避免機(jī)械損壞；原點(diǎn)檢測(cè)調(diào)整設(shè)置。6. 電機(jī)驅(qū)動(dòng)器按要求設(shè)置并能正常驅(qū)動(dòng)電機(jī)。7. 手爪原點(diǎn)處取料調(diào)整；倉儲(chǔ)架位調(diào)整至合適位置。8. 各部分調(diào)整完畢后，可用模擬輸入方式來觀察機(jī)械手的相應(yīng)動(dòng)作是否正常。并同時(shí)觀察每個(gè)位置相應(yīng)傳感器的指示燈是否閃亮，否則調(diào)整傳感器的位置以滿足要求。機(jī)械手每個(gè)電機(jī)的極限位置應(yīng)能有效限制相關(guān)機(jī)構(gòu)運(yùn)行。9. 運(yùn)行單片機(jī)內(nèi)的單機(jī)演示程序。將模擬零組件的料塊放入供料位的相應(yīng)位置。 按下觸摸屏按鍵指令。裝置應(yīng)能完成以下動(dòng)作：（1）機(jī)械手復(fù)位到原點(diǎn)：手爪張開、縮回。（2）手臂下降。（3）手爪伸出。（4）手指閉合夾物。（5）手爪縮回