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規(guī)格參數(shù)
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1 機械結(jié)構(gòu)設(shè)計

1.1 翻轉(zhuǎn)要求

首先由機器人將工件放置于翻轉(zhuǎn)機的承料臺上

，翻轉(zhuǎn)機感應(yīng)到工件，然后進行翻轉(zhuǎn)

，這樣就可實現(xiàn)被放置工件上下表面調(diào)換。要實現(xiàn)此要求

，一般要求工件放置好后需要將工件夾緊

，旋轉(zhuǎn)機構(gòu)將其翻轉(zhuǎn) 180°

，夾緊機構(gòu)松開。

1.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計

左右翻轉(zhuǎn)機的機械結(jié)構(gòu)如圖 1 所示

。整個機構(gòu)主要由工件夾持機構(gòu)

、翻轉(zhuǎn)機構(gòu)和支撐架三部分構(gòu)成。其中

，工件夾機構(gòu)主要由一個伸縮氣缸

、鋁型材承料支架和多個定位塊構(gòu)成；翻轉(zhuǎn)機構(gòu)是由一臺配減速器的步進電機

、膜片式聯(lián)軸器

、軸承和轉(zhuǎn)動支撐板組成，其固定于轉(zhuǎn)動支撐板上

，設(shè)計的減速器傳動比為 15∶1

；支撐架主要由矩形的底箱和兩根帶上橫桿的立柱構(gòu)成，控制電箱放置于底箱內(nèi)

，三色報警指示燈固定于橫桿上

。

2 控制設(shè)計

翻轉(zhuǎn)機整個動作順序如下：

（1）將物料放置到下蓋板，由定位塊定位

，翻轉(zhuǎn)臺上蓋板由氣缸推動下移

，使上下蓋板閉合，實現(xiàn)夾緊工件

；

（2）翻轉(zhuǎn)臺順時針翻轉(zhuǎn) 180°

，翻轉(zhuǎn)到位后翻轉(zhuǎn)臺上蓋板上移，上下蓋板打開實現(xiàn)物料上下表面的調(diào)換

；

（3）取走物料

，完成一次翻轉(zhuǎn)動作；

（4）再次放入物料

，氣缸動作

，上下蓋板閉合；

（5）翻轉(zhuǎn)臺逆時針翻轉(zhuǎn) 180°

；

（6）氣缸動作

，上下蓋板打開。

在一個動作循環(huán)中

，翻轉(zhuǎn)機可完成兩次翻轉(zhuǎn)

。翻轉(zhuǎn)機復(fù)位后，放置工件的料架處于水平位置

，自動運行過程中

，反復(fù)執(zhí)行上述動作步驟。

2.1 電氣控制構(gòu)成框圖

整個系統(tǒng)的電氣控制框圖如圖 2 所示。圖中

，PLC 控制電磁換向閥和步進電機驅(qū)動器

，分別實現(xiàn)氣缸的上、下蓋板的開與合以及上下蓋板的翻轉(zhuǎn)

。

2.2 電氣原理圖

左右翻轉(zhuǎn)機控制原理如圖 3 所示

。步進電機采用共陽極接法，即步進電機驅(qū)動器上

，STEP+

，DIR+，EN+ 端口和開關(guān)電源的 24 V 端口相連

，脈沖輸入 STEP- 和 PLC 的Y001 相連

，方向輸入 DIR- 與 Y003 相連。氣缸的伸縮由電磁閥控制

，PLC 通過 Y005 控制電磁閥線圈

。三色指示燈采用常亮閃光型接法。由于三色指示燈的紅燈

、黃燈

、綠燈、蜂鳴器每個工作電流 20 mA 以上

，采用小型電磁繼電器增大 PLC 驅(qū)動三色指示燈的能力

。以綠燈為例，Y010 驅(qū)動電磁繼電器的線圈

，然后由電磁繼電器的常開觸點控制綠色指示燈

。

2.3 程序流程

該翻轉(zhuǎn)機控制系統(tǒng)具有手動和自動兩種控制方式。手動方式主要完成上下蓋板打開

、上下蓋板閉合

、左翻轉(zhuǎn)、右翻轉(zhuǎn)和復(fù)位

。自動模式分為外部和內(nèi)部兩種控制模式：外部控制模式時

，由外部控制器發(fā)出一個“啟動翻轉(zhuǎn)”的 I/O 信號，翻轉(zhuǎn)機動作

，完成一次翻轉(zhuǎn)

，上下蓋板打開后，通過 I/O 信號給外部控制器發(fā)出“翻轉(zhuǎn)完成”的信號

，如此實現(xiàn)外部控制

；內(nèi)部控制模式時，可由物料有無信號或控制按鈕來控制翻轉(zhuǎn)臺翻轉(zhuǎn)

。系統(tǒng)控制流程如圖 4 所示

。

為提高系統(tǒng)運行的可靠性

，系統(tǒng)程序設(shè)置了異常狀態(tài)監(jiān)測，主要包括伸縮氣缸動作超時

、翻轉(zhuǎn)臺翻轉(zhuǎn)動作超時

、伸縮氣缸伸縮同時感應(yīng)檢測異常、翻轉(zhuǎn)臺左右限位同時檢測異常以及急停異常等

。系統(tǒng)出現(xiàn)異常時，即由三色報警燈和蜂鳴器提示

，一般需要排除故障后

，并再次復(fù)位后才能重新運行。

翻轉(zhuǎn)10.png

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