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压瓦机 自动装/卸料机械手 及其控制程序 1 应用背景 屋面陶瓷瓦成型工序中的一步，是压制。使用液压机将泥片在模具中压制成型。其作 业方式主要是依赖人工，即人工上料、控制压机、卸料。一台液压机配有 3 名操作人员， 包括 2 名捡瓦工（轮换制），1 名上料工兼操作压机。上料工将泥片放如模具内，开动压机 使上模压下，然后抬起。捡瓦工用吸盘将压制成型的泥瓦从模具中取出，平放到车架上， 另以捡瓦工辅助移动车架。 现有的问题是，这种作业方式有一定危险性，误操作或液压阀失灵，都有可能将操作 工的手压入。 而且劳动强度大，一个捡瓦工以28.6 片/分的频率、提取4Kg 的泥片，每天进行6000 次。 由于以上原因，以及近年来当地劳动力短缺。用工成本高，单个捡瓦工按计件月工资 4000-6000 不等，还时而面临招不到人的困境。 因此，厂家有使用机械代替人工的普遍需求。 本设计应运而生。 2 基本原理 以两个机械手模拟上料工和捡瓦工，实施上料和取瓦（卸料）动作。机械手采用气动 为动力源，取瓦（卸料）使用真空吸盘。（目前陶瓷瓦压制车间已具备压缩空气和真空泵）。 采用磁性气缸，机械手动作位置通过气缸专用的磁性开关监控。真空吸盘吸附成功检测， 采用电子真空压力开关监控。压力机上模位置，采用接近开关监控。气缸运动使用电磁阀 控制。液压机使用液压电磁阀控制。整个系统使用一台小型 PLC 编程控制，监控各开关位 置，控制格电磁阀。配以简单操作台，实现开/关机、急停操作。 图1-构造示意图 1-压机；2-安装架；3-机械手 （装料）；4-泥片；5-机械手（卸料）；6-瓦；7-上模；8-底 模。 传送带 图2-机械手臂特写 3 机械手 分为卸料机械手和上料机械手，分部压机两侧。吸盘安装在手臂末端。 图3-水平运动和垂直运动 图4-机械手臂分解 3.1 运动 机械手_水平运动 机械手的水平运动，由一根水平布置的无杆气缸 （-9、-10）推动。该气缸的滑动块 （-10）连接导台气缸 （-11、-12）的缸体 （-11）。缸体 （-9）连接在固定的支架 （-2） 上。 机械手_垂直运动 机械手垂直运动，由一根垂直布置的导台气缸 （-11、-12）推动。该气缸的杆端 （- 12）连接吸盘架（-13）。缸体 （-11）连接在无杆气缸 （-9、-10）的滑动块 （-10）上。 3.2 运动与工位 水平运动的工位：当吸盘处于底模上方时，称之为“机械手在‘机位’”；另一情况是 吸盘在传送带上方，称之为“机械手在‘带位’”。 垂直运动的工位：当导台气缸的杆端伸出时，称之为“机械手在‘下’”；另一种情况 是杆端缩回缸体内，称之为“机械手在‘上’”。 3.3 本设计中各手臂只可能存在的’工位’的组合 装料臂（机械手-3）：a-下位+带位，b-上位+带位， c-上位+机位 卸料臂（机械手-5）：d-下位+机位，e-上位+机位，f-上位+带位 图5-工位组合示意图 4 工作状态描述 4.1 启动及连续工作态 进入下工步条件 工步 动作 初始状态：压机刚实现一次压制，底模中有泥瓦。 上模位置=下（接近开关） 上料手臂水平位置=带位（磁性开关） 上料手臂垂直位置=上（磁性开关） 卸料手臂水平位置=带位（磁性开关） 卸料手臂垂直位置=上（磁性开关） 输入有泥（光电），（初始状态作为开机启动条件） 上模位置=下 （接近开关） ↓ 1 上模抬起（电液阀动作） 上模位置=上 （接近开关） → ↓