四轴机械手控制系统的制作方法

本发明涉及机械工业技术设备领域，特别是涉及一种四轴机械手控制系统。

背景技术：

目前，汽车挡风玻璃一般都做成了整体一副式的大曲面型，该挡风玻璃的上下左右均具有一定的弧度。因为挡风玻璃涉及到车型、强度、隔热、装配等诸多问题，所以这种曲面挡风玻璃不论从加工过程还是从装嵌配合来看，都是一种技术要求十分高的产品。

而在挡风玻璃涂胶工艺中，相关操作人员需要通过吊载装置先将挡风玻璃从玻璃存放台上吊载到玻璃涂胶机的轨道上，再返回操作平台进行一些相关作业，然后根据相应的时间间隔，移动到玻璃存放台上进行下一块挡风玻璃的吊载。由此可见，如何实现挡风玻璃高效快捷地吊载是亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种四轴机械手控制系统，使相关设备的操作更加方便，节约了挡风玻璃的搬运时间，降低了生产成本，提高了生产效率。

一种四轴机械手控制系统，包括工作平台、横向平移装置、纵向平移装置、升降装置和旋转吸附装置；

所述工作平台上设有呈左右布置的挡风玻璃涂胶轨道和挡风玻璃存放台，挡风玻璃涂胶轨道和挡风玻璃存放台的上方安装有横向平移装置；所述横向平移装置的下端和纵向平移装置滑动连接；所述纵向平移装置的下端和升降装置滑动连接；所述升降装置的下端固定安装有旋转吸附装置；

所述横向平移装置设有用于驱动横向平移装置横向移动的横向平移伺服电机，纵向平移装置设有用于驱动纵向平移装置纵向移动的纵向平移伺服电机，升降装置设有用于驱动升降装置上升或者下降的升降伺服电机，升降装置设有初始位、旋转位和放置位，旋转吸附装置设有用于驱动旋转吸附装置转动的旋转伺服电机；

还包括电源、中央控制器、启停开关、横向平移模块、纵向平移模块、升降模块和转动模块；

所述电源和中央控制器电连接有启停开关；所述横向平移模块、纵向平移模块、升降模块和转动模块分别与中央控制器电连接；所述横向平移模块与横向平移伺服电机电连接，纵向平移模块与纵向平移伺服电机电连接，升降模块与升降伺服电机电连接，转动模块与旋转伺服电机电连接。

本发明通过中央控制器控制横向平移模块、纵向平移模块、升降模块和转动模块，进而对横向平移装置、纵向平移装置、升降装置和旋转吸附装置实现智能控制，实现横向平移装置和纵向平移装置的横向和纵向移动，以及升降装置的升降和旋转吸附装置的动作，进而实现了四轴机械手控制系统将挡风玻璃存放台上的挡风玻璃自动搬运到挡风玻璃涂胶轨道上，从而实现了挡风玻璃搬运的智能化，节约了挡风玻璃的搬运时间，降低了生产成本，提高了生产效率。

优选地，所述旋转吸附装置设有至少一个吸附位置检测仪，每个吸附位置检测仪与转动模块电连接。吸附位置检测仪可准确检查到挡风玻璃板上相应的吸附位置，实现了升降装置将旋转吸附装置一次下降到位，避免了人工针对吸附位置的来回调整，提高了工作效率。

优选地，所述旋转吸附装置设有2个吸附位置检测仪，吸附位置检测仪对称布置在旋转吸附装置的底部，每个吸附位置检测仪与转动模块电连接。2个吸附位置检测仪的对称布置使用，提高了吸附位置对准精度。

优选地，所述旋转吸附装置设有挡风玻璃位置距离检测仪，挡风玻璃位置距离检测仪与转动模块电连接。玻璃位置距离检测仪可以将横向平移装置和纵向平移装置的升速、高速保持和降速三个阶段最优化，以实现在最短时间内将挡风玻璃运送到挡风玻璃涂胶轨道上。

优选地，所述旋转吸附装置上设有限位装置，限位装置上设有水平位和吸附位，在限位装置的水平位处设有用于停止旋转伺服电机转动的水平位限位开关，在限位装置的吸附位处设有用于停止旋转伺服电机转动的吸附位限位开关，水平位限位开关和吸附位限位开关均与转动模块电连接。限位装置便于精确控制旋转吸附装置旋转的水平位和吸附位。

一种四轴机械手控制系统的控制方法，包括上述的四轴机械手控制系统，还包括如下步骤：

S1：按下启停开关，中央控制器通过横向平移模块、纵向平移模块、升降模块和转动模块进而分别控制横向平移伺服电机、纵向平移伺服电机、升降伺服电机和旋转伺服电机，进而实现横向平移装置、纵向平移装置、升降装置和旋转吸附装置的工作，使得旋转吸附装置在处于初始位并旋转至吸附位；

S2：旋转吸附装置的挡风玻璃位置距离检测仪感应挡风玻璃存放台上待吊装挡风玻璃的距离，并将此距离转换为电信号通过旋转模块传递给中央处理器；

S3：中央处理器将S2中检测到的距离信号分解成横向距离信号和纵向距离信号，并将横向距离信号和纵向距离信号分别传递给横向平移模块和纵向平移模块，横向平移模块和纵向平移模块会分别给横向平移伺服电机和纵向平移伺服电机驱动信号，使旋转吸附装置贴合挡风玻璃；

S4：旋转吸附装置的吸附位置检测仪感应挡风玻璃上对应的吸附点，然后通过旋转吸附装置对挡风玻璃进行吸附，将吸附完成后的信号通过旋转模块传递给中央处理器；

S5：中央处理器将S4中的吸附完成信号传递给升降模块，升降模块通过升降伺服电机控制升降装置上升至升降装置设置的旋转位，并将此完成信号传递给中央处理器；

S6：中央处理器将S5中的升降装置旋转位完成信号传递给旋转模块，旋转模块通过旋转伺服电机控制旋转吸附装置旋转至水平位，并将完成信号传递给中央处理器；

S7：中央处理器将S6中吸附装置旋转水平位完成信号传递给横向平移模块和纵向平移模块，横向平移模块和纵向平移模块会分别给横向平移伺服电机和纵向平移伺服电机驱动信号，使升降装置和吸附上挡风玻璃的旋转吸附装置到达挡风玻璃涂胶轨道上方，并将此完成信号传递给中央处理器；

S8：中央处理器将S7的完成信号传递给升降模块，升降模块通过升降伺服电机控制升降装置下降到升降装置的放置位，并将此完成信号传递给中央处理器；

S9：旋转吸附装置释放对挡风玻璃的吸附，使挡风玻璃放置在挡风玻璃涂胶轨道上，从而完成了挡风玻璃从挡风玻璃存放台到挡风玻璃涂胶轨道的自动吊装；

S10：重复步骤S1到S9，实现对下一块待装挡风玻璃的吊装。

本发明的有益效果体现在：

本发明通过中央控制器控制横向平移模块、纵向平移模块、升降模块和转动模块，进而对横向平移装置、纵向平移装置、升降装置和旋转吸附装置实现智能控制，实现横向平移装置和纵向平移装置的横向和纵向移动，以及升降装置的升降和旋转吸附装置的动作，进而实现了四轴机械手控制系统自动搬运到挡风玻璃存放台上，从而实现了挡风玻璃搬运的智能化，节约了挡风玻璃的搬运时间，降低了生产成本，提高了生产效率。吸附位置检测仪、玻璃位置距离检测仪和旋转位置检测仪的设置，使得中央处理器对横向平移装置、纵向平移装置和旋转吸附装置的控制更加精确，从而使得工作效率更高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本实施例的结构示意图；

图2为本实施例横向平移装置、纵向平移装置和旋转吸附装置装配后的结构示意图；

图3为本实施例的电路控制图；

图4为本实施例的控制流程图。

附图中，1-工作平台，11-挡风玻璃涂胶轨道，12-挡风玻璃存放台，2-横向平移装置，3-纵向平移装置，4-升降装置，5-旋转吸附装置，51-吸附位置检测仪，52-玻璃位置距离检测仪，53-限位装置

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本专利的保护范围。

如图1至图3所示，本实施例公开了一种四轴机械手控制系统，包括工作平台1、横向平移装置2、纵向平移装置3、升降装置4和旋转吸附装置5；工作平台1上设有呈左右布置的挡风玻璃涂胶轨道11和挡风玻璃存放台12，挡风玻璃涂胶轨道11和挡风玻璃存放台12的上方安装有横向平移装置2；横向平移装置2的下端和纵向平移装置3滑动连接；纵向平移装置3的下端和升降装置4滑动连接；升降装置4的下端固定安装有旋转吸附装置5；横向平移装置2设有用于驱动横向平移装置2横向移动的横向平移伺服电机，纵向平移装置3设有用于驱动纵向平移装置3纵向移动的纵向平移伺服电机，升降装置4设有用于驱动升降装置4上升或者下降的升降伺服电机，升降装置4设有初始位、旋转位和放置位，旋转吸附装置5设有用于驱动旋转吸附装置5转动的旋转伺服电机。四轴机械手控制系统通过对横向平移装置2的横移控制，纵向平移装置3的纵向移动控制，升降装置4的上升或者下降控制，以及旋转吸附装置5的旋转控制，从而实现一个四轴控制的机械手。四轴机械手控制系统还包括电源、中央控制器、启停开关、横向平移模块、纵向平移模块、升降模块和转动模块；电源和中央控制器电连接有启停开关；横向平移模块、纵向平移模块、升降模块和转动模块分别与中央控制器电连接；所述横向平移模块与横向平移伺服电机电连接，纵向平移模块与纵向平移伺服电机电连接，升降模块与升降伺服电机电连接，转动模块与旋转伺服电机电连接。

此外，旋转吸附装置5设有至少一个吸附位置检测仪51，每个吸附位置检测仪51与转动模块电连接。吸附位置检测仪51可准确检查到挡风玻璃板上相应的吸附位置，实现了升降装置4将旋转吸附装置5一次下降到位，避免了人工针对吸附位置的来回调整，提高了工作效率。本实施例中，旋转吸附装置5设有2个吸附位置检测仪51，吸附位置检测仪51对称布置在旋转吸附装置5的底部，每个吸附位置检测仪51与转动模块电连接。2个吸附位置检测仪51的对称布置使用，提高了吸附位置对准精度。旋转吸附装置5设有挡风玻璃位置距离检测仪52，挡风玻璃位置距离检测仪52与转动模块电连接。玻璃位置距离检测仪52可以将横向平移装置2和纵向平移装置3的升速、高速保持和降速三个阶段最优化，以实现在最短时间内将挡风玻璃运送到挡风玻璃涂胶轨道11上。旋转吸附装置5上设有限位装置53，限位装置53上设有水平位和吸附位，在限位装置53的水平位处设有用于停止旋转伺服电机转动的水平位限位开关，在限位装置53的吸附位处设有用于停止旋转伺服电机转动的吸附位限位开关，水平位限位开关和吸附位限位开关均与转动模块电连接。限位装置53便于精确控制旋转吸附装置5旋转的水平位和吸附位。

具体的，如图4所示，本实施例提供一种四轴机械手控制系统的控制方法，包括如下步骤：

S1：按下启停开关，中央控制器通过横向平移模块、纵向平移模块、升降模块和转动模块进而分别控制横向平移伺服电机、纵向平移伺服电机、升降伺服电机和旋转伺服电机，进而实现横向平移装置2、纵向平移装置3、升降装置4和旋转吸附装置5的工作，使得旋转吸附装置5在处于初始位并旋转至吸附位；

S2：旋转吸附装置5的挡风玻璃位置距离检测仪52感应挡风玻璃存放台12上待吊装挡风玻璃的距离，并将此距离转换为电信号通过旋转模块传递给中央处理器；

S3：中央处理器将S2中检测到的距离信号分解成横向距离信号和纵向距离信号，并将横向距离信号和纵向距离信号分别传递给横向平移模块和纵向平移模块，横向平移模块和纵向平移模块会分别给横向平移伺服电机和纵向平移伺服电机驱动信号，使旋转吸附装置贴合挡风玻璃；

S4：旋转吸附装置5的吸附位置检测仪51感应挡风玻璃上对应的吸附点，然后通过旋转吸附装置5对挡风玻璃进行吸附，将吸附完成后的信号通过旋转模块传递给中央处理器；

S5：中央处理器将S4中的吸附完成信号传递给升降模块，升降模块通过升降伺服电机控制升降装置4上升至升降装置4设置的旋转位，并将此完成信号传递给中央处理器；

S6：中央处理器将S5中的升降装置4旋转位完成信号传递给旋转模块，旋转模块通过旋转伺服电机控制旋转吸附装置5旋转至水平位，并将完成信号传递给中央处理器；

S7：中央处理器将S6中吸附装置旋转5水平位完成信号传递给横向平移模块和纵向平移模块，横向平移模块和纵向平移模块会分别给横向平移伺服电机和纵向平移伺服电机驱动信号，使升降装置4和吸附上挡风玻璃的旋转吸附装置5到达挡风玻璃涂胶轨道11上方，并将此完成信号传递给中央处理器；

S8：中央处理器将S7的完成信号传递给升降模块，升降模块通过升降伺服电机控制升降装置4下降到升降装置4的放置位，并将此完成信号传递给中央处理器；

S9：旋转吸附装置释放对挡风玻璃的吸附，使挡风玻璃放置在挡风玻璃涂胶轨道上，从而完成了挡风玻璃从挡风玻璃存放台12到挡风玻璃涂胶轨道11的自动吊装；

S10：重复步骤S1到S9，实现对下一块待装挡风玻璃的吊装。

数据表明，技术改善后的四轴机械手控制系统相比挡风玻璃原来的移动和吊载的时间节省了30秒。因此，本发明通过中央控制器控制横向平移模块、纵向平移模块、升降模块和转动模块，进而对横向平移装置2、纵向平移装置3、升降装置4和旋转吸附装置5实现智能控制，实现横向平移装置2和纵向平移装置3的横向和纵向移动，以及升降装置4的升降和旋转吸附装置5的动作，进而实现了四轴机械手控制系统将挡风玻璃存放台12上的挡风玻璃自动搬运到挡风玻璃涂胶轨道11上，从而实现了挡风玻璃搬运的智能化，节约了挡风玻璃的搬运时间，降低了生产成本，提高了生产效率。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。