一种二极管单向导电性检测机械手系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明属于自动化控制技术领域，具体涉及一种二极管单向导电性检测机械手系 统及方法。
【背景技术】
[0002] RHRG30120型二极管外形为长方形，两极管脚从前面伸出。现有技术中企业在生产 线上生产完成后，由人工进行单向导电性的检测，且在检测时，需要将万用表的正负极进行 交换，效率低下。
【发明内容】
[0003] 发明目的:本发明的目的是为了解决现有技术中的不足，提供一种通过PLC和机械 手组成机械手系统，实现了二极管单向导电性的自动检测，且运行自动化程度高，性能可 靠，可在类似的企业推广使用的二极管单向导电性检测机械手系统及方法。
[0004] 技术方案:本发明所述的一种二极管单向导电性检测机械手系统，包括包括送料 机构，推料气缸，手臂气缸，手爪机构和控制机构，所述送料机构由振动盘和导轨构成，所述 手臂气缸和手爪机构通过手臂机构活动连接，所述手爪机构下方还设有不合格品收集盒； 所述手爪机构包括上爪机构和下爪机构，所述上爪机构和下爪机构由手爪气缸控制，且同 时通过手臂机构连接有手臂气缸，所述上爪机构的外侧边穿插设有两个接线柱，所述两个 接线柱底部分别设有金属块，所述下爪机构内还穿插设有吹气孔;所述控制机构包括PLC控 制器和开关电源，所述PLC控制器的输入端分别连接有停止信号、启动信号、判定信号、缺料 检测信号、送料伸出信号、手爪夹紧信号、手爪松开信号、手臂伸出信号、手臂缩回信号以及 不合格品检测信号，所述PLC控制器的输出端分别连接有电压极性切换信号、推料气缸伸出 信号、手爪夹紧信号、手爪松开信号、手臂气缸伸出信号、手臂气缸缩回信号以及吹气信号， 所述电压极性切换信号通过中间继电器KA控制，所述手爪机构的其中一个接线柱分别通过 中间继电器KA的常开触点、常闭触点分别与开关电源的高压端、低压端电连接，所述手爪机 构的另一个接线柱也分别通过中间继电器KA的另一组常开触点、常闭触点分别与开关电源 的高压端、低压端电连接。
[0005] 进一步的，所述推料气缸设在导轨的拐弯处。
[0006] 进一步的，所述推料气缸为单杆气缸且由单电控电磁阀控制，其行程为二极管宽 度的2.5-3倍;将导轨上最前面的一个二极管推到检测位置，同时将检测好的二极管推入合 格品区域。
[0007] 进一步的，所述上爪机构和下爪机构均采用尼龙板结构。
[0008] 进一步的，所述爪机构和下爪机构的厚度为30_80mm。
[0009] 进一步的，所述两个接线柱之间的距离与二极管两极性之间的距离相等。
[0010] 进一步的，所述金属块分别与二极管两极性接触导通。
[0011 ]进一步的，所述两个接线柱通过中间继电器与PLC控制器电连接。
[0012] 进一步的，所述吹气孔和手臂气缸分别与PLC控制器电连接。
[0013] 本发明还公开了上述一种二极管单向导电性检测机械手系统的工作方法，包括如 下步骤： (1) 启动后，检测到轨道上最前面的二极管后，推料气缸伸出，将二极管推到检测位置， 同时将检测位置已检测的合格二极管推入合格区域； (2) 手臂气缸伸出，此时二极管的两只管脚处在两块金属板的正下方； (3) 手爪夹紧，此时二极管两极之间施加有直流电压； (4) 检测电路开始工作，并进行二极管的单向导电性的判定； (5) 单向导电性合格时，松开手指，由推料气缸将二极管推入合格区域;单向导电性不 合格时即二极管短路或开路，手爪保持夹紧，手臂气缸缩回，将不合格二极管移到不合格品 区域； (6) 松开手指； (7) 通过吹气孔吹气，将二极管吹落下来，实现不合格品的剔除。
[0014] 有益效果:本发明通过PLC和机械手组成机械手系统，实现了二极管单向导电性的 自动检测，该方案已在某公司得到应用，运行自动化程度高，性能可靠，可在类似的企业推 广使用。
【附图说明】
[0015] 图1为发明的整体结构主视图； 图2为图1的侧视图； 图3为本发明的手爪机构的结构示意图； 图4为图3的侧视图； 图5为本发明的控制电路结构原理图； 图6为本发明的顺序控制状态转移图。
【具体实施方式】
[0016] 如图1到图4所示的一种二极管单向导电性检测机械手系统，包括送料机构10,推 料气缸11，手臂气缸7和手爪机构8,所述送料机构10由振动盘和导轨构成，所述手臂气缸7 和手爪机构8通过手臂机构6活动连接，所述手爪机构8下方还设有不合格品收集盒9;所述 手爪机构8包括上爪机构1和下爪机构2,所述上爪机构1和下爪机构2由手爪气缸控制，且同 时通过手臂机构6连接有手臂气缸7,所述上爪机构1的外侧边穿插设有两个接线柱3,所述 两个接线柱3底部分别设有金属块4,所述下爪机构2内还穿插设有吹气孔5。
[0017] 作为上述技术方案的进一步优化： 进一步的，所述推料气缸11设在导轨的拐弯处。
[0018] 进一步的，所述推料气缸11为单杆气缸且由单电控电磁阀控制，其行程为二极管 宽度的2.5-3倍;将导轨上最前面的一个二极管推到检测位置，同时将检测好的二极管推入 合格品区域。
[0019] 进一步的，所述上爪机构1和下爪机构2均采用尼龙板结构。
[0020] 进一步的，所述爪机构1和下爪机构2的厚度为30_80mm。
[0021] 进一步的，所述两个接线柱3之间的距离与二极管两极性之间的距离相等。
[0022] 进一步的，所述金属块4分别与二极管两极性接触导通。
[0023] 进一步的，所述两个接线柱3通过中间继电器与PLC控制器电连接。
[0024] 进一步的，所述吹气孔5和手臂气缸7分别与PLC控制器电连接。
[0025] 所述导轨为方槽形，其宽度与二极管宽度一致。所述所述推料气缸为单杆气缸，其 行程为二极管宽度的2.5-3倍左右。所述手爪为平动型开合手爪，利于可靠地抓取二极管。 所述手臂气缸为双杆型，增强手爪运动的稳定性。
[0026] 送料机构由振动盘和导轨组成，通过振动盘的作用，使从生产线上出来的二极管 进行一个紧挨一个的依次排放。由于生产线的产生节拍和机械手检测的节拍不一定完全一 致，如果生产线的节拍快，则将多余的二极管落入振动盘内，同时，振动盘还起到自动向前 送料的作用。
[0027] 推料气缸将导轨上最前面的一个二极管推到检测位置，同时将检测好的二极管推 入合格品区域，推料气缸由单电控电磁阀控制，推料完成后立即缩回。
[0028] 根据二极管管脚尺寸，手爪气缸选用SMC双动常开型平行开合气缸MHZ2-16D，两手 指平行开合，由双电控电磁阀控制，当两端电磁阀都不通电时，可以使手爪保持夹紧或松开 状态。
[0029] 两只手指上分别按装两片尼龙板，使手指夹紧二极管的两个管脚时，起绝缘作用， 使两只管脚不能在夹紧时直接。两块金属板分别与两只管脚相接触，起导电作用。两个接线 柱分别对应两只管脚。
[0030] 该检测机械手的功能是在抓取二极管后，通过检测电路自动切换施加在二极管两 极之间的直流电压极性，由PLC自动判别二极管的单向导通性是否合格，并将单向导通性合 格二极管的推入合格区域，将短路或开路的二极管剔除出来。
[0031] 当对二极管施加正向直流电压时，两极导通;施加反向直流电压时，两极截止。二 极管的这种特性称为单向导电性，是二极管合格的必要条件。当对二极管施加正向和反向 的直流电压时，两极均导通或者均截止，则此二极管的两极之间为短路或开路，为不合格 品。
[0032]该机械手以PLC为控制元件，在手爪抓取二极管后，便对二极管施加直流电压，并 将二极管的导通状态输入给PLC;此后自动切换电压的极性，由PLC比较施加不同极性电压 后二极管的导通与截止情况，从而判定二极管单向导电性是否合格。
[0033] 本发明的机械手系统的控制机构采用PLC控制： (l)PLC输入输出信号 根据机械手的结构及控制要求，控制系统的PLC输入信号有10个、输出信号有7个，故选 用FX2N-24MR三菱PLC。其地址分配如表1所示。
[0034] 表1 PLC输入输出信号表
其中，SQ1和SQ7为NPN直流三线常开式接近开关，型号为RGRGSOWiLSQS-SQe为安装在 气缸上的常开型磁性开关。
[0035] (2)控制电路 根据机械手的工作原理，其控制电路如图5所示。
[0036] 检测电路如图5的右边部分所示。中间继电器KA的其中一个常开触点的一端与开 关电源的低压连接，另一端与手爪机构的接线