一种智能直线气动装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及机电一体化设备技术领域，具体说是一种智能直线气动装置。
【背景技术】
[0002]中国人口老龄化现象加重，一向以大量而低廉著称的中国劳动力不再“廉价”。加快发展工业机械手和工业机器人是保持中国制造业龙头地位的重要保障。
[0003]通用的气动机械手伸缩采用气缸作为执行元件；电磁换向阀、PLC作为控制元件。PLC发出控制指令，控制电磁换向阀进行气路切换，相应的气路驱动气缸活塞杆伸出或缩回。设计时，根据生产线功能确定控制构架，产品性价比高，但柔性差，控制系统体积大。如果联网，需采用高性能、高价格的PLC。
[0004]目前，产品的更新换代速度很快，需要不断调整生产线的工艺及装备来适应产品的升级。但是，应用上述通用气缸的生产线如果调整，只能对整个控制硬件进行重新设计组合，周期长、成本高。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是针对上述现有技术中的不足，提供一种由气缸、拉绳编码器、三组六位五通集成阀、控制电路模块、通信模块等按照功能需求高度集成在一体化结构中的智能直线气动装置。
[0006]本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
一种智能直线气动装置，包括气缸和控制单元，所述气缸包括活塞杆和缸体，所述控制单元包括控制盒体以及容置固定于所述控制盒体内的三组六位五通集成阀、拉绳编码器、控制电路模块和通信模块，所述控制盒体固定在所述气缸上，所述控制盒体上设有所述三组六位五通集成阀的进气口、排气口以及与所述气缸的气口连接的2个控制体气口，所述拉绳编码器的拉绳的一端固定在所述活塞杆的伸出端，所述三组六位五通集成阀、拉绳编码器和通信模块分别与所述控制电路模块连接。
[0007]本发明进一步的设计方案中，上述三组六位五通集成阀包括通过气管串联成环路的2个两位两通电磁阀和一个常闭两位三通电磁阀，所述三组六位五通集成阀的进气口和排出气口分别连通在连接两位两通电磁阀与常闭两位三通电磁阀的气管上，一个所述控制体气口连通在2个两位两通电磁阀的气管上，另一个连通在连通所述排气口的气管上。
[0008]本发明进一步的设计方案中，上述控制电路模块包括微控制器、输入开关、光电隔离电路、驱动电路和继电器，所述两位两通电磁阀及常闭两位三通电磁阀分别通过所述继电器与所述驱动电路连接，所述输入开关和所述驱动电路通过所述光电隔离电路与所述微控制器连接，所述拉绳编码器和所述通信模块分别与所述微控制器连接。
[0009]本发明进一步的设计方案中，上述微控制器还具有与PLC或单片机或PC连接的通信总线接口。智能直线气动装置与PC、PLC或其它微控制器能够进行有线通信连接，或无线通信模块与PC、PLC或其它微控制器进行无线通信连接。与PC通信时，可由PC软件设置本装置的伸缩距离和运动速度参数。
[0010]本发明进一步的设计方案中，上述控制盒体包括金属盒体和塑料盒盖，所述金属盒体固定在所述气缸上。
[0011]本发明具有以下突出的有益效果:
智能直线气动装置是由气缸、拉绳编码器、三组六位五通集成阀、控制电路模块、通信模块等按照功能需求高度集成在一体化结构中的直线气动执行单元。
[0012]智能直线气动装置体积小，能实现气缸活塞杆伸出或缩回距离和速度的精确控制。各智能执行单元即能独立工作，又能与其他智能单元协调工作，，通过有线通信或无线通信方式组成生产线。对于整个生产线的重新设计组合来说具有更大是柔性。生产线调整周期短，成本低。智能直线气动装置可在现场编程组态，实现控制的网络化、精确性、灵活性。可广泛的应用于清洗、搬运、切割、上下料、喷涂等生产线上重复性高、人力易疲劳、危险系数高的场合，对从新途径发展中国制造业具有重要意义，并具有广阔的市场前景。
【附图说明】
[0013]图1是本发明的智能直线气动装置的正视图；
图2为本发明的智能直线气动装置的俯视图；
图3为本发明的智能直线气动装置的仰视图；
图4为本发明的智能直线气动装置的左视图；
图5为本发明的智能直线气动装置的A-A局部剖视图；
图6为本发明的智能直线气动装置的B-B局部剖视图；
图7为三组六位五通集成阀气路图；
图8为主控电路板连接图；
图中，I一气缸活塞杆;2—气缸缸体;3—气缸前安装孔;4一气缸后安装孔;5—控制盒体的金属盒体;6—控制盒体的塑料盒盖;7—活塞杆前安装螺母;8—拉绳固定法兰;9 一拉绳法兰固定螺母;10—活塞杆后安装螺母;11 一气缸前端部固定螺栓;12—控制盒体的塑料盒盖安装螺栓(6个)；13—气缸气口 I; 14一连接气管I; 15—气缸气口 2 ； 16—控制盒体气口I; 17—连接气管2; 18—控制盒体气口 2; 19—控制盒体进气口 ； 20—控制盒体排气口； 21 —控制盒体底部与电路板架固定螺栓(2组)；22—气缸前端拉绳过孔;23—气缸后端拉绳过孔;24—控制盒体与气缸连接螺栓(4个)；25—三组六位五通集成阀体;26—拉绳编码器固定螺栓(4个)；27—拉绳编码器;28—拉绳编码器与控制电路模块连接电缆;29—控制电路模块;30—扁平电缆;31—按键与数字模拟I/O口、通信总线接口；32—控制电路模块与无线通?目模块连接电缆;33一单兀电源输入接口 ； 34一电源线；35一无线通彳目模块天线；36一无线天线扩展孔;37—无线天线扩展孔塞；38—无线通信模块;39—电路板架;40—控制电路模块与三组六位五通集成阀体连接电缆;41 一开关量输出信号;42—无线模块数据输入信号;43—拉绳编码器脉冲的计数输入信号;44 一供电电源。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明:
一种智能直线气动装置，包括气缸和控制单元，气缸包括活塞杆I和缸体2，控制单元包括控制盒体以及容置固定于控制盒体内的三组六位五通集成阀25、拉绳编码器27、控制电路模块29和通信模块，控制盒体包括金属盒体5和塑料盒盖6，金属盒体5固定在气缸上。控制盒体上设有三组六位五通集成阀25的进气口、排气口以及与气缸的气口连接的2个控制盒体气口，拉绳编码器27的拉绳的一端固定在活塞杆I的伸出端，三组六位五通集成阀25、拉绳编码器27和通信模块分别与控制电路模块29连接。三组六位五通集成阀25包括通过气管串联成环路的2个两位两通电磁阀和一个常闭两位三通电磁阀，三组六位五通集成阀25的进气口和排出气口分别连通在连接两位两通电磁阀与常闭两位三通电磁阀的气管上，一个控制盒体气口连通在2个两位两通电磁阀的气管上，另一个连通在连通排气口的气管上。控制电路模块29包括微控制器、输入开关、光电隔离电路、驱动电路和继电器，两位两通电磁阀及常闭两位三通电磁阀分别通过继电器与驱动电路连接，输入开关和驱动电路通过光电隔离电路与微控制器连接，拉绳编码器27和通信模块分别与微控制器连接。微控制器还具有与PLC或单片机或PC连接的通信总线接口。
[0015]一、智能直线气动装置组成
由气缸、拉绳编码器27、三组六位五通集成阀25、控制电路模块29、通信模块、及相应的附件等按照功能需求高度集成在一体化结构中。如下列图1-图6所示。
[0016](I)具体结构详述如下:
I一一气缸活塞杆1:单元的动力输出部分，可以伸出或缩回。端部可以安装其它单元或气缸、手爪等执行元件。
[0017]2一一气缸缸体2:智能直线气动装置的主体，是安装活塞、活塞杆I及其他零件和附件的支承骨架。
[0018]3——气缸前安装孔:气缸前安装孔和气缸后安装孔配合完成单元在机架上的固定。
[0019]4——气缸后安装孔:气缸前安装孔和气缸后安装孔配合完成单元在机架上的固定。
[0020]5——控制盒体的金属盒体5:固定在气缸后端，内部有三组六位五通集成阀25、拉绳编码器27、电路板等。
[0021 ] 6一一控制盒体的塑料盒盖6:安装在控制盒体的金属盒体5上，起到密封作用。另外由于是非金属材料，便于无线通信信号通过。
[0022]7一一活塞杆I前安装螺母:用于在活塞杆I上安装其它单元或气缸、手爪等执行部件。
[0023]8一一拉绳固定法兰:用于拉绳编码器27的拉绳的一端定位与固定。
[0024]9一一拉绳法兰固定螺母:在拉绳固定法兰上，连接拉绳的一端。
[0025]10一一活塞杆I后安装螺母:用于安装与定位拉绳固定法兰。
[0026]11--气缸前端部固定螺栓:用于气缸前端部固定。另外可以安装法兰，固定整个智能直线气动装置。
[0027]12——控制盒体的塑料盒盖6安装螺栓(6个):用于控制盒体的塑料盒盖6安装在控制盒体的金属盒体5上，左边、右边、上边各2个螺栓。
[0028]13——气缸气口 I:气缸气口 I进气，气缸气口 2排气时，气缸活塞杆I缩回。
[0029]14——连接气管1:连接气缸气口 I和控制盒体气口 I。
[0030] 15——气缸气口 2:气缸气口 2进气，气缸气口 I排气时，气缸活塞杆I伸出。
[0031 ] 16——控制盒体气口 I:输出压缩空气时，通过连接气管I，压缩空气进入气缸气口I，气缸气口2排气，气缸活塞杆I缩回。
[0032]17——连接气管2:连接气缸气口 2和控制盒体气口 2。
[0033]18——控制盒体气口 2:输出压缩空气时，通过连接气管2，压缩空气进入气缸气口2，气缸气口 I排气，气缸活塞杆I伸出。
[0034]19一一控制盒体进气口:智能直线气动装置的压缩空气总进气端口。
[0035]20一一控制盒体排气口:智能直线气动装置的压缩空气总排气端口。
[0036]21一一控制盒体底部与电路板架固定螺栓(2组):用于电路板架固定，同时连接控制盒体的金属盒体5与控制盒体的塑料盒盖6。
[0037]22一一气缸前端拉绳过孔:用于拉绳编码器27的拉绳的通过。
[0038]23一一气缸后端拉绳过孔:用于拉绳编码器27的拉绳的通过。
[0039]2