專利名稱：高溫智能機械手、控制系統及控制方法
技術領域：
本發明涉及一種自動化機械，特別是涉及一種高溫智能機械手、控制系統及控制方法。
背景技術：
化工行業中，在天然氣裂變乙炔工序時，在超高溫燒結區內會形成碳化物，需要進行定時清理工作，目前還沿用傳統的人工操作的方式進行。因此，存在如下缺點:
1.工人勞動強度大，需多個工人多班倒。如果增大產量，相應設備就會增加，人根本就操作不了，原因是太重，人的負荷承載不起。2.如采用國外設備，其設備體積龐大，安裝空間大，設備內部氣缸容易壞。3.設備內部溫度高、環境臟，工作環境相當惡劣，工人長時間在這種環境中工作，會影響身體的健康。4.由于工人經驗、技術的不一致，從而導致生產產量和質量的不穩定。5.人工勞作具有局限性，人的力量是有限的，企業發展進行擴大生產，人員就不能在擴大生產的設備上作業。如化工行業天然氣裂變乙炔爐從7500噸擴大到15000噸時，人的力量就達不到要求。
發明內容
針對上述現有技術的不足之處，本發明的一個目的就是提供一種高溫智能機械手，從而代替人工勞動，解決人工操作存在的問題。
本發明的另一個目的就是提供一種高溫智能機械手的控制系統。本發明還有一個目的就是提供一種高溫智能機械手的控制方法。本發明采用的技術方案是:
一種高溫智能機械手，包括機架、伺服電機、伺服缸、鉸鏈座、傳動桿、刮桿和立架，機架上鉸接三個伺服電機，兩個水平設置，另一個鉸接在兩個水平伺服電機連線的垂直中分線下方，三個伺服電機分別連接一個伺服缸，三個伺服缸的伸縮端球鉸接在鉸鏈座上，傳動桿一端與鉸鏈座固連，另一端穿過立架與刮桿中部鉸接，傳動桿與立架的接觸點球鉸接，刮桿下端與立架球鉸接，上端設置刮刀。進一步，所述刮刀為六棱柱。進一步，所述高溫智能機械手采用PLC控制器進行控制。一種高溫智能機械手的控制系統，包括手搖脈沖發生器、PLC控制器、伺服驅動器、機架、伺服電機、伺服缸、鉸鏈座、傳動桿、刮桿和立架，機架上鉸接三個伺服電機，兩個水平設置，另一個鉸接在兩個水平伺服電機連線的垂直中分線下方，三個伺服電機分別連接一個伺服缸，三個伺服缸的伸縮端球鉸接在鉸鏈座上，傳動桿一端與鉸鏈座固連，另一端穿過立架與刮桿中部鉸接，傳動桿與立架的接觸點球鉸接，刮桿下端與立架球鉸接，上端設置刮刀，手搖脈沖發生器與PLC控制器連接，PLC控制器通過伺服驅動器控制三個伺服電機。
一種高溫智能機械手的控制方法，根據需要的刮刀運動軌跡，使用手搖脈
沖發生器進行采點，并記憶在PLC控制器中；PLC控制器通過伺服驅動器控制三個伺服電機運動，伺服電機驅動伺服缸伸縮；三個伺服缸通過鉸鏈座帶動傳動桿，傳動桿帶動刮桿按照設定軌跡進行運動。本發明的優點在于:結構簡單，體積小，安裝拆卸方便，操作簡便，能完全代替工人進行超高溫燒結區定時清除碳化物的工作，并且機械自動化操作，生產產量、質量穩定，降低了工人勞動強度，提高了工作效率。
圖1為發明的結構示意 圖2為本發明控制系統的結構框圖。
具體實施例方式下面結合附圖及具體實施例對本發明作進一步的詳細說明。如圖1所示，一種高溫智能機械手，包括機架1、伺服電機2、伺服缸3、鉸鏈座4、傳動桿5、刮桿6和立架7，機架I上鉸接三個伺服電機2，兩個水平設置，另一個鉸接在兩個水平伺服電機2連線的垂直中分線下方，三個伺服電機2分別連接一個伺服缸3，三個伺服缸3的伸縮端球鉸接在鉸鏈座4上，傳動桿5 —端與鉸鏈座4固連，另一端穿過立架7與刮桿6中部鉸接，傳動桿5與立架7的接觸點球鉸接，刮桿6下端與立架7球鉸接，上端設置六棱柱形的刮刀8。所述高溫智能機械手采用PLC控制器進行控制。整個設備底部安裝萬向輪(圖中未畫出)，方便移動定位。刮桿6和傳動桿5采用特殊材料制成，使之在高溫1200攝氏度區域內短時間工作不熔化、不變形、不折斷，刮桿6和傳動桿5的摩擦部位不因高溫氧化而增加運動阻力。三個伺服缸3的固定端成三角形分開固定在機架I上，另一端(伸縮端)連接在同一點上(即鉸鏈座4上)。它的連接方式決定了與傳統方式的三維聯動的區別。傳統方式一般為一個驅動控制一個軸向，即X向運動由X向伺服缸運動即可完成，Y向運動由Y向伺服缸運動即可完成，Z向運動由Z向伺服缸運動即可完成。而本發明的連接方式，作X向運動必須由三個伺服缸聯動才能完成，同樣，Y向和Z向也是這樣。它的優點在于:1.從空間的一點運動到另一點速度快，節省時間。2.運動過程中保持較大的力矩(三個伺服電機同時受力)。如圖2所示，一種高溫智能機械手的控制系統，包括手搖脈沖發生器、PLC控制器、伺服驅動器、機架、伺服電機、伺服缸、鉸鏈座、傳動桿、刮桿和立架，機架上鉸接三個伺服電機，兩個水平設置，另一個鉸接在兩個水平伺服電機連線的垂直中分線下方，三個伺服電機分別連接一個伺服缸，三個伺服缸的伸縮端球鉸接在鉸鏈座上，傳動桿一端與鉸鏈座固連，另一端穿過立架與刮桿中部鉸接，傳動桿與立架的接觸點球鉸接，刮桿下端與立架球鉸接，上端設置刮刀，手搖脈沖發生器與PLC控制器連接，PLC控制器通過伺服驅動器控制三個伺服電機，伺服電機控制伺服缸的伸縮，伺服缸帶動傳動桿，傳動桿帶動刮桿按照設定軌跡進行運動,清除六邊形爐體內的積碳。為了控制更加方便還可以采用觸摸屏控制PLC控制器。采用手搖脈沖發生器使得運動軌跡設定方便，不需要專業編程人員就能更改軟件來設定運動軌
跡；運動軌跡修正方便，當某一點的運動軌跡需要修正時，只需重新采集那一點即可。機械手運行過程中，在運動軌跡的某一點遇到障礙時，刮桿會受力。當受力越來越大，達到一定值時，本系統具有安全避讓功能，即停止繼續軌跡運行，返回原點，間隔幾秒后，系統再次啟動，從逆向運行軌跡，如此反復。它的優點在于:1.系統不會因過載而癱瘓，使之造成經濟損失；2.不會因受力過大，使設備本身受損；3.不會因受力過大，使工作崗位中的設備受損；4.倘若設備出現過載等故障，系統自動報警(可遠程報警)。—種高溫智能機械手的控制方法，根據需要的刮刀運動軌跡，使用手搖脈沖發生器進行采點，并記憶在PLC控制器中；PLC控制器通過伺服驅動器控制三個伺服電機運動，伺服電機驅動伺服缸伸縮；三個伺服缸通過鉸鏈座帶動傳動桿，傳動桿帶動刮桿按照設定軌跡進行運動，清除六邊形爐體內的積碳。以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種高溫智能機械手，其特征在于:包括機架、伺服電機、伺服缸、鉸鏈座、傳動桿、刮桿和立架，機架上鉸接三個伺服電機，兩個水平設置，另一個鉸接在兩個水平伺服電機連線的垂直中分線下方，三個伺服電機分別連接一個伺服缸，三個伺服缸的伸縮端球鉸接在鉸鏈座上，傳動桿一端與鉸鏈座固連，另一端穿過立架與刮桿中部鉸接，傳動桿與立架的接觸點球鉸接，刮桿下端與立架球鉸接，上端設置刮刀。
2.根據權利要求1所述的高溫智能機械手，其特征在于:所述刮刀為六棱柱。
3.根據權利要求1所述的高溫智能機械手，其特征在于:所述高溫智能機械手采用PLC控制器進行控制。
4.一種高溫智能機械手的控制系統，其特征在于:包括手搖脈沖發生器、PLC控制器、伺服驅動器、機架、伺服電機、伺服缸、鉸鏈座、傳動桿、刮桿和立架，機架上鉸接三個伺服電機，兩個水平設置，另一個鉸接在兩個水平伺服電機連線的垂直中分線下方，三個伺服電機分別連接一個伺服缸，三個伺服缸的伸縮端球鉸接在鉸鏈座上，傳動桿一端與鉸鏈座固連，另一端穿過立架與刮桿中部鉸接，傳動桿與立架的接觸點球鉸接，刮桿下端與立架球鉸接，上端設置刮刀，手搖脈沖發生器與PLC控制器連接，PLC控制器通過伺服驅動器控制三個伺服電機。
5.一種高溫智能機械手的控制方法，其特征在于:根據需要的刮刀運動軌跡，使用手搖脈沖發生器進行采點，并記憶在PLC控制器中；PLC控制器通過伺服驅動器控制三個伺服電機運動，伺服電機驅動伺服缸伸縮；三個伺服缸通過鉸鏈座帶動傳動桿，傳動桿帶動刮桿按照設定軌跡進行運動。
全文摘要
本發明公開了一種高溫智能機械手、控制系統及控制方法，包括機架、伺服電機、伺服缸、鉸鏈座、傳動桿、刮桿和立架，機架上鉸接三個伺服電機，兩個水平設置，另一個鉸接在兩個水平伺服電機連線的垂直中分線下方，三個伺服電機分別連接一個伺服缸，三個伺服缸的伸縮端球鉸接在鉸鏈座上，傳動桿一端與鉸鏈座固連，另一端穿過立架與刮桿中部鉸接，傳動桿與立架的接觸點球鉸接，刮桿下端與立架球鉸接，上端設置刮刀。本發明結構簡單，體積小，安裝拆卸方便，操作簡便，能完全代替工人進行超高溫燒結區定時清除碳化物的工作，并且機械自動化操作，生產產量、質量穩定，降低了工人勞動強度，提高了工作效率。
文檔編號F27D25/00GK103144117SQ20131009522
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月25日 優先權日2013年3月25日
發明者茍渝路, 冷紅, 李衛, 錢睿 申請人:成都航天烽火精密機電有限公司