淺談電氣專業(yè)維修電工高級機(jī)械手的學(xué)習(xí)

淺談電氣專業(yè)維修電工高級機(jī)械手的學(xué)習(xí)淺談電氣專業(yè)維修電工高級機(jī)械手的學(xué)習(xí)

中圖分類號：TP242文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

根據(jù)?維修電工國家職業(yè)技能規(guī)范》的要求，高級維修電工理論知識考核范圍包括：繼電控制電路、交直流傳動系統(tǒng)、電子線路等知識的讀圖、測繪、分析、調(diào)試與維修?？己松疃纫笳莆针姎鈭D測繪地步驟和辦法，熟悉機(jī)床電路的組成、原理及常見故障；掌握PLC的根本指令表，熟悉編程技巧，掌握編程軟件的使用辦法，熟悉PLC常見故障的類型和解決辦法等，其中可編程邏輯控制器理論知識點(diǎn)和實(shí)操都占到30%甚至更多。從現(xiàn)代生活需求還是工業(yè)開展方向，都需要高技能復(fù)合型人才?？上攵瑢τ诳删幊炭刂破鞯膶W(xué)習(xí)需要不斷地深入。在屢次的高級維修電工理論知識培訓(xùn)考核中，機(jī)械手類題目就屢次出現(xiàn)，從專業(yè)的知識方面來看，機(jī)械手學(xué)習(xí)的綜合知識面廣，波及知識較多；從邏輯思維方面來看，在現(xiàn)代化的生產(chǎn)生活中，社會分工逐步細(xì)化，生產(chǎn)設(shè)備越來越精密，自動化生產(chǎn)設(shè)備越來越復(fù)雜，機(jī)械手控制精細(xì)化，同時可以很好地鍛煉學(xué)生邏輯思維方面的能力。

一、機(jī)械手背景

機(jī)械手是在機(jī)械化、自動化生產(chǎn)過程中開展起來的一種新型裝置。它是機(jī)器人的一個重要分支。特點(diǎn)是可通過編程來完成各種預(yù)期的作業(yè)任務(wù)，在構(gòu)造和性能上兼有人和機(jī)器各自的優(yōu)點(diǎn)，尤其體現(xiàn)了人的智能和適應(yīng)性。在現(xiàn)代生產(chǎn)過程中，機(jī)械手被廣泛地應(yīng)用于自動生產(chǎn)線中，機(jī)械手雖然目前還不如人手那樣靈活，但它具有能不斷重復(fù)工作和勞動，不知疲倦，不怕危險(xiǎn)，抓舉重物的力量比人手力大的特點(diǎn)，因此，機(jī)械手已受到許多部門的重視，并越來越廣泛地得到應(yīng)用。

1958年美國聯(lián)合控制公司研制出第一臺機(jī)械手。在1962年，美國聯(lián)合控制公司又試制成一臺數(shù)控示教再現(xiàn)型機(jī)械手。同年，美國機(jī)械制造公司也試驗(yàn)成功一種叫Vewrsatran機(jī)械手，該機(jī)械手的中央立柱可以回轉(zhuǎn)、升降，采用液壓驅(qū)動控制系統(tǒng)也是示教再現(xiàn)型。這兩種出現(xiàn)在60年代初的機(jī)械手，是后來國外工業(yè)機(jī)械手開展的根底。目前，機(jī)械手大局部還屬于第一代，主要依靠人工進(jìn)行控制；改良的方向主要是降低本錢和提高精度。對于我們維修電工高級工學(xué)習(xí)機(jī)械手來說是比擬復(fù)雜的，通過我的教學(xué)和察看，發(fā)現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)辦法和技巧還有待提高。

二、機(jī)械手結(jié)構(gòu)及工作原理

結(jié)合維修電工考證和?國家職業(yè)技能鑒定規(guī)范》要求，我校與企業(yè)聯(lián)合研制出針對考證訓(xùn)練地模擬機(jī)械手，大略分為3個模塊：〔1〕送料機(jī)構(gòu)；〔2〕抓取機(jī)構(gòu)；〔3〕分揀系統(tǒng)；采用電磁閥氣動控制。送料機(jī)構(gòu)有物料檢測，當(dāng)料槽有物料時，物料檢測傳感器會發(fā)出信號，通過程序控制電磁閥，送料氣缸推出物料，等待機(jī)械手抓取；抓取機(jī)構(gòu)有3個自由度的控制，每個自由度都規(guī)定初始位置，當(dāng)物料放于指定位置時，機(jī)械手開始動作下降，夾緊物料；此過程需要位置傳感器來檢測抓取物料的精確度；取完后，機(jī)械手要放物料在分揀系統(tǒng)中。該系統(tǒng)由傳送帶帶動，有物料檢測、顏色檢測、金屬檢測，結(jié)合企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際，分揀到不同的收料處。機(jī)械手控制波及氣動、電磁閥控制、傳感器檢測、機(jī)械位置調(diào)整、硬件電路接線調(diào)試綜合能力訓(xùn)練，所以學(xué)習(xí)起來比擬費(fèi)力。經(jīng)過3年的教學(xué)，總結(jié)出自己的一套學(xué)習(xí)辦法。

三、機(jī)械手學(xué)習(xí)

對于機(jī)械手，模塊化學(xué)習(xí)是很重要的，使用時要根據(jù)各個模塊的功能有針對地做練習(xí)，這樣學(xué)習(xí)起來會很容易上手。下面介紹模塊化分步學(xué)習(xí)的辦法及考前須知。

〔1〕對于機(jī)械手結(jié)構(gòu)，我們把它分為3個模塊來學(xué)習(xí)，如圖1所示。供料單元、搬運(yùn)單元、分揀單元；第一模塊上料檢測單元，此模塊又可分為物料檢測、推送物料、循環(huán)供料；物料檢測主要用于入料口，并在需要時將料倉中物料送至抓取搬運(yùn)平臺，為搬運(yùn)單元做好準(zhǔn)備。在物料檢測過程中需要注意調(diào)整檢測傳感器的靈敏度，因?yàn)檫@是機(jī)械手搬運(yùn)過程的第一步中的第一個環(huán)節(jié)，如果這里檢測出現(xiàn)錯誤就可能導(dǎo)致搬運(yùn)單元過程的失敗。此過程需要循環(huán)進(jìn)行，下一次何時開始推送物料要看機(jī)械手把第一次的物料是否平安無誤地搬運(yùn)到指定位置，這是供料單元在程序編寫過程中要注意的。

〔2〕搬運(yùn)單元，在整個搬運(yùn)系統(tǒng)中，此環(huán)節(jié)最為重要、復(fù)雜。波及到機(jī)械知識、氣動控制、傳感器知識、PLC程序控制設(shè)計(jì)等方面的內(nèi)容。在機(jī)械手搬運(yùn)過程中波及到許多傳感器限位控制，每一個動作都需要傳感器來檢測，則在機(jī)械手從原位開始伸出、下降、抓取、回升、旋轉(zhuǎn)、下降、松開、回升、轉(zhuǎn)到原位，這個過程需要調(diào)整每個電磁閥動作的先后順序，這是首要步驟；然后需要每一動作都要準(zhǔn)確到位，這將影響到抓取物料。如何確保物料精準(zhǔn)的抓取，這里要分步進(jìn)行。把抓取的動作分步細(xì)化，上述每個動作用傳感器檢測準(zhǔn)確到位后在進(jìn)行整體調(diào)試，這樣可以防止在調(diào)試過程中重復(fù)調(diào)整機(jī)械手抓取的準(zhǔn)確性。程序的編寫也有多樣性，根據(jù)PLC型號的不同，有不同的編寫方式，這里重點(diǎn)表明三菱FX2N型號的PLC。大家都知道一般指令編寫都是沒有問題的，在注意整個機(jī)械手動作過程后一步步編寫，確保每個動作完成后復(fù)位即可。與其他PLC比擬拿一般指令編寫無太大差異，但是要拿步進(jìn)指令編寫的話，這里就很簡單了。三菱FX2N-PLC步進(jìn)指令有個很大的好處在于它的每一步程序動作完成后，下一步不需要考慮它的復(fù)位問題，這可以大大簡化了機(jī)械手搬運(yùn)過程的程序量，和一般指令比起來簡單了許多。

〔3〕分揀單元，作為最后的分揀系統(tǒng)，我們能夠正確的認(rèn)清每個傳感器的功能，把相應(yīng)的物料通過傳感器檢測出來分流出去即可，此過程程序?qū)懛ㄓ袃煞N辦法。一種辦法是按照動作順序到分揀單元時編寫；另一種辦法是在機(jī)械手動作之初，也就是原位的時候把分揀系統(tǒng)程序參加，在機(jī)械手完成抓取動作后回到原位的同時開始分揀物料，同時也不影響下次抓取物料，此過程是同步的。這兩種辦法根據(jù)自己的實(shí)際情況，采用適合自己的。

機(jī)械手的學(xué)習(xí)需要認(rèn)真考慮多方面的因素，本課程是一門綜合性課程，波及到電氣專業(yè)根本類課程，所以想學(xué)好本課程，根底是關(guān)鍵。對于上述學(xué)習(xí)辦法，波及到機(jī)械手實(shí)訓(xùn)設(shè)備的類型，對于一般維修電工考證使用機(jī)械手，這種學(xué)習(xí)辦法可以滿足，但波及到精準(zhǔn)定位抓取物料類型，需要使用編碼器來記錄數(shù)據(jù)的，這種辦法可以借鑒。對于我們經(jīng)常用得FX2N系列PLC，編寫程序通常使用兩種方式，一種是根本指令編寫程序；另一種是利用FX2N系列PLC的步進(jìn)指令進(jìn)行編寫；這兩種辦法都可以對機(jī)械手進(jìn)行編程，個人倡議使用第二種辦法。這種辦法簡單實(shí)用，思路比擬清晰，程序模塊化，比擬容易上手。

對于上述學(xué)習(xí)辦法，結(jié)合維修電工考證指導(dǎo)，在我屢次培訓(xùn)學(xué)生后總結(jié)出。學(xué)習(xí)機(jī)械手，重點(diǎn)需要模塊化，對于機(jī)械手本身也需要模塊化