三軸注塑機(jī)械手控制系統(tǒng)

三軸注塑機(jī)械手結(jié)構(gòu)

1、系統(tǒng)組成及說(shuō)明

CRT－DMC630MF 系統(tǒng)主要由運(yùn)動(dòng)控制器（DMC630M）和手持盒（Leader30ST）兩個(gè)部分組成。

DMC630M 控制器為系統(tǒng)核心，可以存儲(chǔ) 512 組不同產(chǎn)品加工數(shù)據(jù)。

Leader30ST 手持盒，為手持控制端，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn) Modbus 協(xié)議與 DMC630M 控制器進(jìn)行實(shí)時(shí)通訊；手持盒采用工藝文件與坐標(biāo)信息采集分離式設(shè)計(jì)，使示教編程更加方便快捷；工藝文件除實(shí)現(xiàn)電機(jī)基本運(yùn)動(dòng)控制（多軸直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)、圓弧與插補(bǔ)聯(lián)動(dòng)）外，更可進(jìn)行復(fù)雜的邏輯及運(yùn)算功能。其硬件結(jié)構(gòu)基于高性能 DSP 為控制核心、FPGA 協(xié)處理，插補(bǔ)算法、脈沖信號(hào)產(chǎn)生及加減速控制、I／O 信號(hào)的檢測(cè)處理，均由硬件和固件實(shí)現(xiàn)，確保了運(yùn)動(dòng)控制高速、高精度及系統(tǒng)穩(wěn)定。

DMC630M 控制器支持三軸步進(jìn)電機(jī)、伺服電機(jī)控制，以步進(jìn)電機(jī)為例，三軸系統(tǒng)的構(gòu)成，如 圖1所示：

圖1

控制器、手持盒和驅(qū)動(dòng)器共同組成了三軸系統(tǒng)的控制部分，手持盒與控制器之間通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)Modbus 協(xié)議進(jìn)行通訊，控制器通過(guò)自身的脈沖輸出口給驅(qū)動(dòng)器發(fā)送脈沖信號(hào)，從而控制三軸系統(tǒng)中的步進(jìn)電機(jī)，再結(jié)合其它的輸入輸出信號(hào)，就可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)控制。

2、取放料例程

例程要求：如圖 2所示：圖中立方體為障礙物，加工點(diǎn)不能與之觸碰，P1 點(diǎn)為取料點(diǎn)，P2 點(diǎn)位放料點(diǎn)，*先移動(dòng)到 P1 點(diǎn)，取料（OT1 為 1），延時(shí) 1000ms，檢測(cè)是否取到料（IN16）， 若沒(méi)有取到料（IN16 有效）發(fā)出報(bào)警信號(hào)（OT3），直到解除報(bào)警（IN17 有效），取到料后抬高到安全位（P3），移動(dòng)到 P4，再移動(dòng)到放料點(diǎn) P2，放料（OT1 為 0），移動(dòng)到 P4，移動(dòng)到 P3，檢測(cè)是否還要取料（IN18），如果 IN18 有效，移動(dòng)到 P1 重復(fù)之前動(dòng)作，如果 IN18 無(wú)效，回原點(diǎn) P5。具體的任務(wù)流程參考規(guī)格說(shuō)明書(shū)。

圖2

3、機(jī)械手上下料的運(yùn)動(dòng)軌跡

AAA客戶的生產(chǎn)線上需要使用機(jī)械手上下料，結(jié)構(gòu)如圖3所示。X軸執(zhí)行水平左右運(yùn)動(dòng)，Y軸執(zhí)行豎直上下運(yùn)動(dòng)，手爪由氣缸控制執(zhí)行抓取動(dòng)作。它們的任務(wù)是將右側(cè)工裝上的工件依次抓取至左側(cè)傳送帶上。X軸原點(diǎn)距離傳送帶上工件放置點(diǎn)為W，工裝上*個(gè)工件距離傳送帶上工件放置點(diǎn)為S，工裝上每個(gè)工件之間的距離均為L(zhǎng)。

圖3 機(jī)械手上下料系統(tǒng)組成

通常大多數(shù)用戶會(huì)將X、Y的運(yùn)動(dòng)軌跡確定為矩形，即Y軸上下運(yùn)動(dòng)完成后X軸再水平運(yùn)動(dòng)，然后Y軸再次上下運(yùn)動(dòng)，如此反復(fù)進(jìn)行。但這樣的方式會(huì)導(dǎo)致比較強(qiáng)烈的抖動(dòng)，并且造成一定的時(shí)間浪費(fèi)。因此，我們CRT可采用圖4所示的運(yùn)動(dòng)軌跡，在2個(gè)拐彎處，X、Y軸進(jìn)行一段半徑為R的圓弧插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)，這樣可大大減弱抖動(dòng)，且能節(jié)省時(shí)間。A點(diǎn)為起始點(diǎn)，抓取并放置**個(gè)工件的路徑為A→B→C→D→E→F→G→H→I→J→K，抓取并放置第2個(gè)工件的路徑與*個(gè)相同，只不過(guò)A→B和F→G的距離增加了長(zhǎng)度L，第3個(gè)、第4個(gè)、第5個(gè)亦然。

圖4 機(jī)械手上下料運(yùn)動(dòng)軌跡

DMC630M支持連續(xù)插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)，在連續(xù)插補(bǔ)模式下，速度是連續(xù)的，各插補(bǔ)段之間沒(méi)有加減速過(guò)程，從而使得運(yùn)動(dòng)更加平滑。

圖5 連續(xù)插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)