用于注塑机专用机械手的自动化控制器 - 文章

用于注塑机专用机械手的自动化控制器

作者：宁波西格玛泰克自动化陈愉

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使用注塑机专用机械手是用以提高注塑机的工作效率最常见的方法，因为它可以改善劳动条件并实现安全生产，降低生产成本。但是，在处理像模内贴标和瓶胚取出这样的技术难题时，国内的许多机械手系统往往无法满足生产需求。

作为一家老牌的工业控制器供应商，西格玛泰克在机械手控制器的设计方面拥有十分深厚的技术沉淀，通过与宁波伟力精密机械有限公司合作，开发出了一款新型的8轴大型全伺服型机械手控制系统，为国内高端机械手市场注入了新的活力。

这套系统由一个8.4"的全彩触摸屏手控器和输入输出模块组成，最大可同时控制具有8个轴的机械手系统，并支持5轴联动的功能。其整个系统运作主要有教导程序、人机界面、工控系统和安全行程保护系统等几个部分（如图1所示）。

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图1 自动控制系统的运作图

教导程序

教导程序的灵活度很大程度上影响了机械手的应用范围，因此在机械手中配备一个直观和灵活的教导方式非常必要。不同于传统的教导模式，该套系统选用了一种自由编程的模式，将多个单动作的图标组成一整套动作，可允许用户按照自己的工艺要求直接拖曳图标，搭配灵活，且操作简便。该教导模式可供选择的图标包括各个轴的动作、联动、延时、附件操作，以及逻辑运算、累计和信号输入输出等功能，基本包含了用户所需的各种情况。

人机界面

该套系统的人机界面非常独特，模仿手机操作的习惯设计出了一款类似手机风格的界面（如图2所示），使用户操作时更加亲切自然。另外，该系统还提供了系统文件以及教导程序文件的保存与读取功能，用户只需设置好一台机器的各项参数，然后生成系统文件或教导文件，再使用U盘复制到其他相同机型的机器上即可，极大地提高了工作效率。

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图2 类似手机风格的人性化人机界面

工控系统

这是整个系统运作的核心：配备了一个266MHz的AMD GEODE SC1200型CPU和128MB的内存，拥有非常强劲的运算性能，为运动控制提供了一个可靠的计算平台。系统使用了电机专用控制模块，一个模块可同时控制两个独立的伺服轴。该控制器采用脉冲方式控制伺服轴，可精确控制各轴的位置与运行速度。同时，该系统还支持使用CAN总线协议的伺服驱动器，可同时兼容其他不同的伺服系统搭配。这样用户可自由搭配所需的系统大小，有利于控制成本。控制器的实时时钟功能可保证伺服运行的速度与精度，并完美实现多轴联动功能。同时，系统采用了欧规12和欧规67标准的通讯协议，使得注塑机的安全性能更加稳定出色。

安全行程保护系统

为了在机械手出现误操作的时候保证设备的安全，并同时实现机械手的自由运作，该套系统专门设计了一套安全行程保护系统。以3轴系统为例，我们预先设定3轴的位置，分别为x1，y1，z1（如图3所示）。可以看到，x1与y1形成了一个面积为S1的区域，在系统中，我们将S1区域看作是机械手在模区内可以自由移动的区域，在Z轴方向上可以自由上升下降。一旦机械手在X轴或者Y轴方向移出这一区域，Z轴的自由度就会受到限制，并下降到z1的高度。在运行过程中，任意轴违反了此规定，系统将会自动报警，并同时退出自动模式，以确保安全运行。根据用户的不同需求，该系统也可以指定某一轴在指定位置时，3根旋转轴必须在某一指定角度上，否则将自动报警。该系统大大降低了机械手运行时的事故发生率，有效保障了工业产品的安全可靠和高质量。

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图3 三轴系统下的安全行程保护系统示意图

各轴的动作运行

该套系统应用了西格玛泰克Lasal Class2软件的面向对象编程技术，使得用户可以轻松编辑一个复杂的8轴系统。只需使用相同的“Class”，用户就能够快速地复制8个轴的运动控制系统。由于每个轴之间的运作是相互独立的，因此只需要设定不同的运行参数，直接编写运动指令即可实现对各轴的控制。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (11/26/2008)


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