四軸碼垛機(jī)械手操控計(jì)劃

    

1、碼垛機(jī)械手簡(jiǎn)介

用于再現(xiàn)人手的的功用的技能設(shè)備稱為機(jī)械手。機(jī)械手是仿照著人手的部分動(dòng)作，按給定程序、軌跡和要求完結(jié)主動(dòng)抓取、轉(zhuǎn)移或操作的主動(dòng)機(jī)械設(shè)備。在工業(yè)出產(chǎn)中使用的機(jī)械手被稱為工業(yè)機(jī)械手。

工業(yè)機(jī)械手是近幾十年開展起來(lái)的一種高科技主動(dòng)出產(chǎn)設(shè)備。工業(yè)機(jī)械手也是工業(yè)機(jī)器人的一個(gè)重要分支。它的特征是能夠通過(guò)編程來(lái)完結(jié)各種預(yù)期的作業(yè)，在結(jié)構(gòu)和功用上兼有人和機(jī)器各自的優(yōu)點(diǎn)，特別體現(xiàn)在人的智能和習(xí)慣性。

現(xiàn)代工業(yè)機(jī)械手起源于20世紀(jì)50年代初，是依據(jù)示教再現(xiàn)和主從操控辦法、能習(xí)慣產(chǎn)品種類變更，具有多自由度動(dòng)作功用的柔性主動(dòng)化產(chǎn)品。機(jī)械手首先是從美國(guó)開端研發(fā)的。1958年美國(guó)聯(lián)合操控公司研宣布第一臺(tái)機(jī)械手。爾后德國(guó)、瑞士、瑞典、日本和我國(guó)也著手機(jī)械手的研討范疇。

垛碼機(jī)是專業(yè)的主動(dòng)化轉(zhuǎn)移碼垛設(shè)備，代替人工轉(zhuǎn)移碼垛，機(jī)器人示教操作辦法適當(dāng)簡(jiǎn)略，只需定位抓起點(diǎn)和擺放點(diǎn)，兩點(diǎn)之間的軌跡全由電腦操控，兩點(diǎn)直線運(yùn)動(dòng)，定位十分準(zhǔn)確。出產(chǎn)上能敏捷進(jìn)步公司的出產(chǎn)功率和產(chǎn)值，一起能減少人工轉(zhuǎn)移構(gòu)成的犯錯(cuò)；機(jī)器手碼垛機(jī)可全天候作業(yè)，裝備機(jī)器手可代替不少工人的作業(yè)量，由此每年能節(jié)約幾十萬(wàn)的人力資源本錢，到達(dá)減員增效！機(jī)械手碼垛機(jī)是現(xiàn)在占地最小、功率最高、習(xí)慣才能最強(qiáng)的碼垛機(jī)。

碼垛機(jī)械手習(xí)慣于化工、飲料、食品、啤酒、塑料、空調(diào)職業(yè)等出產(chǎn)企業(yè)；對(duì)各種紙箱、袋裝、罐裝、啤酒箱、瓶裝等各種形狀的包裝成品都習(xí)慣。

機(jī)械手的開展是因?yàn)樗姆e極作用正日益為人們所知道,因此，遭到許多國(guó)家的注重，投入很多的人力物力來(lái)研討和使用。特別是在高溫、高壓、粉塵、噪音以及帶有放射性和污染的場(chǎng)合，使用的更為廣泛。在我國(guó)近幾年也有較快的開展，而且取得必定的作用，遭到機(jī)械工業(yè)的注重。

 

2、技能指標(biāo)（部分?jǐn)?shù)據(jù)來(lái)源于廠家供給）

（1）抓舉分量 50KG

（2）碼垛次數(shù) 1200次/小時(shí)

（3）運(yùn)動(dòng)軸數(shù) 4軸

（4）手臂旋轉(zhuǎn)視點(diǎn) 300°

（5）手爪調(diào)整視點(diǎn) 320°

（6）重復(fù)定位精度(單向精度):H.V.B直線軸 ±0.0025 mm

（7）定位精度 ±0.001mm

 

3、體系計(jì)劃

3.1體系分析

從機(jī)械體系而言，機(jī)械手碼垛機(jī)的主要由運(yùn)動(dòng)單元、驅(qū)動(dòng)體系、操控體系和手爪等輔佐器件構(gòu)組成。如圖示

 

 

碼垛機(jī)械手從操控視點(diǎn)而言僅僅點(diǎn)位操控，要滿意高速、高精要求，關(guān)鍵是操控體系的高速處理才能和加減速處理辦法。采樣時(shí)刻越短，操控功用越好，但對(duì)操控體系的核算才能要求越高，對(duì)體系的實(shí)時(shí)呼應(yīng)才能越快。咱們開發(fā)的IFSB (Industrial Field Serial Bus)多軸實(shí)時(shí)同步運(yùn)動(dòng)渠道的插補(bǔ)時(shí)刻在無(wú)操作體系的條件下可達(dá)1ms，選用實(shí)時(shí)操作體系可達(dá)500us。具有很高的快速呼應(yīng)才能。

IFSB (Industrial Field Serial Bus) 是一種合適于實(shí)時(shí)高速多軸同步運(yùn)動(dòng)操控的網(wǎng)絡(luò)總線。在依據(jù)規(guī)范PC的運(yùn)動(dòng)操控器與規(guī)范伺服驅(qū)動(dòng)器（仿照或脈沖操控信號(hào)可裝備）、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、變頻器、數(shù)字I/O、仿照I/O、絕對(duì)編碼器以及用戶自己制作的契合IFSB接口的各種設(shè)備之間供給一個(gè)端口12Mbps的傳輸速率的同步實(shí)時(shí)銜接（體系有四個(gè)端口，可供給高達(dá)48Mbps傳輸速率的高速同步實(shí)時(shí)總線），可支撐最多達(dá)128軸的實(shí)時(shí)同步運(yùn)動(dòng)操控，接口機(jī)箱可便利級(jí)連，擴(kuò)展便利；一切信息以數(shù)字方法在操控器與設(shè)備之間傳輸，支撐體系雜亂模型的會(huì)集操控；硬件實(shí)時(shí)同步使得通訊周期的最大顫動(dòng)小于500ns，可滿意高速高精度的操控要求。操作體系支撐WINDOWS2000/XP，XP Embedded以及Linux。

3．2體系組成示意圖

 

 

3．3體系組成

(1) 接觸顯現(xiàn)屏

界面顯現(xiàn)，開關(guān)機(jī)操控，輸入輸出操控，故障報(bào)警顯現(xiàn)等一切人機(jī)交互作業(yè)。

（2） 工控機(jī)

電機(jī)操控，I/O操控，機(jī)械動(dòng)作的仿照和操控，加工工藝和參數(shù)的保存等。

（3） PCI通訊主卡

工控機(jī)與總線接口機(jī)箱之間的高速通訊，通訊速率可高達(dá)12M.

（4） 總線接口卡機(jī)箱

總線接口卡機(jī)箱是銜接上位機(jī)和伺服電機(jī)等執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間的接口,能夠依據(jù)具體需求銜接2軸伺服電機(jī)卡、單軸伺服電機(jī)卡、I/O板等各種板卡。

具體到本設(shè)備只需銜接2片2軸伺服電機(jī)操控卡， 1片從通訊卡（包括一個(gè)伺服電機(jī)操控），1片I/O卡（32路輸入， 24路輸出）。

 

3.4操控體系軟件功用

界面上顯現(xiàn)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的直觀動(dòng)態(tài)圖,并支撐杰出的示教功用。

 

 

 

 

 

 

 

 

4、設(shè)備選型

4．1操控體系硬件 

（1）2軸伺服電機(jī)操控卡 2片

（2）主通訊卡 1片

（3）從通訊卡 1片

（4）工控機(jī) 1臺(tái)

（5）15寸液晶接觸屏 1臺(tái)

（6）總線接口卡機(jī)箱 1個(gè)

（7）I/O操控板 1片

4．2電器體系（用戶自購(gòu)）

（1）低壓電器部分：

沒有特殊要求

（2）伺服電機(jī)部分

要求選在動(dòng)態(tài)呼應(yīng)時(shí)刻盡可能短的進(jìn)口伺服驅(qū)動(dòng)器和伺服電機(jī)，一起電機(jī)驅(qū)動(dòng)器要有仿照量和脈沖操控兩種操控辦法

 

5、體系特征

5．1 體系功用強(qiáng)大

IFSB總線操控渠道依據(jù)PC操控，具有12Mbps的通訊速率，插補(bǔ)周期為1ms，最小可達(dá)500us，可滿意高功用的核算，合適高速高精的操控要求。

 

5.2 體系安穩(wěn)牢靠

上位機(jī)選用規(guī)范工控機(jī)。一切板卡均選用工業(yè)級(jí)芯片，工業(yè)波峰焊機(jī)焊接，產(chǎn)品經(jīng)嚴(yán)厲測(cè)驗(yàn)，確保工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)不間斷牢靠運(yùn)轉(zhuǎn)。各類板卡自行設(shè)計(jì)，二手注塑機(jī)回收 具有自主常識(shí)產(chǎn)權(quán)，性價(jià)比高。已使用于機(jī)床、紡織木工設(shè)備的操控。

 

5．3體系便于常識(shí)產(chǎn)權(quán)維護(hù)

各類板卡自主開發(fā),加上上位機(jī)程序合作,能夠便利完結(jié)雜亂的運(yùn)動(dòng)操控聯(lián)系，。脫節(jié)傳統(tǒng)運(yùn)動(dòng)操控器的捆綁和依靠。一起企業(yè)能夠依據(jù)其本身的特征，在此渠道上將自己的專有常識(shí)結(jié)合進(jìn)操控體系，開宣布專有的運(yùn)動(dòng)操控器，構(gòu)成有自己特征的產(chǎn)品，很難被同行仿造和仿照。對(duì)于維護(hù)常識(shí)產(chǎn)權(quán)十分有利，有用提高企業(yè)產(chǎn)品的中心競(jìng)爭(zhēng)力。

 

5．4開發(fā)渠道先進(jìn)

IFSB實(shí)時(shí)高速多軸同步運(yùn)動(dòng)操控渠道,具有10Mbps的傳輸速率，可支撐最多達(dá)128軸的實(shí)時(shí)同步運(yùn)動(dòng)操控，同步操控精度小于1μs，在WINDOWS操作體系渠道上無(wú)實(shí)時(shí)擴(kuò)展時(shí)，可完結(jié)1ms的操控更新周期。有機(jī)地將運(yùn)動(dòng)操控與邏輯操控、進(jìn)程操控融為一體，最大滿意客戶的各種雜亂需求。

 

5．5體系擴(kuò)展功用好

體系具有軸控和I/O級(jí)聯(lián)擴(kuò)展才能，可擴(kuò)展128個(gè)軸和多達(dá)2000的I/O點(diǎn)。為外圍軸數(shù)及I/O點(diǎn)數(shù)的擴(kuò)展預(yù)留充沛的空間，便于設(shè)備將來(lái)的升級(jí)換代。

IFSB選用總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，體系具有對(duì)節(jié)點(diǎn)的自枚舉、自辨認(rèn)功用，節(jié)點(diǎn)的擴(kuò)展銜接十分便利。

 

5．6體系合適雜亂聯(lián)系操控

體系渠道選用工控機(jī)＋通訊卡＋插槽式機(jī)箱這種開放式結(jié)構(gòu)，一切信息以數(shù)字方法在操控器與設(shè)備之間傳輸，支撐體系雜亂模型的會(huì)集操控，構(gòu)成節(jié)點(diǎn)散布，操控會(huì)集的通用總線式軟件化智能運(yùn)動(dòng)操控渠道，特別合適于操控軸數(shù)多、運(yùn)動(dòng)聯(lián)系雜亂的各類操控要求。