四軸碼垛機械手操控計劃

    

1、碼垛機械手簡介

用于再現人手的的功用的技能設備稱為機械手。機械手是仿照著人手的部分動作，按給定程序、軌跡和要求完結主動抓取、轉移或操作的主動機械設備。在工業出產中使用的機械手被稱為工業機械手。

工業機械手是近幾十年開展起來的一種高科技主動出產設備。工業機械手也是工業機器人的一個重要分支。它的特征是能夠通過編程來完結各種預期的作業，在結構和功用上兼有人和機器各自的優點，特別體現在人的智能和習慣性。

現代工業機械手起源于20世紀50年代初，是依據示教再現和主從操控辦法、能習慣產品種類變更，具有多自由度動作功用的柔性主動化產品。機械手首先是從美國開端研發的。1958年美國聯合操控公司研宣布第一臺機械手。爾后德國、瑞士、瑞典、日本和我國也著手機械手的研討范疇。

垛碼機是專業的主動化轉移碼垛設備，代替人工轉移碼垛，機器人示教操作辦法適當簡略，只需定位抓起點和擺放點，兩點之間的軌跡全由電腦操控，兩點直線運動，定位十分準確。出產上能敏捷進步公司的出產功率和產值，一起能減少人工轉移構成的犯錯；機器手碼垛機可全天候作業，裝備機器手可代替不少工人的作業量，由此每年能節約幾十萬的人力資源本錢，到達減員增效！機械手碼垛機是現在占地最小、功率最高、習慣才能最強的碼垛機。

碼垛機械手習慣于化工、飲料、食品、啤酒、塑料、空調職業等出產企業；對各種紙箱、袋裝、罐裝、啤酒箱、瓶裝等各種形狀的包裝成品都習慣。

機械手的開展是因為它的積極作用正日益為人們所知道,因此，遭到許多國家的注重，投入很多的人力物力來研討和使用。特別是在高溫、高壓、粉塵、噪音以及帶有放射性和污染的場合，使用的更為廣泛。在我國近幾年也有較快的開展，而且取得必定的作用，遭到機械工業的注重。

 

2、技能指標（部分數據來源于廠家供給）

（1）抓舉分量 50KG

（2）碼垛次數 1200次/小時

（3）運動軸數 4軸

（4）手臂旋轉視點 300°

（5）手爪調整視點 320°

（6）重復定位精度(單向精度):H.V.B直線軸 ±0.0025 mm

（7）定位精度 ±0.001mm

 

3、體系計劃

3.1體系分析

從機械體系而言，機械手碼垛機的主要由運動單元、驅動體系、操控體系和手爪等輔佐器件構組成。如圖示

 

 

碼垛機械手從操控視點而言僅僅點位操控，要滿意高速、高精要求，關鍵是操控體系的高速處理才能和加減速處理辦法。采樣時刻越短，操控功用越好，但對操控體系的核算才能要求越高，對體系的實時呼應才能越快。咱們開發的IFSB (Industrial Field Serial Bus)多軸實時同步運動渠道的插補時刻在無操作體系的條件下可達1ms，選用實時操作體系可達500us。具有很高的快速呼應才能。

IFSB (Industrial Field Serial Bus) 是一種合適于實時高速多軸同步運動操控的網絡總線。在依據規范PC的運動操控器與規范伺服驅動器（仿照或脈沖操控信號可裝備）、步進電機驅動器、變頻器、數字I/O、仿照I/O、絕對編碼器以及用戶自己制作的契合IFSB接口的各種設備之間供給一個端口12Mbps的傳輸速率的同步實時銜接（體系有四個端口，可供給高達48Mbps傳輸速率的高速同步實時總線），可支撐最多達128軸的實時同步運動操控，接口機箱可便利級連，擴展便利；一切信息以數字方法在操控器與設備之間傳輸，支撐體系雜亂模型的會集操控；硬件實時同步使得通訊周期的最大顫動小于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) 接觸顯現屏

界面顯現，開關機操控，輸入輸出操控，故障報警顯現等一切人機交互作業。

（2） 工控機

電機操控，I/O操控，機械動作的仿照和操控，加工工藝和參數的保存等。

（3） PCI通訊主卡

工控機與總線接口機箱之間的高速通訊，通訊速率可高達12M.

（4） 總線接口卡機箱

總線接口卡機箱是銜接上位機和伺服電機等執行機構之間的接口,能夠依據具體需求銜接2軸伺服電機卡、單軸伺服電機卡、I/O板等各種板卡。

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

 

3.4操控體系軟件功用

界面上顯現設備運轉的直觀動態圖,并支撐杰出的示教功用。

 

 

 

 

 

 

 

 

4、設備選型

4．1操控體系硬件 

（1）2軸伺服電機操控卡 2片

（2）主通訊卡 1片

（3）從通訊卡 1片

（4）工控機 1臺

（5）15寸液晶接觸屏 1臺

（6）總線接口卡機箱 1個

（7）I/O操控板 1片

4．2電器體系（用戶自購）

（1）低壓電器部分：

沒有特殊要求

（2）伺服電機部分

要求選在動態呼應時刻盡可能短的進口伺服驅動器和伺服電機，一起電機驅動器要有仿照量和脈沖操控兩種操控辦法

 

5、體系特征

5．1 體系功用強大

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

 

5.2 體系安穩牢靠

上位機選用規范工控機。一切板卡均選用工業級芯片，工業波峰焊機焊接，產品經嚴厲測驗，確保工業現場不間斷牢靠運轉。各類板卡自行設計，二手注塑機回收 具有自主常識產權，性價比高。已使用于機床、紡織木工設備的操控。

 

5．3體系便于常識產權維護

各類板卡自主開發,加上上位機程序合作,能夠便利完結雜亂的運動操控聯系，。脫節傳統運動操控器的捆綁和依靠。一起企業能夠依據其本身的特征，在此渠道上將自己的專有常識結合進操控體系，開宣布專有的運動操控器，構成有自己特征的產品，很難被同行仿造和仿照。對于維護常識產權十分有利，有用提高企業產品的中心競爭力。

 

5．4開發渠道先進

IFSB實時高速多軸同步運動操控渠道,具有10Mbps的傳輸速率，可支撐最多達128軸的實時同步運動操控，同步操控精度小于1μs，在WINDOWS操作體系渠道上無實時擴展時，可完結1ms的操控更新周期。有機地將運動操控與邏輯操控、進程操控融為一體，最大滿意客戶的各種雜亂需求。

 

5．5體系擴展功用好

體系具有軸控和I/O級聯擴展才能，可擴展128個軸和多達2000的I/O點。為外圍軸數及I/O點數的擴展預留充沛的空間，便于設備將來的升級換代。

IFSB選用總線型拓撲結構，體系具有對節點的自枚舉、自辨認功用，節點的擴展銜接十分便利。

 

5．6體系合適雜亂聯系操控

體系渠道選用工控機＋通訊卡＋插槽式機箱這種開放式結構，一切信息以數字方法在操控器與設備之間傳輸，支撐體系雜亂模型的會集操控，構成節點散布，操控會集的通用總線式軟件化智能運動操控渠道，特別合適于操控軸數多、運動聯系雜亂的各類操控要求。