使用注塑機專用機械手是用以提高注塑機的工作效率最常見的方法,因為它可以改善勞動條件并實現安全生產,降低生產成本。但是,在處理像模內貼標和瓶胚取出這樣的技術難題時,國內的許多機械手系統往往無法滿足生產需求。
作為一家老牌的工業控制器供應商,西格瑪泰克在機械手控制器的設計方面擁有十分深厚的技術沉淀,通過與寧波偉力精密機械有限公司合作,開發出了一款新型的8軸大型全伺服型機械手控制系統,為國內高端機械手市場注入了新的活力。
這套系統由一個8.4"的全彩
觸摸屏手控器和輸入輸出模塊組成,最大可同時控制具有8個軸的機械手系統,并支持5軸聯動的功能。其整個系統運作主要有教導程序、人機界面、工控系統和安全行程保護系統等幾個部分(如圖1所示)。
圖1 自動控制系統的運作圖
教導程序
教導程序的靈活度很大程度上影響了機械手的應用范圍,因此在機械手中配備一個直觀和靈活的教導方式非常必要。不同于傳統的教導模式,該套系統選用了一種自由編程的模式,將多個單動作的圖標組成一整套動作,可允許用戶按照自己的工藝要求直接拖曳圖標,搭配靈活,且操作簡便。該教導模式可供選擇的圖標包括各個軸的動作、聯動、延時、附件操作,以及邏輯運算、累計和信號輸入輸出等功能,基本包含了用戶所需的各種情況。
人機界面
該套系統的人機界面非常獨特,模仿手機操作的習慣設計出了一款類似手機風格的界面(如圖2所示),使用戶操作時更加親切自然。另外,該系統還提供了系統文件以及教導程序文件的保存與讀取功能,用戶只需設置好一臺機器的各項參數,然后生成系統文件或教導文件,再使用U盤復制到其他相同機型的機器上即可,極大地提高了工作效率。
圖2 類似手機風格的人性化人機界面
工控系統
這是整個系統運作的核心:配備了一個266MHz的AMD GEODE SC1200型CPU和128MB的內存,擁有非常強勁的運算性能,為運動控制提供了一個可靠的計算平臺。系統使用了電機專用控制模塊,一個模塊可同時控制兩個獨立的伺服軸。該控制器采用脈沖方式控制伺服軸,可精確控制各軸的位置與運行速度。同時,該系統還支持使用CAN總線協議的
伺服驅動器,可同時兼容其他不同的伺服系統搭配。這樣用戶可自由搭配所需的系統大小,有利于控制成本。控制器的實時時鐘功能可保證伺服運行的速度與精度,并完美實現多軸聯動功能。同時,系統采用了歐規12和歐規67標準的通訊協議,使得注塑機的安全性能更加穩定出色。
安全行程保護系統
為了在機械手出現誤操作的時候保證設備的安全,并同時實現機械手的自由運作,該套系統專門設計了一套安全行程保護系統。以3軸系統為例,我們預先設定3軸的位置,分別為x1,y1,z1(如圖3所示)。可以看到,x1與y1形成了一個面積為S1的區域,在系統中,我們將S1區域看作是機械手在模區內可以自由移動的區域,在Z軸方向上可以自由上升下降。一旦機械手在X軸或者Y軸方向移出這一區域,Z軸的自由度就會受到限制,并下降到z1的高度。在運行過程中,任意軸違反了此規定,系統將會自動報警,并同時退出自動模式,以確保安全運行。根據用戶的不同需求,該系統也可以指定某一軸在指定位置時,3根旋轉軸必須在某一指定角度上,否則將自動報警。該系統大大降低了機械手運行時的事故發生率,有效保障了工業產品的安全可靠和高質量。
圖3 三軸系統下的安全行程保護系統示意圖
各軸的動作運行
該套系統應用了西格瑪
泰克Lasal Class2軟件的面向對象編程技術,使得用戶可以輕松編輯一個復雜的8軸系統。只需使用相同的“Class”,用戶就能夠快速地復制8個軸的運動控制系統。由于每個軸之間的運作是相互獨立的,因此只需要設定不同的運行參數,直接編寫運動指令即可實現對各軸的控制。