《030000S09-桁架機(jī)器人.》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《030000S09-桁架機(jī)器人.(9頁珍藏版)》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、職業(yè)教育機(jī)電一體化專業(yè)教學(xué)資源庫企業(yè)解決方案名稱:桁架機(jī)器人控制系統(tǒng)編制人:_ 錢曉忠_由E箱: __電 話:0510-81838856編制時間:2014.12.282編制單位:無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院3桁架機(jī)器人控制系統(tǒng)解決方案桁架機(jī)器人也叫龍門式機(jī)器人,屬于直角坐標(biāo)機(jī)器人。以伺服電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)為驅(qū) 動的單軸機(jī)械臂為基本工作單元,以滾珠絲桿、同步皮帶、齒輪齒條為常用的傳動方式 所架構(gòu)起來的機(jī)器人系統(tǒng)。能夠?qū)崿F(xiàn)自動控制的、基于空間X X、Y Y、Z Z 直角坐標(biāo)系、可重復(fù)編程的、多自由度的、相互間直角運(yùn)動、多功能的、多用途的機(jī)器人。它能夠搬運(yùn)物 體、操作工具,以完成各種作業(yè)。本套桁架機(jī)器人系統(tǒng)采用臺灣
2、新代 SYNTESYNTE 控制器、伺服驅(qū)動器產(chǎn)品作為主控器件, 以齒輪齒條作為 X X、Y Y、Z Z 三軸傳動結(jié)構(gòu),配合根據(jù)搬運(yùn)的工件而專門設(shè)計(jì)的機(jī)械手爪實(shí) 現(xiàn)工件的自動上下料。該桁架系統(tǒng)已經(jīng)在很多生產(chǎn)制造企業(yè)中大量使用,是成熟的電控 系統(tǒng)解決方案。4目錄桁架機(jī)器人主體機(jī)械結(jié)構(gòu). 0404桁架機(jī)器人非標(biāo)設(shè)計(jì)手爪. 0505控制原理. 0505控制系統(tǒng)的解決方案和優(yōu)勢. 0606總結(jié). 08085桁架機(jī)器人控制系統(tǒng)解決方案桁架機(jī)器人主體機(jī)械結(jié)構(gòu)桁架機(jī)器人主體機(jī)械結(jié)構(gòu)如圖2 2 所示,圖為 X X、丫兩軸桁架系統(tǒng)K他育顰Fiuppl rb*mJXI5ml axndl:Qn cjtriI落涸;t
3、t旳瓦誑既紡護(hù)苫Holler guidLubcation wipe/MO) 陽ni 血Ftfcrdrf,dgd利備靈境何畝Lubncdlron iyslemEru“g# supply thmnVtrtiEJl awCible Uay信號可選signal tower(GpliBn)6以追求國外品牌。綜上只是簡單的對桁架機(jī)械手的組成,有一個大概的輪廓,但是一套質(zhì)量過硬的設(shè)備,還有許多其他的因素決定。比如零部件的設(shè)計(jì)加工,安裝精度,調(diào)試精度,特別是 公司的專業(yè)性上將有著不可以忽視的潛在因素。桁架機(jī)器人非標(biāo)設(shè)計(jì)手爪顧名思義,機(jī)器人手爪是可以實(shí)現(xiàn)類似人手功能的部件。機(jī)器人手爪是用來握持工件或工具的部件,
4、是重要的執(zhí)行機(jī)構(gòu)之一。根據(jù)手爪所握持的工件形狀不同,可分 為多種類型,主要可分為三類:機(jī)械手爪,又稱為機(jī)械夾鉗,包括 2 2 指、3 3 指和變形指; 包括磁吸盤、焊槍等的特殊手爪;通用手爪,包括 2 2 指到 5 5 指。桁架機(jī)器人的手爪設(shè)計(jì)不同也桁架本身,因?yàn)槭肿Φ墓δ苁且獖A持工件。而生產(chǎn) 過程中的工件往往是不同的,甚至差異很大,無論是在外形還是尺寸上。所以,桁架 機(jī)器人的手爪設(shè)計(jì)一般都是非標(biāo)設(shè)計(jì)。圖 3 3 所示為本桁架機(jī)器人系統(tǒng)中所設(shè)計(jì)的兩個機(jī)械手爪圖 3 3 桁架機(jī)器人非標(biāo)設(shè)計(jì)手爪機(jī)械手爪根據(jù)夾持工件的外形和部位采用不同的結(jié)構(gòu),使用亞德客的氣缸作為驅(qū) 動,同時為了保證機(jī)械手爪的可靠性
5、,在手爪上安裝了若干傳感器。控制原理桁架機(jī)器人的控制原理圖如圖 4 4 所示。7圖 4 4 桁架機(jī)器人控制原理圖如圖是桁架機(jī)器人的電氣原理示意圖,控制系統(tǒng)主要包括伺服運(yùn)動控制和外圍1010邏輯控制。根據(jù)自動線體的要求,控制系統(tǒng)發(fā)出取料或是放料的命令??刂葡到y(tǒng)根據(jù)外 部傳感器和伺服電機(jī)編碼器的反饋信號控制電機(jī) X X、Y Y、Z Z 方向上單動或是聯(lián)動,精準(zhǔn)快 速的到達(dá)目的地,通過控制電磁閥的打開關(guān)閉來夾持或者釋放工件。系統(tǒng)配有人機(jī)交互界面,實(shí)現(xiàn)對控制系統(tǒng)的實(shí)時監(jiān)控,比如狀態(tài)查看,參數(shù)的修改、 下發(fā),報(bào)警監(jiān)視等??刂平鉀Q方案及優(yōu)勢控制系統(tǒng)是桁架機(jī)器人系統(tǒng)的大腦,根據(jù)要求的不同,控制系統(tǒng)的選擇也不
6、同,通 常選擇作為控制系統(tǒng)的產(chǎn)品有:PLCPLC 程序控制器;工業(yè)運(yùn)動控制卡(motionmotion cardcard )數(shù)字控制系統(tǒng)(CNC)(CNC)專業(yè)控制器本次桁架機(jī)器人采用的是 SYNTECSYNTEC 勺 eHMCeHMC 乍為控制系統(tǒng),SYNTESYNTE 是臺灣一家 PCPC basedbased CNCCNC 控制器研發(fā)、制造、銷售、服務(wù)的專業(yè)公司。其產(chǎn)品主要應(yīng)用與數(shù)控車、銑、 加工中心等設(shè)備,其功能完成能勝任桁架機(jī)器人的一般位置控制。8圖 5 5 桁架機(jī)器人控制方案控制器核心程序的載體,控制各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)轉(zhuǎn)與協(xié)調(diào)。根據(jù)伺服機(jī)構(gòu)的機(jī)械傳動比、伺 服驅(qū)動器的電子齒輪比、伺服電
7、機(jī)編碼器的線數(shù)以及輸出軸的周長,控制系統(tǒng)計(jì)算出伺 服驅(qū)動器接收一定數(shù)量的脈沖,伺服電機(jī)通過傳動裝置驅(qū)動機(jī)械手爪進(jìn)行X X、Y Y、Z Z 方向上單動或者聯(lián)動,精準(zhǔn)達(dá)到運(yùn)動范圍內(nèi)的任意區(qū)域。優(yōu)勢:本方案選用新代 eHMeHM(系列的 HC10A-KHC10A-K 作為控制器,如圖 6 6 所示,其結(jié)合 PLGPLG 人機(jī)界面、DirectDirect 1010 于一 體,擺脫了傳統(tǒng)的配線困 擾。伺服軸向(或串列軸 向)提供多軸直線、圓弧 差補(bǔ)功能,搭配圖形對話式、G G codecode、McodeMcode 使用、 檔案管理功能,可方便編 輯運(yùn)動指令。同時,支持 網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)端監(jiān)控功能,可以 實(shí)現(xiàn)生
8、產(chǎn)過程和報(bào)警的遠(yuǎn) 程杳看。伺服由驅(qū)動器、伺服電機(jī)構(gòu)成,作為主要運(yùn)動機(jī)構(gòu),主要圖 6 6 桁架機(jī)器人控制系統(tǒng)界面9任務(wù)是完成定位精度的控制,嚴(yán)格執(zhí)行來自 PLCPLC 的脈沖指令控制,同時,保證在頻繁啟動負(fù)載下自身運(yùn)動的平穩(wěn)性與 快速響應(yīng)性。伺服性能直接反映了桁架機(jī)器人的整機(jī)性能與質(zhì)量。優(yōu)勢:在本方案里選用安川伺服控制器,具有定位時間短,定位精度高的特點(diǎn)。伺 服控制器可以通過數(shù)據(jù)線與新代的控制系統(tǒng)相連, 可實(shí)現(xiàn)參數(shù)的快速設(shè)置以及伺服運(yùn)行 時性能的實(shí)時監(jiān)控,幫助客戶在故障產(chǎn)生時快速準(zhǔn)確地找到問題所在。寬調(diào)速比,恒轉(zhuǎn) 矩輸出,三倍過載能力,額定轉(zhuǎn)速 3000rpm,3000rpm,配置 25002500 線編碼器??偨Y(jié)作為一種成本低廉、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單的自動化機(jī)器人系統(tǒng)解決方案,桁架機(jī)器人可以 被應(yīng)用于點(diǎn)膠、滴塑、噴涂、碼垛、分揀、包裝、焊接、金屬加工、搬運(yùn)、上下料、裝 配、印刷等常見的工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域,在替代人工,提高生產(chǎn)效率,穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量等方面都 具備顯著的應(yīng)用價(jià)值。針對不同的應(yīng)用場合,對桁架機(jī)器人有不同的設(shè)計(jì)要求,比如根據(jù)對精度、速度的 要求選擇不同的傳動方式, 根據(jù)特定的工藝要求為末端工作頭選擇不同的夾持設(shè)備 (夾 具、 爪手、 安裝架等),以及對于示教編程,坐標(biāo)定位、視覺識別等工作模式的設(shè)計(jì)選 擇等,從而使之能滿足于不同領(lǐng)域、不同工況的應(yīng)用要求。