三轴注塑机械手控制系统解析

三轴注塑机械手结构

1、系统组成及说明

CRT－DMC630MF 系统主要由运动控制器（DMC630M）和手持盒（Leader30ST）两个部分组成。

DMC630M 控制器为系统核心，可以存储 512 组不同产品加工数据。

Leader30ST 手持盒，为手持控制端，通过标准 Modbus 协议与 DMC630M 控制器进行实时通讯；手持盒采用工艺文件与坐标信息采集分离式设计，使示教编程更加方便快捷；工艺文件除实现电机基本运动控制（多轴直线插补、圆弧插补、圆弧与插补联动）外，更可进行复杂的逻辑及运算功能。其硬件结构基于高性能 DSP 为控制核心、FPGA 协处理，插补算法、脉冲信号产生及加减速控制、I／O 信号的检测处理，均由硬件和固件实现，确保了运动控制高速、高精度及系统稳定。

DMC630M 控制器支持三轴步进电机、伺服电机控制，以步进电机为例，三轴系统的构成，如 图1所示：

图1

控制器、手持盒和驱动器共同组成了三轴系统的控制部分，手持盒与控制器之间通过标准Modbus 协议进行通讯，控制器通过自身的脉冲输出口给驱动器发送脉冲信号，从而控制三轴系统中的步进电机，再结合其它的输入输出信号，就可以实现复杂的运动控制。

2、取放料例程

例程要求：如图 2所示：图中立方体为障碍物，加工点不能与之触碰，P1 点为取料点，P2 点位放料点，首先移动到 P1 点，取料（OT1 为 1），延时 1000ms，检测是否取到料（IN16）， 若没有取到料（IN16 有效）发出报警信号（OT3），直到解除报警（IN17 有效），取到料后抬高到安全位（P3），移动到 P4，再移动到放料点 P2，放料（OT1 为 0），移动到 P4，移动到 P3，检测是否还要取料（IN18），如果 IN18 有效，移动到 P1 重复之前动作，如果 IN18 无效，回原点 P5。具体的任务流程参考规格说明书。

图2

3、机械手上下料的运动轨迹

AAA客户的生产线上需要使用机械手上下料，结构如图3所示。X轴执行水平左右运动，Y轴执行竖直上下运动，手爪由气缸控制执行抓取动作。它们的任务是将右侧工装上的工件依次抓取至左侧传送带上。X轴原点距离传送带上工件放置点为W，工装上第一个工件距离传送带上工件放置点为S，工装上每个工件之间的距离均为L。

图3 机械手上下料系统组成

通常大多数用户会将X、Y的运动轨迹确定为矩形，即Y轴上下运动完成后X轴再水平运动，然后Y轴再次上下运动，如此反复进行。但这样的方式会导致比较强烈的抖动，并且造成一定的时间浪费。因此，我们CRT可采用图4所示的运动轨迹，在2个拐弯处，X、Y轴进行一段半径为R的圆弧插补运动，这样可大大减弱抖动，且能节省时间。A点为起始点，抓取并放置第1个工件的路径为A→B→C→D→E→F→G→H→I→J→K，抓取并放置第2个工件的路径与第一个相同，只不过A→B和F→G的距离增加了长度L，第3个、第4个、第5个亦然。

图4 机械手上下料运动轨迹

DMC630M支持连续插补运动，在连续插补模式下，速度是连续的，各插补段之间没有加减速过程，从而使得运动更加平滑。

图5 连续插补运动