专利名称：注塑机横走双臂五轴伺服机械手控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种机械手伺服控制系统。
背景技术：
注塑机械手是为注塑生产自动化专门配备的机械，用于代替人工取物和置物，应用越来越普及。它在减轻人们繁重的体力劳动、改善劳动条件和安全生产；提高注塑机的生产效率、稳定产品质量、降低废品率、降低生产成本、增强企业的竞争力等方面起到及其重要的作用。注塑机械手一般由执行治具、驱动系统、控制系统等组成。执行治具和驱动系统主要是为机械手完成取物和置物功能而设计，通过气动、液压和电动方式来驱动机械手的机械部件运转，达到取物和置物功能。控制系统则是通过对执行治具、驱动系统进行控制，使执行治具、驱动系统按照事先设定的工艺程序进行操作。一般来说，机械手控制系统组成如下图3所示。操作者通过人机界面对机械手进行操作。当机械手接收到注塑机发出的机械手可执行取物置物的信号后，机械手向注塑机发出的“禁止合模”信号，确保机械手取物置物的安全性并执行取物置物工作；在完成取物置物后，机械手向注塑机发出的“允许合模”信号，恢复注塑机的工作。在控制系统的指挥下，机械手按照预先设定的工艺程序周而复始完成各项设定动作。横走双臂机械手共有五个轴，分别用五个伺服控制器控制各个轴的驱动电机，由于一台PLC控制器只能直接控制四个伺服控制器，现有控制系统采用主从式控制系统设计方案，采用二台PLC控制器控制五个伺服控制器。如图I所示，现有控制系统主要包括手控器I、主PLC控制器2、伺服控制器组3、 伺服电机组4、远程IO控制器5、执行治具6、注塑机接口板7、从PLC控制器8、伺服控制器 9和伺服电机10。其中，手控器I与主PLC控制器2连接；主PLC控制器2分别与伺服控制器组3、远程IO控制器5、注塑机接口板7和从PLC控制器8连接；伺服控制器组3与伺服电机组4连接；远程IO控制器5与执行治具6连接；注塑机接口板7与注塑机联机；从PLC 控制器8和伺服控制器9连接；伺服控制器9和伺服电机10连接。图I所示的控制系统需要二个PLC控制器，而且这二个PLC控制器需要通过通信进行协调控制。因而，上述控制系统设计繁琐、结构复杂、成本高，不利于在市场上推广使用。
发明内容本实用新型目的是提供一种设计简洁、结构简单、低成本的注塑机横走双臂五轴伺服机械手控制系统，其解决了现有控制系统设计繁琐、结构复杂、成本高的技术问题。本实用新型的技术解决方案是一种注塑机横走双臂五轴伺服机械手控制系统，其特殊之处在于包括一个手控器11、一个PLC控制器12、一个伺服控制器组13、一个伺服电机组14、一个远程IO控制器15、相应的执行治具16和一个注塑机接口板17 ;所述伺服控制器组包括至少五个伺服控制器；所述手控器与PLC控制器连接，PLC控制器分别与伺服控制器组、远程IO控制器和注塑机接口板连接，伺服控制器组与伺服电机组连接，远程IO控制器与执行治具连接，注塑机接口板与注塑机联机；所述PLC控制器与其中四个伺服控制器采用命令脉冲方式连接；所述PLC控制器与其余伺服控制器采用串行通信方式连接。上述伺服控制器组包括五个伺服控制器。本实用新型技术具有以下优点I、只使用一个PLC控制器同时控制五个及以上的伺服控制器，第五个及以上的伺服控制器采用串行通信方式进行控制，使得控制系统的设计简洁、结构简单和低成本；2、注塑机用户可将注塑机信号通过注塑机接口板直接与本实用新型横走双臂机械手控制系统相连接，来完成与注塑机的联动取物置物功能，接线更加简捷方便。
图I是现有技术注塑机横走双臂五轴机械手控制系统的结构示意图；图2是本实用新型注塑机横走双臂五轴机械手控制系统的结构示意图；图3是注塑机的组成示意图；其中1_手控器；2-主PLC控制器；3-伺服控制器组；31、32、33、34-伺服控制器； 4-伺服电机组;41、42、43、44_伺服电机;5_远程IO控制器;6_执行治具6 ;7_注塑机接口板；8_从PLC控制器；9_伺服控制器；10_伺服电机；11_手控器；12-PLC控制器；13_伺服控制器组;131、132、133、134、135_伺服控制器;14_伺服电机组；141、142、143、144、 145-伺服电机；15_个远程IO控制器；16_执行治具；17_注塑机接口板。
具体实施方式
如图2所示，本实用新型横走双臂五轴机械手控制系统包括手控器11、PLC控制器 12、伺服控制器组13、伺服电机组14、远程IO控制器15、执行治具16和注塑机接口板17。 手控器11与PLC控制器12连接；PLC控制器12分别与伺服控制器组13、远程IO控制器15 连接和注塑机接口板17连接，伺服控制器组13包含一组伺服控制器，即主臂X伺服控制器 131、主臂Y伺服控制器132、副臂U伺服控制器133、副臂V伺服控制器134和横走伺服控制器135 ;伺服控制器组13与伺服电机14组连接，伺服电机组14包含一组伺服电机，即主臂X伺服电机141、主臂Y伺服电机142、副臂U伺服电机143、副臂V伺服电机144和横走伺服电机145，它们分别与主臂X伺服控制器131、主臂Y伺服控制器132、副臂U伺服控制器133、副臂V伺服控制器134和横走伺服控制器135相连接；远程IO控制器15与执行治具16连接；注塑机接口板17与注塑机信号连接。本实用新型可以实现自动、半自动和手动三种工作模式，具有IO信号监测功能。 在自动模式下，需要根据不同的注塑机制品设置相应的工艺程序，其中工艺程序包括X轴、 Y轴、Z轴、U轴、V轴、翻转、吸、抱、夹等，轴向运动的速度可以分别设置，范围从10% 100%最大速度，治具动作时间可设置并具有动作到位监测功能；在半自动模式下，可实现单次注塑、取物置物功能，以检验工艺程序的正确性；在手动模式下，可实现五轴的分别运动，运动速度可调。可以验证治具各个动作的正确性；10信号监测功能提供给用户监测注塑机和机械手协调工作所需的IO信号。
权利要求1.一种注塑机横走双臂五轴伺服机械手控制系统，其特征在于包括一个手控器(11)、一个PLC控制器(12)、一个伺服控制器组(13)、一个伺服电机组(14)、一个远程IO控制器(15)、相应的执行治具(16)和一个注塑机接口板(17);所述伺服控制器组包括至少五个伺服控制器；所述手控器与PLC控制器连接，PLC控制器分别与伺服控制器组、远程IO控制器和注塑机接口板连接，伺服控制器组与伺服电机组连接，远程IO控制器与执行治具连接，注塑机接口板与注塑机联机；所述PLC控制器与其中四个伺服控制器采用命令脉冲方式连接；所述PLC控制器与其余伺服控制器采用串行通信方式连接。
2.根据权利要求I所述的注塑机横走双臂五轴伺服机械手控制系统，其特征在于所述伺服控制器组包括五个伺服控制器。
专利摘要本实用新型涉及一种注塑机横走双臂五轴伺服机械手控制系统，包括一个手控器、一个PLC控制器、一个伺服控制器组、一个伺服电机组、一个远程IO控制器、相应的执行治具和一个注塑机接口板。本实用新型解决了现有控制系统设计繁琐、结构复杂、成本高的技术问题，提供一种设计简洁、结构简单、低成本的注塑机横走双臂五轴伺服机械手控制系统。
文档编号B25J13/00GK202344800SQ201120548858
公开日2012年7月25日 申请日期2011年12月18日 优先权日2011年12月18日
发明者朱荣明, 杨智明 申请人:西安航天精密机电研究所