多轴机械手控制方法及控制装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种多轴机械手控制方法，其特征在于，其包括当开机工作时，启动自动检测模块，将机械手恢复到原点位置，然后通过所述操作器的硬体按键、触摸按键控制，选择功能模块，通过手动/自动控制模块，设定指令数据，或调用存储模块中预先设置的基础数据；将设定的指令数据或基础数据，经过数据运算模块处理后，传输至信号处理模块，经信号处理模块处理后，将处理后的信号传输至输入/输出控制模块，然后由输入/输出控制模块发出指令信号；所述指令信号通过输入/输出端口，分别传输至伺服驱动器，机械手输入/输出转接板和射出机输入/输出连接板，实现对机械手的控制。
【专利说明】多轴机械手控制方法及控制装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及机械自动化控制【技术领域】，具体涉及用于多轴机械手的控制方法，以及实施该方法的控制装置。
【背景技术】
[0002]目前的数控装置由作为数控装置的主要功能即控制机械的控制系统；以及提供用于进行使工作机械动作的过程控制、参数设定、工具数据设定等输入输出功能的操作系统构成，联合起来形成数控系统起作用。在这样的数控系统中，控制机械的控制部和位于其外部的操作部连接，当从控制部对操作部发出处理要求时，如果不接收就视为异常。但是在数控装置中，从以往就具有的计算机内，使用形状数据检测机械部位、工具、家具、材料之间的冲突，而来防止冲突的冲突防止功能；而且，在以往主要使用二维平面内的形状，进行冲突检查，今年正发展为利用三维的形状数据来检测冲突。
[0003]综上所述，因为只把操作部是否接收到作为判断基准，所以只能对其异常作出判断，要作出高进度的判断检测并实现故障处理，就需要较多的处理时间，造成机械控制的执行周期短于故障处理时间，导致系统异常并损坏机械设备。
[0004]结合现在机械自动化控制领域，机械数字控制的功能运转模式单一，无可选择性，因为没有完善的故障检测修复理念，更达不到自动控制异常操作停止循环过程并自动关闭系统流程的保护功能，所以不具备组合式功能多重搭配的条件，从而无法满足标准越来越高的机械制造业发展趋势，目前已经实现的自动故障处理方法业只能对其操作控制整体上的明显异常作出判断处理，对其具体执行环节上的信号故障还没有较为完备的解决措施，如机械臂上位移上、下、后退及前进信号故障，如移动速度与加速度超出标准速率范围等信号故障。
[0005]而且，随着机械制造业已经普遍转向机械操作的数字化、自动化工作流程，各种为了能够满足不同类型机械臂操作的伺服控制系统开发已被成功认可并投入机械产品的生产中使用，其结构组成简单，易于机械手操作，然其伺服功能的实现不仅需要相关的动力伺服机构支持更需要相应的操作控制结构，尤其是为了支持功能多样化改进的全自动化操作控制系统就需增加显示装置显示操作指令所表达的功能步骤；现如今，其产品生产过程的严格流程管理及其规格的不定期变化要求生产设备的操作控制系统功能的多样化，更利于机械设备生产使用时的参数量值修改，即功能性程序的修改。
[0006]总之，需要一种全新合理的机械控制方法及系统来有效解决上述问题。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种多种应用程序模块化，可简便地选择组合应用，维护方便快捷，兼容开放式与固定式两种操作模式的多轴机械手的控制方法，以及实施该方法的控制装置。
[0008]本发明为实现上述目的所采用的技术方案为:[0009]一种多轴机械手控制方法，其特征在于，其包括以下步骤:
[0010](I)制备一多轴机械手本体，在该本体上分别设置一控制箱和一操作器，并彼此通过控制电路电性连接；
[0011](2)在所述控制箱内设置伺服驱动器、控制器、机械手输入/输出转接板、紧急停止电路板、射出机输入/输出连接板和电源，其中，所述的伺服驱动器，控制器，机械手输入/输出转接板，紧急停止电路板和射出机输入/输出连接板均与所述电源相连接；
[0012](3)在步骤(2)所述控制器中设置主控系统，其包括数据运算模块，信号处理模±夹，自动检测模块，手动/自动控制模块，输入/输出控制模块，中途故障控制模块，紧急停止控制模块和存储模块；
[0013](4)当开机工作时，启动自动检测模块，并调用预先设置的检测程序，检测是否存在故障，将机械手恢复到原点位置，然后通过所述操作器的按键控制，选择功能模块，通过手动/自动控制模块，设定指令数据，或调用存储模块中预先设置的基础数据；
[0014](5)将步骤(4)中设定的指令数据或基础数据，经过数据运算模块处理后，传输至信号处理模块，经信号处理模块处理后，将处理后的信号传输至输入/输出控制模块，然后由输入/输出控制模块发出指令信号；
[0015](6)步骤(5)所述指令信号通过输入/输出端口，分别传输至伺服驱动器，机械手输入/输出转接板和射出机输入/输出连接板，实现对机械手的控制；
[0016](7)中途故障控制模块自动捡测机械手的运行情况，并记录故障信息，当机械手出现故障时，实现控制器自动报警，并跳出死循环状态；紧急停止控制模块控制机械手紧急停止，实现紧急停止后，机械手立即停止所有动作。
[0017]步骤⑵所述的手动/自动控制模块，通过教导程序实现，其包括一般1/0，成型I/o和周边I/O主要功能设定，并通过添加、修改及调用程序实现功能转换或叠加。
[0018]自动控制模块还设有圆形自动模块，通过该圆形自动模块，调用预先设定的机械手运行模式程序，实现机械手L型取模和U型取模的切换，或根据机械手动作需要，在程序写入窗口编入指令程序，根据该指令程序控制机械手的运行，并将写入的程序和参数值存入存储模块。
[0019]步骤(2)所述主控系统中还设置有用户使用等级控制模块，不同等级用户登陆，通过调用预设功能程序，实现相应等级的功能操作，且通过操作器上的登陆界面实现用户切换。
[0020]所述中途故障控制模块中的参数设定可自动以其浮动范围，范围内的值变量可通过时轴微调功能自动调整到标准状态，范围外的值变量视为故障或冲突处理，提供报警提示的同时，不再等到错误步骤执行完成便可结束操作，保证最短时间内跳出循环操作模式返回到系统原点，保障系统安全。
[0021]实施所述方法的多轴机械手控制装置，其包括一控制箱和一操作器，并彼此通过控制电路电性连接，在所述控制箱内设有伺服驱动器，控制器，机械手输入/输出转接板，紧急停止电路板，射出机输入/输出连接板和电源，其中，所述的伺服驱动器，控制器，机械手输入/输出转接板，紧急停止电路板和射出机输入/输出连接板均与所述电源相连接。
[0022]在所述控制器中设有主控系统，其包括数据运算模块，信号处理模块，自动检测模±夹，手动/自动控制模块，输入/输出控制模块，中途故障控制模块，紧急停止控制模块和存储丰吴块。
[0023]所述控制器通过I/O接口及I/O数据传输总线与所述伺服驱动器，机械手输入/输出转接板，紧急停止电路板，射出机输入/输出连接板相连接。
[0024]自动控制模块还设有圆形自动模块，通过该圆形自动模块，调用预先设定的机械手运行模式程序，实现机械手L型取模和U型取模的切换，或根据机械手动作需要，在程序写入窗口编入指令程序，根据该指令程序控制机械手的运行，并将写入的程序和参数值存入存储模块。
[0025]所述的操作器上设有显示屏，功能按键，模式切换开关和紧急停止开关，且内置有功能按键控制模块，其包括一主功能指令模块和一参数变量输入模块。
[0026]本发明的有益效果是:兼容开放式与固定式两种操作模式，适用范围广，系统采用用户等级登录方式，最高为5级，高等级用户可通过人机修改用户各等级使用权限及密码，灵活性高，提供100组模具资料提供8组标准堆叠，自由堆叠支持200点，自动监测故障，并记录故障内容，实时记录操作履历和I/O履历，用户程序、模具文件、本体设定数据、机器设定数据、信息数据，名称数据、PLC数据、履历数据可以通过U盘直接在人机上进行下载或上传，预定生产数，提前通知生产结束时间，自动记录取出次数，计算生产达成率和不良率，自动运转时轴位置可以进行微调，实时显示伺服定位状态和编码器位置，支持程序的并列启动，自动提示当前使用的模具资料被改变，意外断电后资料仍会保存。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1为本发明结构示意框图；
[0028]图2为用户切换流程图。
【具体实施方式】
[0029]实施例:参见图1至图2，本实施例提供一种多轴机械手控制方法，其特征在于，其包括以下步骤:
[0030](I)制备一多轴机械手本体，在该本体上分别设置一控制箱和一操作器，并彼此通过控制电路电性连接；
[0031](2)在所述控制箱内设置伺服驱动器、控制器、机械手输入/输出转接板、紧急停止电路板、射出机输入/输出连接板和电源，其中，所述的伺服驱动器，控制器，机械手输入/输出转接板，紧急停止电路板和射出机输入/输出连接板均与所述电源相连接；
[0032](3)在步骤(2)所述控制器中设置主控系统，其包括数据运算模块，信号处理模±夹，自动检测模块，手动/自动控制模块，输入/输出控制模块，中途故障控制模块，紧急停止控制模块和存储模块；
[0033](4)当开机工作时，启动自动检测模块，并调用预先设置的检测程序，检测是否存在故障，将机械手恢复到原点位置，然后通过所述操作器的按键控制，选择功能模块，通过手动/自动控制模块，设定指令数据，或调用存储模块中预先设置的基础数据；
[0034](5)将步骤(4)中设定的指令数据或基础数据，经过数据运算模块处理后，传输至信号处理模块，经信号处理模块处理后，将处理后的信号传输至输入/输出控制模块，然后由输入/输出控制模块发出指令信号；[0035](6)步骤(5)所述指令信号通过输入/输出端口，分别传输至伺服驱动器，机械手输入/输出转接板和射出机输入/输出连接板，实现对机械手的控制；
[0036](7)中途故障控制模块自动捡测机械手的运行情况，并记录故障信息，当机械手出现故障时，实现控制器自动报警，并跳出死循环状态；紧急停止控制模块控制机械手紧急停止，实现紧急停止后，机械手立即停止所有工作。
[0037]步骤(2)所述的手动/自动控制模块，通过教导程序实现，其包括一般1/0，成型I/O和周边I/O主要功能设定，并通过添加、修改及调用程序实现功能转换或叠加。
[0038]自动控制模块还设有圆形自动模块，通过该圆形自动模块，调用预先设定的机械手运行模式程序，实现机械手L型取模和U型取模的切换，或根据机械手动作需要，在程序写入窗口编入指令程序，根据该指令程序控制机械手的运行，并将写入的程序和参数值存入存储模块。
[0039]步骤(2)所述主控系统中还设置有用户使用等级控制模块，不同等级用户登陆，通过调用预设功能程序，实现相应等级的功能操作，且通过操作器上的登陆界面实现用户切换。
[0040]所述中途故障控制模块中的参数设定可自动以其浮动范围，范围内的值变量可通过时轴微调功能自动调整到标准状态，范围外的值变量视为故障或冲突处理，提供报警提示的同时，不再等到错误步骤执行完成便可结束操作，保证最短时间内跳出循环操作模式返回到系统原点，保障系统安全。
[0041]实施所述方法的多轴机械手控制装置，其包括一控制箱和一操作器，并彼此通过控制电路电性连接，在所述控制箱内设有伺服驱动器，控制器，机械手输入/输出转接板，紧急停止电路板，射出机输入/输出连接板和电源，其中，所述的伺服驱动器，控制器，机械手输入/输出转接板，紧急停止电路板和射出机输入/输出连接板均与所述电源相连接。
[0042]在所述控制器中设有主控系统，其包括数据运算模块，信号处理模块，自动检测模±夹，手动/自动控制模块，输入/输出控制模块，中途故障控制模块，紧急停止控制模块和存储丰吴块。
[0043]所述控制器通过I/O接口及I/O数据传输总线与所述伺服驱动器，机械手输入/输出转接板，紧急停止电路板，射出机输入/输出连接板相连接。
[0044]自动控制模块还设有圆形自动模块，通过该圆形自动模块，调用预先设定的机械手运行模式程序，实现机械手L型取模和U型取模的切换，或根据机械手动作需要，在程序写入窗口编入指令程序，根据该指令程序控制机械手的运行，并将写入的程序和参数值存入存储模块。
[0045]所述的操作器上设有显示屏，功能按键，模式切换开关和紧急停止开关，且内置有功能按键控制模块，其包括一主功能指令模块和一参数变量输入模块。
[0046]但以上所述仅为本发明的较佳可行实施例，并非用以局限本发明的专利范围，故凡运用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变化，均包含在本发明的保护范围内。
【权利要求】
1.一种多轴机械手控制方法，其特征在于，其包括以下步骤: (1)制备一多轴机械手本体，在该本体上分别设置一控制箱和一操作器，并彼此通过控制电路电性连接； (2)在所述控制箱内设置伺服驱动器、控制器、机械手输入/输出转接板、紧急停止电路板、射出机输入/输出连接板和电源，其中，所述的伺服驱动器，控制器，机械手输入/输出转接板，紧急停止电路板和射出机输入/输出连接板均与所述电源相连接； (3)在步骤(2)所述控制器中设置主控系统，其包括数据运算模块，信号处理模块，自动检测模块，手动/自动控制模块，输入/输出控制模块，中途故障控制模块，紧急停止控制模块和存储模块； (4)当开机工作时，启动自动检测模块，并调用预先设置的检测程序，检测是否存在故障，将机械手恢复到原点位置，然后通过所述操作器的按键控制，选择功能模块，通过手动/自动控制模块，设定指令数据，或调用存储模块中预先设置的基础数据； (5)将步骤(4)中设定的指令数据或基础数据，经过数据运算模块处理后，传输至信号处理模块，经信号处理模块处理后，将处理后的信号传输至输入/输出控制模块，然后由输入/输出控制模块发出指令信号； (6)步骤(5)所述指令信号通过输入/输出端口，分别传输至伺服驱动器，机械手输入/输出转接板和射出机输入/输出连接板，实现对机械手的控制； (7)中途故障控制模块自动捡测机械手的运行情况，并记录故障信息，当机械手出现故障时，实现控制器自动报警，并跳出死循环状态；紧急停止控制模块控制机械手紧急停止，实现紧急停止后，机械手立即停止所有动作。`
2.根据权利要求1所述的多轴机械手控制方法，其特征在于，步骤(2)所述的手动/自动控制模块，通过教导程序实现，其包括一般1/0，成型I/O和周边I/O主要功能设定，并通过添加、修改及调用程序实现功能转换或叠加。
3.根据权利要求1所述的多轴机械手控制方法，其特征在于，自动控制模块还设有圆形自动模块，通过该圆形自动模块，调用预先设定的机械手运行模式程序，实现机械手L型取模和U型取模的切换，或根据机械手动作需要，在程序写入窗口编入指令程序，根据该指令程序控制机械手的运行，并将写入的程序和参数值存入存储模块。
4.根据权利要求1所述的多轴机械手控制方法，其特征在于，步骤(2)所述主控系统中还设置有用户使用等级控制模块，不同等级用户登陆，通过调用预设功能程序，实现相应等级的功能操作，且通过操作器上的登陆界面实现用户切换。
5.根据权利要求1所述的多轴机械手控制方法，其特征在于，所述中途故障控制模块中的参数设定可自动以其浮动范围，范围内的值变量可通过时轴微调功能自动调整到标准状态，范围外的值变量视为故障或冲突处理，提供报警提示的同时，不再等到错误步骤执行完成便可结束操作，保证最短时间内跳出循环操作模式返回到系统原点，保障系统安全。
6.实施权利要求1~5之一所述控制方法的多轴机械手控制装置，其特征在于，其包括一控制箱和一操作器，并彼此通过控制电路电性连接，在所述控制箱内设有伺服驱动器，控制器，机械手输入/输出转接板，紧急停止电路板，射出机输入/输出连接板和电源，其中，所述的伺服驱动器，控制器，机械手输入/输出转接板，紧急停止电路板和射出机输入/输出连接板均与所述电源相连接。
7.根据权利要求6所述的多轴机械手控制装置，其特征在于，在所述控制器中设有主控系统，其包括数据运算模块，信号处理模块，自动检测模块，手动/自动控制模块，输入/输出控制模块，中途故障控制模块，紧急停止控制模块和存储模块。
8.根据权利要求6所述的多轴机械手控制装置，其特征在于，所述控制器通过I/O接口及I/O数据传输总线与所述伺服驱动器，机械手输入/输出转接板，紧急停止电路板，射出机输入/输出连接板相连接。
9.根据权利要求7所述的多轴机械手控制装置，其特征在于，自动控制模块还设有圆形自动模块，通过该圆形自动模块，调用预先设定的机械手运行模式程序，实现机械手L型取模和U型取模的切换，或根据机械手动作需要，在程序写入窗口编入指令程序，根据该指令程序控制机械手的运行，并将写入的程序和参数值存入存储模块。
10.根据权利要求6所述的多轴机械手控制装置，其特征在于，所述的操作器上设有显示屏，功能按键，模式切换开关和紧急停止开关，且内置有功能按键控制模块，其包括一主功能指令模块和一参数变量输 入模块。
【文档编号】B25J9/16GK103522289SQ201310456296
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年9月29日 优先权日:2013年9月29日
【发明者】施复兴, 黄俊钦 申请人:东莞艾尔发自动化机械有限公司