专利名称：全伺服注塑机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全伺服注塑机机械手控制系统，用于配合注塑机取物、置物。
背景技术：
目前，与注塑机搭配使用、代替人工取物置物的机械手应用越来越普及。国内的机械手多为气动控制轴运动，一些全伺服的机械手电控系统除了使用PLC控制以外，专用的电控系统又多以欧美、日本和台湾的为主，国产的电控系统尚不能在市场上有所突破。全伺服电控与气动或液压控制相比，在精度、控制性、噪音、环保等方面都有很大的改善。而PLC控制方式缺乏灵活性，现在多以专用电控为主。 如
图1所示，目前市场上的全伺服注塑机机械手控制系统结构主要包括手控器1、主控板2、伺服驱动板3、伺服控制器组4、伺服电机组5和辅助装置6。其中，手控器1与主控板2连接，主控板2与伺服驱动板3连接；伺服控制器组4分别与主控板2和伺服电机组5连接；辅助装置6与主控板2连接。 然而，以上全伺服注塑机机械手控制系统的设计烦琐，结构复杂，成本高、工艺设置调节复杂，不利于国内操作者使用。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种工艺调节简单、成本低的全伺服注塑机机械手控制系统。 本实用新型解决其技术问题所采取的技术手段是该全伺服注塑机机械手控制系统它包括手控器、主控板、伺服控制器组、伺服电机组、信号接口板和辅助装置，所述手控器与主控板连接，所述伺服控制器组分别与主控板和伺服电机组连接，所述信号接口板分别与所述手控器和主控板连接，所述辅助装置与主控板连接。 进一步地，本实用新型所述手控器包括三十二位CPU、触摸屏、USB主接口 ，所述三十二位CPU分别与触摸屏和USB主接口连接，所述手控器通过RS422通讯方式与主控板连接，所述手控器的急停开关、电源开关和钥匙开关分别与信号接口板连接。[0008] 进一步地，本实用新型所述主控板包括相互连接的AVR单片机和快速可编程门阵列，所述AVR单片机与手控器连接，所述快速可编程门阵列与伺服控制器组连接。[0009] 本实用新型与现有技术相比，具有以下优点(l)不再使用伺服驱动板，而是使用DSP或者快速可编程门阵列FPGA来完成伺服电机组的运转，类似于运动控制板，因而成本更低；(2)注塑机的用户可直接通过信号接口板将本实用新型全伺服注塑机机械手控制系统与注塑机连接，来完成与注塑机的联动取物置物功能，不必再另行转接，接线更加简单方便；(3)针对不同的伺服电机组，本实用新型全伺服注塑机机械手控制系统具有自学习功能，可以方便选择针对不同伺服电机的控制曲线；(4)使用大规模FPGA，可高速、精确地控制多轴运动；(5)可与注塑机采用欧规12或欧规67协议联动；(6)采用7寸TFT真彩屏加触摸控制的方式，使用方便；(7)可通过U盘升级，操作简单方便。以下结合附图和实施方式对本实用新型进一步说明
图1是现有技术全伺服注塑机机械手控制系统的结构示意图； 图2是本实用新型全伺服注塑机机械手控制系统的结构示意图； 图3是本实用新型主控板主芯片引脚排列电路原理图； 图4是本实用新型主控板存储芯片的电路原理图； 图5是本实用新型主控板快速可编程门阵列引脚排列电路原理图； 图6是本实用新型主控板与信号接口板连接电路原理图； 图7是本实用新型信号接口板开关量控制电路原理图； 图8是本实用新型与注塑机的欧规12或欧规67连接电路原理图。
具体实施方式如图2所示，本实用新型全伺服注塑机机械手控制系统包括手控器7、主控板8、伺服控制器组9、伺服电机组10、信号接口板11和辅助装置12。其中，所述手控器7与主控板8连接，伺服控制器组9包含一组伺服即X伺服91、Y伺服92、Z伺服93，伺服控制器组9通过X伺服91 、Y伺服92、Z伺服93与主控板8连接；与伺服控制器组9内的伺服相对应，伺服电机组10包含一组伺服电机即X伺服电机101、Y伺服电机102和Z伺服电机103，这些伺服电机分别与X伺服91、Y伺服92和Z伺服93对应连接；辅助装置12包括夹具121、复臂122、极限开关123和检测开关124等，它们分别与主控板8连接。信号接口板11分别与手控器7和主控板8连接。信号接口板11与注塑机实现欧规12或欧规67的规范连接。[0020] 作为本实用新型的一种改进，本实用新型全伺服注塑机机械手控制系统所述的手控器7可包括三十二位CPU、触摸屏、USB主接口 ，其中三十二位CPU分别与触摸屏和USB主接口连接。手控器7采用的是触摸式LCD显示屏，作为人机界面，所有的操作都可通过触摸屏完成，通过RS-422通讯方式传送命令到主控板8的AVR单片机。AVR单片机收到命令后，修改SRAM数据，通过共用SRAM， FPGA通过差分信号或485通讯方式控制伺服控制器动作。差分信号是使用脉冲方式控制伺服控制器，输入脉冲频率 2Mpps。 485通讯方式则可以方便修改伺服控制器9内部参数，以充分利用伺服控制器9的功能。 作为本实用新型的另一种改进，本实用新型全伺服注塑机机械手控制系统所述的主控板8包括相互连接的AVR单片机和快速可编程门阵列，其中，AVR单片机与手控器7连接，快速可编程门阵列与伺服控制器组9连接。 主控板8使用AVR单片机作为通信、参数修改之用，快速可编程门阵列FPGA主要作为控制伺服控制器组9之用。主控板8与手控器7进行422通信。手控器7采用32位ARM9芯片，采用LINUX嵌入式操作系统，集成了各种外设接口 ，预留了 USB主接口 ，可以通过U盘升级人机界面程序，也可以通过U盘来导入导出全伺服注塑机机械手控制系统的教导程式。所有的外部输入输出信号都采用光耦隔离。 本实用新型的伺服控制器组9也可以包含四个或五个伺服，伺服电机组10包括与伺服相同数量的伺服电机，伺服与伺服电机一一对应连接。 本实用新型可以实现自动和手动两种运行模式、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动作流程，其中动作类型包括X轴、Y轴、Z轴、翻转、夹具等，轴向运动可以根据需要选择10% 100%的IO档速度；手动模式下，可以对XYZ6个方向的单独移动，并提供高中低3档速度选择；10信号监测模式则是提供给用户方便地监测注塑机与机械手协调工作所需IO信号的窗口。 如图3所示为主控板8的主芯片引脚排列电路原理图，主CPU芯片采用ATmegal28L，主CPU芯片主要担任与所述手控器之间的通信任务。 如图4所示为本实用新型主控板存储芯片的电路原理图，存储芯片采用ISSI62LV256，存储芯片在这里作为主CPU芯片与快速可编程门阵列之间数据传输的通道，主CPU芯片控制快速可编程门阵列读取存储芯片的数据，在主CPU芯片读取数据时刻外，存储芯片完全由快速可编程门阵列控制。 如图5所示为本实用新型主控板快速可编程门阵列引脚排列电路原理图，快速可编程门阵列可采用ALTERA公司的Cyclone II系列的EP2C5Q208芯片，该芯片主要完成一些高速信号和外围信号的采样及控制功能。 如图6所示为本实用新型主控板与信号接口板连接电路原理图，主控板8与信号接口板11之间采用光耦隔离，光耦芯片采用PC817，实现了主控板8与信号接口板11之间的信号隔离，防止信号干扰，加强了系统的稳定性。 如图7所示为本实用新型信号接口板开关量控制电路原理图，开关量信号采用继电器控制，通过继电器隔离，使信号接口板11的信号和注塑机信号得到隔离，进一步防止信号干扰，系统的稳定性进一步得到提高。 如图8所示为本实用新型与注塑机的欧规12或欧规67连接电路原理图，其中，欧规12是指EUR0證12，其全称为Electrical Interface between InjectionMouldingMachine and Handling Device (《注塑机与机械手间电连接》);欧规67是指EUROMAP 67，其全禾尔为Electrical Interface between Injection MouldingMachine and HandlingDevice/Robot (《注塑机与机械手/机器人间电连接》)。本实用新型与注塑机的互动，严格按照所述两种标准来执行。
权利要求一种全伺服注塑机机械手控制系统，其特征是它包括手控器、主控板、伺服控制器组、伺服电机组、信号接口板和辅助装置，所述手控器与主控板连接，所述伺服控制器组分别与主控板和伺服电机组连接，所述信号接口板分别与所述手控器和主控板连接，所述辅助装置与主控板连接。
2. 根据权利要求1所述的全伺服注塑机机械手控制系统，其特征是所述手控器包括三十二位CPU、触摸屏、USB主接口 ，所述三十二位CPU分别与触摸屏和USB主接口连接，所述手控器通过RS422通讯方式与主控板连接，所述手控器的急停开关、电源开关和钥匙开关分别与信号接口板连接。
3. 根据权利要求1或2所述的全伺服注塑机机械手控制系统，其特征是所述主控板包括相互连接的AVR单片机和快速可编程门阵列，所述AVR单片机与手控器连接，所述快速可编程门阵列与伺服控制器组连接。
专利摘要本实用新型公开了一种全伺服注塑机机械手控制系统，它包括手控器、主控板、伺服控制器组、伺服电机组、信号接口板和辅助装置，所述手控器与主控板连接，所述伺服控制器组分别与主控板和伺服电机组连接，所述信号接口板分别与所述手控器和主控板连接，所述辅助装置与主控板连接。本实用新型的优点是工艺调节简单、成本低。
文档编号B29C45/76GK201471699SQ20092019076
公开日2010年5月19日 申请日期2009年8月6日 优先权日2009年8月6日
发明者刘光汉, 孙启刚 申请人:杭州通灵自动化股份有限公司