专利名称：气动电动机械手混合控制器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种机械手控制装置，更具体得说，是涉及一种注塑机专用的气动电动机械手混合控制器。
背景技术：
随着注塑机产业自动化程度的提高，需要使用机械手等自动设备来取注塑机生产的产品，并放置到预定的位置。机械手的自动取产品的过程需要一个控制装置来控制，使得机械手按照用户需要的动作顺序取得注塑机生产的产品。通常注塑机机械手安装在注塑机机械上面，其设计上通常有一个机械手或者两个机械手臂。机械手具有前后、上下和左右三个自由度的运动。需要一个控制装置来控制该类型机械手的手臂按照注塑机生产的产品的位置和需要放置产品的位置来确定动作的顺序并具体控制每个动作的执行。控制器需要一些数字量的输入输出点来检测机械手手臂的动作执行结果和控制动作的执行，同时还需要一个显示装置来显示当前机械手的工作情况，另外控制装置上还需要有按键来控制机械手的运行和进行参数的修改设置。
当前国内还没有成熟的该类机械手控制器产品，国内产品都是进口日本、欧美或者台湾地区的产品，但是它们的共同不足就是控制器复杂，处理器芯片采用特别定制的芯片或者高价格的DSP芯片、ARM芯片，成本高，开发复杂，通用性差。操作设计按照西方人的思维，不太适合中国大陆通常的使用习惯。另一个问题是当前的双臂注塑机机械手有全气动型和横梁的横入横出电动控制的电气混合型，当前的这两种机械手控制器是不一样的，机械手厂家要生产这两种机械手需要两种对应的机械手控制器，这样增加了维护和管理的难度，本发明的设计在机械手的控制器上设置了两种控制接口，控制算法上进行了逻辑与和逻辑或的操作，这样用户使用本控制器既可以控制双臂全气动的注塑机机械手，也可以控制电气混合的双臂注塑机机械手。
注塑机机械手取料时有多种工作顺序和位置，不同的用户要求不动的机械手动作，所以一般注塑机机械手控制器内置了多个标准动作程序，但是这样方法即占用了大量的存储器内存，用户使用又不够方便。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有技术中的不足，提供一种注塑机专用的气动电动机械手混合控制器。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的一种气动电动机械手混合控制器，包括处理器模块、数字输入模块10、数字输出模块11，处理器模块是双CPU结构，包括手持面板中的手持面板处理器1和下位控制板中的下位控制板处理器2，所述的手持面板由LCD液晶显示屏3、手持面板处理器1和控制按键4依次相连而成，手持面板处理器1还通过RS232串行接口和下位控制板处理器2连接，下位控制板处理器2通过光电隔离装置与变频器控制输出接口12相连，下位控制板处理器2还通过光电隔离装置与数字输入模块10、数字输出模块11相连。
作为一种改进，所述的手持面板处理器1和下位控制板处理器2是MCS51单片机。
作为一种改进，所述的变频器控制输出接口12，包括全气动机械手输出接口和气电混合机械手输出接口。
作为一种改进，所述的数字输入模块10是24路的数字量输入点，所述的数字输出模块11是24路的数字量输出点。
作为一种改进，所述的数字输入模块10是机械手位置行程开关、电子开关信号以及来自注塑机的信号的数字量输入点；所述的数字输出模块11是直接控制机械手手动动作、取产品的夹具动作以及输出信号的数字量输出点。
与现有技术相比，本发明的有益效果是本发明提供的气动电动机械手混合控制器采用双CPU结构，上下CPU采用成熟的MCS51单片机，成本低、实现方便，操作方便，控制算法简洁明了，操作界面友好，适合中国大陆的使用习惯；本发明提供的气动电动机械手混合控制器包含了两种控制输出接口，可以根据需要接全气动机械手或接气电混合机械手，具体的控制算法在处理器模块内部进行了设定，使用方便。
图1为本发明的整体结构框图。
图2为本发明的横入横出控制电路原理图第一部分。
图3为本发明的横入横出控制电路原理图第二部分。
图4为本发明的横入横出控制电路原理图第三部分。
图中手持面板处理器1、下位控制板处理器2、LCD液晶显示屏3、控制按键4、RS232串行接口5、RS232串行接口6、光电隔离装置7、光电隔离装置8、光电隔离装置9、数字输入模块10、数字输出模块11、变频器控制输出接口12。
具体实施例方式
参考附图，下面将对本发明进行详细描述一种气动电动机械手混合控制器，包括处理器模块、数字输入模块10、数字输出模块11，处理器模块是双CPU结构，包括手持面板中的手持面板处理器1和下位控制板中的下位控制板处理器2，所述的手持面板由LCD液晶显示屏3、手持面板处理器1和控制按键4依次相连而成，手持面板处理器1还通过RS232串行接口和下位控制板处理器2连接，下位控制板处理器2通过光电隔离装置与变频器控制输出接口12相连，下位控制板处理器2还通过光电隔离装置与数字输入模块10、数字输出模块11相连。
手持面板处理器1和下位控制板处理器2采用MCS-51系列处理器AT89C55，手持面板处理器1接有128×64点阵接口，26个按键通过键盘接口和手持面板处理器1连接，按键包括功能键手动、半自动、自动、修改、教导、输入、复归、监视等和动作/数字键上升、下降、前进、后退、横入、横出、夹、吸、夹放、吸放和光标键光标上、下、左、右。手持面板处理器1还连接有6个发光LED，显示“开模完”、“安全门”、“可关模”、“可顶针”、“主臂”和“副臂”状态。下位控制板处理器2通过光电隔离与有24路的数字量输入点相连，24路的数字量输出点也通过光电隔离和位控制板处理器2相连。下位控制板处理器2的IO口直接通过光电隔离芯片521-4连接变频器控制输出接口12，另外还通过RS232通信接口和手持面板处理器1相连，接受手持面板处理器发送的命令和修改的数据。
机械手的动作是和注塑机相互配合的，机械手的一个动作循环过程为首先机械手在待机位置等待注塑机的“开模完”信号(该信号标志注塑机产品已经生产完毕，机械手可以开始取产品)，如果机械手收到注塑机了“开模完”信号则下降取产品，待产品取出后机械手就可以发出一个信号(可关模信号)通知注塑机可以进行合模动作开始生产下一模的产品。然后机械手运动到预定的位置，放下产品，接着回到待机位置继续等待注塑机生产完下一模产品。
如图2、图3、图4，本发明设计了气动控制输出接口J1、J2和电动型变频器控制接口J3、J4、J5、J6。J1气动横出输出控制口；J2为气动横入输出控制口；J3为电动横出控制变频器接口，即变频器正转控制输出口；J4为电动横入控制变频器接口，即变频器反转控制输出口；J5、J6为横入横出变频器控制的速度选择控制口。根据J5、J6的选择，可以选择三段不同的变频器运转速度，当J5为1、J6也为1时，选择变频器速度段1，当J5为1、J6为0时选择变频器速度段2，当J5为0、J6为1时，选择变频器速度段3，这样变频器带动电机驱动注塑机机械手做横入横出运动时就有三段速度可以选择，因此，可以得到平稳的运行效果。注塑机横入横出动作的结束通过横出终点传感器K1和横入终点传感器K2来检测，减速位置通过横出减速传感器K3和横入减速传感器K4来检测。
本发明进行横入横出控制时，不论是全气动注塑机机械手还是电气混合型注塑机机械手，进行横出控制时，都同时输出J1和J3、J5、J6，当检测到横出终点传感器K1信号后都关闭J1和J3、J5、J6输出。当进行横入控制时，都同时输出J2和J4、J5、J6，当检测到横入终点传感器K2信号后都关闭J2和J4、J5、J6输出。这样通过两路输出，但是检测结束停止位置都是通过传感器K1和K2，所以不论是应用在全气动注塑机机械手上还是应用在电气混合型注塑机机械手上面，该控制都可以控制机械手正常的工作。
手持面板处理器和下位控制板处理器均可采用ATMEL公司的型号为AT89C55的处理器芯片。
LCD液晶显示屏可采用台湾南亚128×64点阵型号为LMC97S436A13DL的液晶显示器。
最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的一个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。
权利要求
1.一种气动电动机械手混合控制器，包括处理器模块、数字输入模块(10)、数字输出模块(11)，其特征在于，处理器模块是双CPU结构，包括手持面板中的手持面板处理器(1)和下位控制板中的下位控制板处理器(2)，所述的手持面板由LCD液晶显示屏(3)、手持面板处理器(1)和控制按键(4)依次相连而成，手持面板处理器(1)还通过RS232串行接口和下位控制板处理器(2)连接，下位控制板处理器(2)通过光电隔离装置与变频器控制输出接口(12)相连，下位控制板处理器(2)还通过光电隔离装置与数字输入模块(10)、数字输出模块(11)相连。
2.根据权利要求1所述的气动电动机械手混合控制器，其特征在于，所述的手持面板处理器(1)和下位控制板处理器(2)是MCS51单片机。
3.根据权利要求1所述的气动电动机械手混合控制器，其特征在于，所述的变频器控制输出接口(12)，包括全气动机械手输出接口和气电混合机械手输出接口。
4.根据权利要求1所述的气动电动机械手混合控制器，其特征在于，所述的数字输入模块(10)是24路的数字量输入点，所述的数字输出模块(11)是24路的数字量输出点。
5.根据权利要求5所述的气动电动机械手混合控制器，其特征在于，所述的数字输入模块(10)是机械手位置行程开关、电子开关信号以及来自注塑机的信号的数字量输入点；所述的数字输出模块(11)是直接控制机械手手动动作、取产品的夹具动作以及输出信号的数字量输出点。
全文摘要
本发明涉及一种机械手控制装置，旨在提供一种注塑机专用的气动电动机械手混合控制器。该控制器包括处理器模块、数字输入模块、数字输出模块，处理器模块是双CPU结构，包括手持面板中的手持面板处理器和下位控制板中的下位控制板处理器，手持面板由LCD液晶显示屏、手持面板处理器和控制按键依次相连而成，手持面板处理器还通过RS232串行接口和下位控制板处理器连接，下位控制板处理器通过光电隔离装置与变频器控制输出接口相连，下位控制板处理器还通过光电隔离装置与数字输入模块、数字输出模块相连。本发明的控制器实现方便，操作方便，控制算法简洁，操作界面友好；包含两种控制输出接口，可根据需要接全气动或气电混合机械手，使用方便。
文档编号G05B19/042GK1903524SQ20061005275
公开日2007年1月31日 申请日期2006年8月2日 优先权日2006年8月2日
发明者彭勇刚, 韦巍 申请人:浙江大学