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□文/袁東來(伺服產(chǎn)品推廣副經(jīng)理)
一、機(jī)械手介紹
注塑機(jī)專用機(jī)械手是能夠模仿人體上肢的部分功能，可以對(duì)其進(jìn)行自動(dòng)控制使其按照預(yù)定要求輸送制品或操持工具進(jìn)行生產(chǎn)操作的自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備。注塑機(jī)械手是為注塑生產(chǎn)自動(dòng)化專門配備的機(jī)械，它可以在減輕繁重的體力勞動(dòng)、改善勞動(dòng)條件和安全生產(chǎn)；提高注塑成型機(jī)的生產(chǎn)效率、穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量、降低廢品率、降低生產(chǎn)成本、增強(qiáng)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力等方面起到及其重要的作用。
注塑機(jī)專用機(jī)械手一般由控制系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng)等組成。
機(jī)械手部件圖
控制系統(tǒng)：控制系統(tǒng)類型主要有PLC、控制卡+手持式控制器、專用控制系統(tǒng)。從控制方式上來講，主要有脈沖控制、模擬量控制、總線控制。多軸機(jī)械手總線控制是發(fā)展趨勢(shì)。
驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（橫行、上下、引撥）：驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)類型主要有氣動(dòng)、變頻、伺服。伺服驅(qū)動(dòng)采用閉環(huán)控制，精度更高，速度更快，是當(dāng)前機(jī)械手系統(tǒng)主流驅(qū)動(dòng)方式。
二、機(jī)械手系統(tǒng)介紹
本文介紹伺服在單軸（橫行軸）機(jī)械手上的應(yīng)用。
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
系統(tǒng)實(shí)物圖
控制系統(tǒng)是新瑞控制卡，負(fù)責(zé)運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)劃、監(jiān)視、程序教導(dǎo)等�？刂品绞綖槊}沖方向。
驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是伺服系統(tǒng)，響應(yīng)上位機(jī)命令，負(fù)責(zé)橫行軸運(yùn)動(dòng)控制。伺服功率是400W。
傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是減速機(jī)（日本新寶）、皮帶輪傳動(dòng)，橫行軸最大行程1m。
三、伺服系統(tǒng)介紹
1、接線
控制卡-伺服接線圖
伺服24V邏輯電由控制卡直接提供，伺服脈沖信號(hào)及數(shù)字輸入輸出信號(hào)與控制卡對(duì)應(yīng)連接。
2、伺服設(shè)置
脈沖模式：脈沖方向。
數(shù)字輸入設(shè)置：屏蔽DIN1使能控制（伺服上電自使能）、屏蔽DIN5和DIN6正負(fù)常閉限位（限位處理由控制器完成）。
數(shù)字輸出設(shè)置：驅(qū)動(dòng)器就緒（OUT1）、驅(qū)動(dòng)器報(bào)警（ OUT2）、位置到（OUT3，原點(diǎn)歸位完成）。對(duì)于伺服系統(tǒng)，開機(jī)后必須要進(jìn)行原點(diǎn)歸位工作，通過原點(diǎn)歸位操作找到橫行軸的原點(diǎn)后，伺服系統(tǒng)才能正常的工作。 齒輪比計(jì)算：讓伺服回原點(diǎn)，走完行程S，觀察到伺服齒輪前脈沖數(shù)據(jù)為10000（控制器發(fā)10000脈沖，橫行軸走行程S）。
由公式： （減速比i=5，分辨率r=10000，皮帶輪直徑D=60.96mm，S=1000mm）計(jì)算得出齒輪后脈沖數(shù)據(jù)，從而計(jì)算出齒輪比，為966:37。
3、伺服調(diào)試
機(jī)械手傳動(dòng)系統(tǒng)采用皮帶傳動(dòng)，剛性相對(duì)較軟，增益高時(shí)容易導(dǎo)致系統(tǒng)產(chǎn)生震蕩。而工藝要求伺服平穩(wěn)滑順的進(jìn)行高速定位，不能出現(xiàn)過沖甚至震蕩。
調(diào)試過程中，要確保在不引起系統(tǒng)震蕩的情況下，盡量調(diào)高速度環(huán)比例增益。速度環(huán)積分增益和位置環(huán)比例增益要調(diào)小，防止橫行軸停止時(shí)產(chǎn)生過沖。
伺服增益參數(shù)設(shè)置表
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數(shù)碼管顯示 |
參數(shù)名稱 |
設(shè)置值 |
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d2.01 |
速度環(huán)比例增益 |
600 |
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d2.02 |
速度環(huán)積分增益 |
1 |
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d2.05 |
速度環(huán)反饋濾波 |
25 |
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d2.07 |
位置環(huán)比例增益 |
500 |
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d2.08 |
位置環(huán)速度前饋 |
0 |
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d3.37 |
脈沖濾波系數(shù) |
40 |
四、總結(jié)
1、 CD伺服調(diào)試效果客戶滿意，性能可以跟日系伺服相媲美。
2、 CD伺服在客戶現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行半年之久，一直運(yùn)轉(zhuǎn)正常，穩(wěn)定可靠性得到了驗(yàn)證。
3、 源于德國(guó)技術(shù)的高性價(jià)比CD伺服，相信會(huì)給新老客戶帶來更多驚喜。
作者：袁東來
2011-1-30
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