nc在機(jī)械手臂上應(yīng)用(已修改)
2025-01-19 11:59 本頁(yè)面
【正文】 TNCA6 數(shù)控系統(tǒng)和 DELTA 交流伺服 在工業(yè)機(jī)械手臂上的技術(shù)應(yīng)用 伺服數(shù)控產(chǎn)品處 張廣偉 隨著工業(yè)生產(chǎn)線自動(dòng)化程度的提高，并日趨向柔性化發(fā)展。工業(yè)機(jī)械手臂被越來(lái)越多的應(yīng)用在 涂漆、包裝、焊接、裝配等生產(chǎn)環(huán)節(jié)，來(lái)代替人工完成惡劣環(huán)境下的勞動(dòng)。本案介紹了利用 TNCA6 數(shù)控系統(tǒng)的六軸聯(lián)動(dòng)和教導(dǎo)模式下自動(dòng)生成 NC程序等系統(tǒng)功能，配合 DELTA－ ASDA 系列交流伺服 強(qiáng)健控制和內(nèi)置的位置指令寄存器功能來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)六軸機(jī)械手臂的控制系統(tǒng)和自動(dòng)生產(chǎn)線的技術(shù)改造。 1 技術(shù)要求和難點(diǎn)分析 客戶采購(gòu)該六軸機(jī)械手臂，用于變壓器生產(chǎn)流水線的 點(diǎn)膠、浸漆和烘干工序。原型機(jī)為日本制造，因控制系統(tǒng)損壞無(wú)法修復(fù)，故提出改造要求。并且需要控制系統(tǒng)和伺服滿足如下條件： 伺服運(yùn)動(dòng)軸 在機(jī)械上，六軸機(jī)械手臂結(jié)構(gòu)上設(shè)計(jì)為 6 自由度空間坐標(biāo)系。其中 X、 A、 B、 C,軸采用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng) 1： 10 的齒輪箱間接傳動(dòng)，做近似 360 度圓周運(yùn)動(dòng)。 Y 和 Z 軸采用伺服 電機(jī)驅(qū)動(dòng)螺距 10mm 的滾珠絲杠，再連接力臂做近似 120 度圓周運(yùn)動(dòng)。這六個(gè)伺服軸要求能夠聯(lián)動(dòng)。 另客戶希望在原有六軸機(jī)械手臂的基礎(chǔ)上，再增加一個(gè)伺服軸 D 通過絲杠用來(lái)拖動(dòng)機(jī)械手臂前后運(yùn)動(dòng)，使其能自由移動(dòng)到生產(chǎn)線的任何地方。但不要求聯(lián)動(dòng)控制。 要求控制系統(tǒng)能夠控制七個(gè)軸，并且其中至少六軸聯(lián)動(dòng)，伺服軸運(yùn)動(dòng)速度可調(diào)。 此外對(duì)于伺服控制系統(tǒng)，因?yàn)闄C(jī)械手臂在機(jī)械設(shè)計(jì)上采用 6 自由度空間坐標(biāo)系，而區(qū)別于普通的直角坐標(biāo)機(jī)械手臂機(jī)械。因而在運(yùn)動(dòng)過程中，機(jī)械負(fù)載的慣量會(huì)因?yàn)闄C(jī)械力臂不同的而發(fā)生較大范圍的變化，這就要求伺服系統(tǒng)具有優(yōu) 異穩(wěn)定性，響應(yīng)性和對(duì)負(fù)載變化自適應(yīng)能力。 精度要求 機(jī)械回零精度： +/1 度。 重復(fù)定位精度： +/1 度。 定位精度： 2mm。 要求控制系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)能夠具有檢測(cè)反饋，來(lái)保證機(jī)械運(yùn)動(dòng)精度。 NC 加工程序處理 因?yàn)椴捎?6 自由度空間坐標(biāo)系，無(wú)法采用手動(dòng)編程和軟件編程。因而需要控制系統(tǒng)具有示教功能或者學(xué)習(xí)功能。能夠根據(jù)采集的數(shù)據(jù)自動(dòng)生成 NC 加工程序，并能對(duì)自動(dòng)生成NC 程序進(jìn)行編輯和存儲(chǔ)。 輔助功能 在輔助功能上，要求控制系統(tǒng)能夠通過 NC 指令來(lái)控制多個(gè)氣動(dòng)電磁閥動(dòng)作來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)械機(jī)能，并能根據(jù)需要添加檢測(cè)開關(guān)。 安全保護(hù) 在安全保護(hù)方面，除要求控制器可靠的穩(wěn)定性外，還要求控制系統(tǒng)具有必要的安全保護(hù) 功能。 2 方案設(shè)計(jì)的可行性分析 通過對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)和控制技術(shù)要求分析，確定采用一臺(tái) TNC－ A6 數(shù)控系統(tǒng)做上位控制器＋ 7 套 DELTA 交流伺服做下位控制器的 6AXIS＋ 1 AXIS 的控制架構(gòu)，具體分析如下： TNC－ A6 數(shù)控系統(tǒng)的主要特點(diǎn)： （ 1） 6 個(gè)獨(dú)立伺服軸接口，能夠控制 1～ 6 軸聯(lián)動(dòng)，能夠滿足伺服軸運(yùn)動(dòng)控制要求。 （ 2） 電壓命令型 (VCommand) 伺服接口，最小解析精度 ，可配合光柵尺或旋轉(zhuǎn)編碼器實(shí)現(xiàn)閉環(huán)、半閉環(huán)控制，能夠滿足精度要求。 （ 3） 最大響應(yīng)速度 500KPPS 編
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