機械手控制系統的作用概括為:根據設置好的程序指令以及從傳感器反饋回來的信號支配機械手執行機械完成相關動作,按照既定的軌跡進行運動,從而實現機械手上下料作業,減少人工使用,提高效率。
一般而言,工業機械手的控制系統組成部分為主控計算機/PLC/運動控制系統和關節伺服控制系統,計算機可根據作業需求進行相關的編程,運動控制系統則集成控制算法,發出程序指令控制各伺服裝置使各杠桿件協調工作。同時,機械手的測量單元一般為安裝在執行部件中的位置檢測元件(光電編碼器)與速度檢測元件(測速電機),這些測量反饋到控制器或者是監測及示教操作,形成一個閉環控制。
控制系統除了控制器之外,還需要人機接口來顯示控制程序,一般而言可以通過計算機鍵盤,但大部分情況都是利用手持控制器(示教器)來進行程序示教,控制機械手的運動,完成軌跡運動。控制系統是機械手重要的組成部分,保證機械手完成相應動作的主要手段,用它可以控制機械手的工作順序、運動軌跡、動作時間和速度等,使機械手按照作業的要求去完成各項任務。
目前,機械手大部分還屬于第一代,主要依靠人工進行控制;改進的方向主要是降低成本和提高精度。第二代機械手正在加緊研制。它設有微型電子計算控制系統,具有視覺、觸覺能力,甚至聽、想的能力。研究安裝各種傳感器,把感覺到的信息反饋,使機械手具有感覺機能。第三代機械手則能獨立完成工作中過程中的任務。它與電子計算機和電視設備保持聯系,并逐步發展成為柔性制造系統FMS和柔性制造單元FMC中的重要一環節。
如今的機械手已經步入第二代了,傳統的機械手依靠人工控制,在成本和精度方面一直是改進的重中之重。如今,第二代機械手也在抓緊研制,除了傳統的功能和器件部署之外,新一代機械手還需要具備視覺傳感、軌跡自動規劃等功能。僅僅依靠設定好的程序,就能完成一個循環作業,從而無需人工頻繁操作。除此之外,機械手聯網與電子計算機和工業設備保持聯系,可以建立起智能制造柔化生產的模式。
機械手應用的意義:
1、提高生產過程中的自動化程度
應用機械手,有利于提高材料的傳送、工件的裝卸、刀具的更換以及機器的裝配等自動化程度,從而提高勞動生產率,降低生產成本。
2、改善勞動條件,降低事故發生率
在一些生產場合,往往會產生高溫、高壓、低溫、低壓、灰塵、噪聲、污染等情況,如果經常人為工作會帶有危險性。而應用機械手則可以替代工人作業,降低危險事故發生率。
3、提高生產效率,提升生產周期
通過機械手代替人工生產,減少人力,有節奏地進行生產,更加準確地控制生產的節拍,從而建立標準自動化生產線,比人力帶動的生產更有效率。
機械手控制系統應用的意義:
目前世界上比較高精端的工業機械手一般都具備高精化、高速性能、多軸化、輕量化等特點。在工業生產中講究定位精度,滿足微米甚至亞微米的要求,運行速度可以達到3M/S。因此,這就對機械手內部的控制系統提出了新的要求。目前國產控制系統的發展,也在不斷順應機械手應用變化的趨勢。像朗宇芯機械手控制系統的精度現已可以做到±0.01mm之間,完全能夠滿足機械手加工應用的需求,滿足現場工藝應用的需要。
TIP:朗宇芯EtherCAT高端總線控制系統方案,可實現機械手高達100Mbps的通訊速率,控制精度在±0.01mm之間,發揮機械手最佳效能,可靠性強。