CN106647524A - 一种注塑机机械手驱控一体系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种注塑机机械手驱控一体系统，包括驱动一体控制器、伺服电机及人机交互界面，其中，所述驱动一体控制器包括控制模块、驱动模块和电源模块，所述控制模块通过PWM来控制所述驱动模块，进而对所述伺服电机的转停和速度进行调节，同时，所述控制模块对机械手进行逻辑控制，所述电源模块与所述控制模块、驱动模块以及伺服电机相连，为所述控制模块、驱动模块以及伺服电机提供电源，该发明将逻辑控制和伺服驱动融为一体，采用一个数字信号处理器进行控制和驱动操作，免去了伺服驱动器模块，省去焊线环节，缩小了整个系统的体积，增强了抗干扰能力，降低了系统成本。
Description
技术领域
本发明涉及注塑机机械手自动化技术领域，具体涉及一种注塑机机械手驱控一体系统。
背景技术
工业机械手是在工业中应用的一种能够进行自动控制，可重复编程的，多功能的，多自由度的，多用途的操作机，能够搬运材料、工件或者操持工具用以完成各种作业，目前已经被广泛应用于各种自动化生产线上，部分或者全部替代人力劳动，从事一些单调、繁重的体力劳动，特别是在高温、粉尘、高压、高辐射污染等场合，运用更为广泛。
注塑机机械手是为注塑生产自动化专门配备的机械，它不论是在安全生产、改善劳动条件方面，还是在提高经济效益方面都有着积极的意义。目前，注塑机机械手日趋成熟，且种类繁多，主要有以下几种：
(1)悬臂式：所有执行机构均采用机械气动控制，这种结构价格便宜，但控制相对简单；
(2)纯气动控制：机械手的X轴、Y轴、Z轴均采用气缸控制，为了增加产品的可靠性，X轴一般采用无杆气缸。该控制结构简单、造价相对低廉，因此运用比较广泛。但由于气动控制容易受到负载、气压等因素的不良影响，一般应用在精度要求不是很高的小型注塑机上。
(3)单轴伺服控制：由于纯气动控制在精度和可靠性方面相对较差，为提高精度和可靠性，在机械手最关键的运动方向上采用伺服控制，以达到更高的精度。
(4)双轴伺服控制：为了进一步提高机械手的精度，提高产品的可靠性，双轴伺服控制不单满足机械手的经济型，同时使机械手达到定位精确、运行稳定的要求。
(5)多轴伺服控制：根据模具和产品的需要，针对一些大型注塑机，一些生产厂家开始使用三轴以上的全伺服高端机械手，这类机械手功能强大，性能出色，但同时价格昂贵。
伺服电机作为工业自动化领域的主要驱动装置被广泛应用，伺服驱动器可以控制伺服电机来达到精确定位的目的，现有技术中注塑机机械手控制系统大多通过发送脉冲方式来控制伺服电机，在注塑机机械手和伺服驱动器之间通过脉冲线连接，这种方式存在焊线麻烦，易受到外界干扰，控制系统体积大等缺点。
发明内容
本申请通过提供一种注塑机机械手驱控一体系统，将逻辑控制和伺服驱动融为一体，以解决现有技术中注塑机机械手和伺服驱动器之间通过脉冲线连接而带来的焊线麻烦、易受干扰、控制系统体积大的技术问题。
为解决上述技术问题，本申请采用以下技术方案予以实现：
一种注塑机机械手驱控一体系统，包括驱动一体控制器、伺服电机及人机交互界面，其中，所述驱动一体控制器包括控制模块、驱动模块和电源模块，所述控制模块通过PWM来控制所述驱动模块，进而对所述伺服电机的转停和速度进行调节，同时，所述控制模块对机械手进行逻辑控制，所述电源模块与所述控制模块、驱动模块以及伺服电机相连，为所述控制模块、驱动模块以及伺服电机提供电源。
驱控一体控制器主要完成对伺服电机的控制和对机械手的逻辑控制，这样就将对伺服电机的控制和对机械手的逻辑控制融为一体。
进一步地，所述人机交互界面通过串口与所述驱动一体控制器连接，用于设置系统运行参数，实时监视驱控一体系统的状态。
人机交互界面用于设置系统运行参数，包括注塑机机械手需要的参数和伺服电机运行需要的参数，同时可以实时监控系统的状态，包括伺服电机的反馈位置，系统报警情况，当前操作模式。
进一步地，所述伺服电机转轴上固定有编码器，所述编码器随着所述伺服电机转动产生反馈脉冲信号发送至所述控制模块。
所述控制模块接受固定在伺服电机转轴上的编码器随电机转动而产生的反馈脉冲信号，以实现对伺服电机的控制。
进一步地，还包括报警模块。当需要检测的信号没有在规定时间内被检测到，或者机械手没有完成指定的动作时，报警模块启动报警功能。
作为一种优选的技术方案，所述伺服电机为单轴伺服控制。
作为另一种优选的技术方案，所述伺服电机为双轴伺服控制。
作为一种优选的技术方案，所述控制模块采用TMS320F28335型数字信号处理器和可编程逻辑器件LCMXO2-1200HC。
TMS320F28335型数字信号处理器是TI公司的一款TMS320C28X系列浮点DSP控制器，与以往的定点DSP相比，该器件的精度高，成本低，功耗小，性能高，外设集成度高，数据以及程序存储量大，A/D转换更精确快速等。整个注塑机机械手驱控一体系统将伺服电机驱动和机械手控制整合到了一片TMS320F28335型数字信号处理器上，减少了外部电气接口，使得伺服电机驱动器和机械手控制器的数据交换均在数字信号处理器的内存中进行，提高了伺服系统的响应速度，增强了系统的抗干扰能力。
与现有技术相比，本申请提供的技术方案，具有的技术效果或优点是：将逻辑控制和伺服驱动融为一体，采用一个数字信号处理器进行控制和驱动操作，免去了伺服驱动器模块，省去焊线环节，缩小了整个系统的体积，增强了抗干扰能力，降低了系统成本。
附图说明
图1为本发明的结构框图；
图2为PWM驱动电路图；
图3为TMS320F28335型数字信号处理器电路图；
图4为可编程逻辑器件LCMXO2-1200HC电路图。
具体实施方式
本申请实施例通过提供一种注塑机机械手驱控一体系统，将逻辑控制和伺服驱动融为一体，以解决现有技术中注塑机机械手和伺服驱动器之间通过脉冲线连接而带来的焊线麻烦、易受干扰、控制系统体积大的技术问题。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式，对上述技术方案进行详细的说明。
实施例
一种注塑机机械手驱控一体系统，如图1所示，包括驱动一体控制器、伺服电机及人机交互界面，其中，所述驱动一体控制器包括控制模块、驱动模块和电源模块，所述控制模块通过PWM来控制所述驱动模块，进而对所述伺服电机的转停和速度进行调节，同时，所述控制模块对机械手进行逻辑控制，所述电源模块与所述控制模块、驱动模块以及伺服电机相连，为所述控制模块、驱动模块以及伺服电机提供三相电源。
驱控一体控制器主要完成对伺服电机的控制和对机械手的逻辑控制，这样就将对伺服电机的控制和对机械手的逻辑控制融为一体。
图2所示为PWM驱动电路图。
进一步地，所述人机交互界面通过串口与所述驱动一体控制器连接，用于设置系统运行参数，实时监视驱控一体系统的状态。
人机交互界面用于设置系统运行参数，包括注塑机机械手需要的参数和伺服电机运行需要的参数，同时可以实时监控系统的状态，包括伺服电机的反馈位置，系统报警情况，当前操作模式。
进一步地，所述伺服电机转轴上固定有编码器，所述编码器随着所述伺服电机转动产生反馈脉冲信号发送至所述控制模块。
所述控制模块接受固定在伺服电机转轴上的编码器随电机转动而产生的反馈脉冲信号，以实现对伺服电机的控制。
进一步地，还包括报警模块。当需要检测的信号没有在规定时间内被检测到，或者机械手没有完成指定的动作时，报警模块启动报警功能。
作为一种优选的技术方案，所述伺服电机为单轴伺服控制。
作为另一种优选的技术方案，所述伺服电机为双轴伺服控制。
在本实施例中，所述控制模块采用TMS320F28335型数字信号处理器和可编程逻辑器件LCMXO2-1200HC。
TMS320F28335型数字信号处理器是TI公司的一款TMS320C28X系列浮点DSP控制器，与以往的定点DSP相比，该器件的精度高，成本低，功耗小，性能高，外设集成度高，数据以及程序存储量大，A/D转换更精确快速等。整个注塑机机械手驱控一体系统将伺服电机驱动和机械手控制整合到了一片TMS320F28335型数字信号处理器上，减少了外部电气接口，使得伺服电机驱动器和机械手控制器的数据交换均在数字信号处理器的内存中进行，提高了伺服系统的响应速度，增强了系统的抗干扰能力。
图3为TMS320F28335型数字信号处理器电路图；
图4为可编程逻辑器件LCMXO2-1200HC电路图。
本申请的上述实施例中，通过提供一种注塑机机械手驱控一体系统，包括驱动一体控制器、伺服电机及人机交互界面，其中，所述驱动一体控制器包括控制模块、驱动模块和电源模块，所述控制模块通过PWM来控制所述驱动模块，进而对所述伺服电机的转停和速度进行调节，同时，所述控制模块对机械手进行逻辑控制，所述电源模块与所述控制模块、驱动模块以及伺服电机相连，为所述控制模块、驱动模块以及伺服电机提供电源，该发明将逻辑控制和伺服驱动融为一体，采用一个数字信号处理器进行控制和驱动操作，免去了伺服驱动器模块，省去焊线环节，缩小了整个系统的体积，增强了抗干扰能力，降低了系统成本。
应当指出的是，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改性、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种注塑机机械手驱控一体系统，其特征在于，包括驱动一体控制器、伺服电机及人机交互界面，其中，所述驱动一体控制器包括控制模块、驱动模块和电源模块，所述控制模块通过PWM来控制所述驱动模块，进而对所述伺服电机的转停和速度进行调节，同时，所述控制模块对机械手进行逻辑控制，所述电源模块与所述控制模块、驱动模块以及伺服电机相连，为所述控制模块、驱动模块以及伺服电机提供电源。
2.根据权利要求1所述的注塑机机械手驱控一体系统，其特征在于，所述人机交互界面通过串口与所述驱动一体控制器连接，用于设置系统运行参数，实时监视系统的状态。
3.根据权利要求1所述的注塑机机械手驱控一体系统，其特征在于，所述伺服电机转轴上固定有编码器，所述编码器随着所述伺服电机转动产生反馈脉冲信号发送至所述控制模块。
4.根据权利要求1所述的注塑机机械手驱控一体系统，其特征在于，还包括报警模块。
5.根据权利要求1所述的注塑机机械手驱控一体系统，其特征在于，所述伺服电机为单轴伺服控制。
6.根据权利要求1所述的注塑机机械手驱控一体系统，其特征在于，所述伺服电机为双轴伺服控制。
7.根据权利要求1所述的注塑机机械手驱控一体系统，其特征在于，所述控制模块采用TMS320F28335型数字信号处理器和可编程逻辑器件LCMXO2-1200HC。
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