CN205310269U - 注塑机机械手控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型是有关于一种注塑机机械手控制系统，包括控制器、驱动装置、执行机构，所述控制器设有通讯模块、存储模块、流程解析模块、智能模块，该智能模块分别与通讯模块、存储模块连接；所述智能模块设有比较注塑机动模板位置数据的比较单元、计算注塑机机械手移动位置的计算单元和控制注塑机机械手移动的控制单元，其顺次连接。本实用新型不仅可实现注塑机机械手与注塑机动模板开模移动同步进行，同时也通过这种随动控制方式节约了整个系统的时间，提高整个系统工作效率。

Description

注塑机机械手控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种机械手控制系统，尤其是涉及一种注塑机机械手控制系统。

背景技术

注塑机机械手可以在很大程度上提高生产效率和降低生产成本，能够稳定和提高注塑产品的质量，避免因为人为的操作失误而造成不必要的损失，所以注塑机机械手在注塑生产中的作业将会变的越来越重要。

如图1所示是现有的注塑机机械手工作循环流程方框图，当注塑机机械手收到注塑机开模完成的信号后注塑机机械手下降或前进至机械手夹取产品位置夹取产品，然后注塑机机械手后退或上升到检测区域检测是否夹住工件，注塑机机械手收到注塑机关模信号后注塑机机械手放产品并等待注塑机的开模完成信号，注塑机机械手与注塑机配合工作，保证注塑机机械手运行稳定性。

在这一过程中，注塑机机械手取产品轴只有等到开模结束后才移动进入模具内指定位置取产品，那么注塑机机械手的工作效率就会大大的降低。而注塑机机械手的工作效率在很大程度上决定了工厂生产注塑工件的效率，注塑机机械手完成一套动作的时间成为循环时间，循环时间越长，注塑机机械手工作效率越低，单位时间内完成的取模动作就越少。

有鉴于上述现有的注塑机机械手控制方法，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型的注塑机机械手控制系统，能够改进一般现有的注塑机机械手控制系统，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本实用新型。

发明内容

本实用新型提出一种注塑机机械手控制系统，其解决的技术问题为实现注塑机机械手与注塑机开模的随动控制，从而节约注塑机机械手整个循环时间，提高机械手工作效率，提高整个系统的工作效率。

本实用新型解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

一种注塑机机械手控制系统，包括控制器、驱动装置、执行机构。所述控制器设有通讯模块、存储模块、流程解析模块、智能模块，该智能模块分别与通讯模块、存储模块连接；所述智能模块设有比较注塑机动模板位置数据的比较单元、计算注塑机机械手移动位置的计算单元和控制注塑机机械手移动的控制单元，其顺次连接。

本实用新型解决其技术问题还可以通过以下技术措施来实现。

较佳的，上述的注塑机机械手控制系统，其中比较单元包括输入/输出、比较器、存储器，其顺次连接；计算单元包括判断器、计算器、存储器，其顺次连接；以及控制单元包括分析器、指令控制器、存储器，其顺次连接；其中比较器与判断器连接，计算器与分析器连接。

较佳的，上述的注塑机机械手控制系统，其中输入/输出和指令控制器分别与通讯模块连接。

较佳的，上述的一种注塑机机械手控制系统，其中通讯模块与驱动装置连接，该驱动装置与执行机构动力连接，该执行机构设有注塑机机械手取产品轴。

较佳的，上述的一种注塑机机械手控制系统，其中流程解析模块、智能模块、通讯模块分别与存储数据的存储模块连接，该流程解析模块与通讯模块连接。

本实用新型与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本实用新型一种注塑机机械手控制系统可达到相当的技术进步性及实用性，并具有产业上的广泛利用价值，其至少具有下列优点：

本实用新型不仅可实现机械手取产品与注塑机开模移动同步进行，同时也通过这种随动控制方式节约了整个系统的时间，提高整个系统工作效率。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图,详细说明如下。

附图说明

图1是现有技术注塑机机械手工作循环流程方框图；

图2是本实用新型的流程方框图；

图3是本实用新型控制系统结构方框图；

图4是图3中智能模块的结构框图；

图5是图3中智能模块的原理框图；

图6是本实用新型的计算坐标示意图；

图7是本实用新型与现阶段注塑机机械手工作流程时序对比示意图。

【主要组件符号说明】

B：注塑机机械手原点A：注塑机机械手等待位置

C：注塑机机械手型外起始位置

D：注塑机机械手取产品位置

P_n-1：注塑机动模板临界位置P_n：开模结束位置

P_(t)：注塑机开模途中的任意位置Z(t)：注塑机机械手的位置

41：静模板42：动模板

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定的目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的一种注塑机机械手控制系统其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

请参阅图3所示，图3是本实用新型注塑机机械手控制系统结构方框图。一种注塑机机械手控制系统，包括控制器、驱动装置、执行机构。所述控制器设有通讯模块、存储模块、流程解析模块、智能模块，该智能模块分别与通讯模块、存储模块连接；所述智能模块设有比较注塑机动模板位置数据的比较单元、计算注塑机机械手移动位置的计算单元和控制注塑机机械手移动的控制单元，其顺次连接。

通讯模块与驱动装置连接，该驱动装置与执行机构动力连接，该执行机构设有注塑机机械手取产品轴。流程解析模块、智能模块、通讯模块分别与存储数据的存储模块连接，该流程解析模块与通讯模块连接。

通讯模块与注塑机控制器连接，接收注塑机动模板开模信号。通讯模块将注塑机开模动作及注塑机机械手的移动动作传输给流程解析模块，注塑机开模移动位置数据及注塑机机械手的移动位置数据传输给智能模块；通过流程解析模块将注塑机机械手动作流程分解，同时配合注塑机动作；通过智能模块分析计算注塑机机械手移动位置与注塑机动模板移动位置的关系，然后比较，并代入对应的公式进行计算，通过这种实时分析、计算与比较的方式，从而得出结果，确定注塑机机械手移动位置以及动作；流程解析模块的解析动作及智能模块中注塑机机械手需移动位置数据传输给通讯模块，最终实现注塑机机械手的移动与注塑机动模板移动之间随动控制。在注塑机机械手运动过程中，所有的数据资料都通过存储模块存储。

请参阅图4，该图4是图3中智能模块的结构框图。智能模块设有比较单元、计算单元、控制单元。比较单元包括输入/输出、比较器、存储器，其顺次连接；计算单元包括判断器、计算器、存储器，其顺次连接；以及控制单元包括分析器、指令控制器、存储器，其顺次连接；其中比较器与判断器连接，计算器与分析器连接。

比较单元通过输入/输出实现数据的接收与发送。输入/输出接收到数据并将数据传输给比较器，比较器会将注塑机开模实时位置P(t)(见图6)与注塑机动模板临界位置P_n-1(见图6)大小进行对比，并将比较器比较分析的结果发送给计算单元中的判断器。所有运行中的数据或者指令都会存储于存储器中。

判断器来确定对应的计算公式并将数据传输给计算器，通过计算器计算注塑机机械手的移动位置，并将注塑机机械手的移动位置信息传递给控制单元的分析器。所有运行中的数据或者指令都会存储在存储器中。

分析器对接收到的数据进行分析，确定应该进行什么操作，然后通过指令控制器，向通讯模块发出操作控制信号。所有运行中的数据或者指令都会存储于存储器中。

请参阅图5、图6所示，其中图5是图3中智能模块的原理框图，图6是本实用新型的计算坐标示意图。注塑机机械手原点B是注塑机机械手在停机状态下的位置，注塑机机械手等待位置A是启动后处于等待注塑机开模信号的位置，注塑机动模板42(如图6所示)向左运动，注塑机静模板41位于原点右侧，此时注塑机机械手接收到注塑机开模信号从A点向C点移动，注塑机机械手型外起始位置C是一个临界点为注塑机机械手处于取产品安全范围的边界点，该边界点是根据注塑机开模移动位置来确定的一个常量。即当注塑机动模板42开模位置P_(t)为P_(n-1)时，注塑机机械手的位置Z(t)位于C点，同时P_(n-1)成为注塑机动模板42的临界位置。当注塑机动模板42开模位置P_(t)大于P_(n-1)时，注塑机机械手运动至位于模内取产品位置D点，开始取产品，此时注塑机动模板42继续移动。故在此过程中只需比较注塑机动模板42的任意位置P_(t)与注塑机动模板42的临界位置P_(n-1)即可。所以比较单元通过P_(t)＞P_(n-1)时计算单元对应公式Z(t)＝D得出数据传输给控制单元，P_(t)≤P_(n-1)时计算单元对应公式Z(t)＝KP_(t)+A得出数据传输给控制单元。

请参阅图2至图6所示，在本实用新型控制系统中注塑机机械手与注塑机动模板42是一种随动控制关系，即当注塑机机械手的通讯模块接收注塑机控制器传输的注塑机动模板42开模信号，注塑机机械手随着注塑机动模板42开模动作的执行而移动位置，注塑机机械手慢慢移动接近模内取产品位置而此时注塑机动模板42还在移动中。

在本实用新型控制系统中，注塑机机械手位置Z(t)与注塑机动模板42开模位置P(t)存在关系表达如下：

$\left\{\begin{array}{c}Z\left(t\right)={\mathrm{kP}}_{\left(t\right)}+A\left(P_{\left(t\right)}\≤P_{n-1}\right)---\left(1\right)\\ Z\left(t\right)=D\left(P_{\left(t\right)}>P_{n-1}\right)---\left(2\right)\end{array}\right.$

其中k是系数，A是注塑机机械手等待点位置，是一个常量。若已知注塑机动模板42开模途中的任意位置P_(t)，则可求出系数k。例当P_(t)＝P_(n-1)时，

Z(t)＝C，则计算得出：

$k=\frac{C-A}{P_{n-1}}---\left(3\right)$

将公式(3)代入公式(1)、(2)得：

$\left\{\begin{array}{cc}Z\left(t\right)=\frac{\left(C-A\right)}{P_{n-1}}{P}_{\left(t\right)+A}& \left(P_{\left(t\right)}\≤P_{\left(n-1\right)}\right)---\left(1\right)\\ Z\left(t\right)=D& \left(P_{\left(t\right)}>P_{\left(n-1\right)}\right)---\left(2\right)\end{array}\right.$

因此当开模移动位置P_(t)≤P_n-1时，注塑机机械手移动位置Z(t)如下：

t1

t2

t3

t4

…

tn-3

tn-2

tn-1

tn

P(t)(开模位置)

P1

P2

P3

P4

…

Pn-3

Pn-2

Pn-1

Pn

Z(t)(机械手位置)

Z1

Z2

Z3

Z4

…

Zn-3

Zn-2

Zn-1

Zn

在整个随动控制过程中，主要分为两大步骤进行。

第一步：若通过比较器得出P_(t)≤P_(n-1)，注塑机机械手位于点A和点C之间即注塑机机械手还未在取产品安全位置时，控制如下：

假设在实际运行过程中每隔时间t通过通讯模块采集注塑机控制器数据中注塑机动模板42开模实时位置，记录为P₁，然后在判断器确认采用公式(1)并由计算器计算得出对应的注塑机机械手移动位置为Z₁,计算器将数据传输给分析器，分析器会对接收到的数据进行分析，确定应该进行什么操作，然后通过指令控制器，向通讯模块发出操作控制信号。通讯模块将控制信号发送给驱动装置，通过驱动装置驱动执行机构中的注塑机机械手取产品轴，完成该注塑机机械手取产品轴Z₁距离的移动，实现注塑机机械手的移动与注塑机动模板42开模移动之间随动控制。

第二步：若通过比较器得出P_(t)＞P_n-1，即注塑机机械手处于取产品安全位置时，控制如下：

通过通讯模块采集注塑机控制器数据中注塑机动模板42开模实时位置为P_n-1时，此时对应注塑机机械手处于型外起始位置C点即临界点，为注塑机机械手取产品安全范围的边界点。当P_(t)＞P_n-1时，此时判断器确认采用公式(2)并由计算器计算得出注塑机机械手需移动到的位置Z(t)＝D，计算器将数据传输给分析器，分析器会对接收到的数据进行分析，确定应该进行什么操作，然后通过指令控制器，向通讯模块发出操作控制信号。通讯模块将控制信号发送给驱动装置，通过驱动装置驱动执行机构中的注塑机机械手取产品轴，完成该注塑机机械手取产品轴从C点到D点全部距离或部分距离的移动，到达D点后进行产品抓取，而与此同时注塑机动模板42开模动作还在执行中。在注塑机机械手运动过程中，所有的数据资料都通过存储模块存储。

当注塑机机械手夹取产品后检测是否夹住产品，注塑机机械手收到注塑机关模信号将产品放下等待注塑机开模信号。

通过上述本实用新型可缩短注塑机机械手循环周期，提高注塑机机械手的工作效率以及整个系统的工作效率。

请参阅图7是本实用新型与现阶段注塑机机械手工作流程时序对比示意图。其中注塑机关模、射出、储料、射退、冷却、开模及注塑机机械手在放产品和回等待点时本实用新型与现阶段控制流程中所用时间相等。但若在取产品过程中，注塑机机械手采用现阶段的控制流程，其注塑机机械手循环时间需要Ts；而若使用本实用新型，则注塑机机械手循环时间只需要ts。在两种控制时序图中可以看出，本实用新型相比现阶段控制流程可节约Δt的时间。假设我们在现阶段工作过程中，注塑机机械手的整个循环周期需要5s，而本实用新型4s即可完成注塑机机械手的整个循环动作。那么相比较于现阶段的控制流程，本实用新型中注塑机机械手循环周期可节约20％左右的时间。同时，若是注塑机机械手循环周期越短，则注塑机机械手可节约的时间占比就越明显。因考虑到机器配置、注塑机机械手性能的差异等各方面因数，在此，我们通过百分比来表述本实用新型控制系统达到节约时间的效果程度，而不具体到能节约多少时间。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型做任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (5)

1.一种注塑机机械手控制系统，包括控制器、驱动装置、执行机构，所述控制器设有通讯模块、存储模块、流程解析模块、智能模块，该智能模块分别与通讯模块、存储模块连接，其特征在于：

所述智能模块设有比较注塑机动模板位置数据的比较单元、计算注塑机机械手移动位置的计算单元和控制注塑机机械手移动的控制单元，其顺次连接。

2.根据权利要求1所述的注塑机机械手控制系统，其特征在于其中比较单元包括输入/输出、比较器、存储器，其顺次连接；

计算单元包括判断器、计算器、存储器，其顺次连接；

以及控制单元包括分析器、指令控制器、存储器，其顺次连接；其中比较器与判断器连接，计算器与分析器连接。

3.根据权利要求2所述的注塑机机械手控制系统，其特征在于其中输入/输出和指令控制器分别与通讯模块连接。

4.根据权利要求1所述的注塑机机械手控制系统，其特征在于其中通讯模块与驱动装置连接，该驱动装置与所述执行机构动力连接，该执行机构设有注塑机机械手取产品轴。

5.根据权利要求1所述的注塑机机械手控制系统，其特征在于其中流程解析模块、智能模块、通讯模块分别与存储数据的存储模块连接，该流程解析模块与通讯模块连接。