本發(fā)明涉及一種磨齒機(jī)自動(dòng)上下料機(jī)械手控制系統(tǒng)，適用于機(jī)械制造領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

機(jī)械手自動(dòng)上下料系統(tǒng)可解放人力資源，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)及加工過(guò)程的自動(dòng)化，提高生產(chǎn)效率?？刂萍夹g(shù)是制約機(jī)械手發(fā)展的瓶頸，因此實(shí)現(xiàn)柔性制造自動(dòng)化具有實(shí)際的應(yīng)用價(jià)值。我國(guó)磨齒機(jī)自動(dòng)上下料系統(tǒng)的研究與應(yīng)用還比較欠缺，目前還沒(méi)有比較成熟的產(chǎn)品問(wèn)世。由于齒輪在潤(rùn)滑油中進(jìn)行磨削，齒輪表面有大量的油液，不利于搬運(yùn)及存儲(chǔ)。因此，磨齒機(jī)自動(dòng)上下料系統(tǒng)既要滿(mǎn)足快速、高精度定位要求，又要具有甩油和輸送等功能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出了一種磨齒機(jī)自動(dòng)上下料機(jī)械手控制系統(tǒng)，通過(guò)PLC控制程序設(shè)計(jì)和人機(jī)交互觸摸屏界面設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了信息的順利交互。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

所述機(jī)械手上下料系統(tǒng)主要有三部分組成：上下料機(jī)械手系統(tǒng)、甩油系統(tǒng)以及輸送機(jī)系統(tǒng)。整個(gè)工作流程為：上料時(shí)，工件運(yùn)行到工位2處，同時(shí)甩油裝置移動(dòng)到外端，機(jī)械手二將工位2處的工件安裝到甩油裝置上，機(jī)械手一動(dòng)作，將甩油裝置上的工件安裝到磨齒機(jī)上，然后機(jī)械手一回轉(zhuǎn)90°，防護(hù)門(mén)關(guān)閉，機(jī)床開(kāi)始加甩油電機(jī)啟動(dòng)，工件進(jìn)行甩油，甩油裝置向輸送機(jī)方向移動(dòng)同時(shí)輸送機(jī)上定位元件放行；加工結(jié)束卸料時(shí)，防護(hù)門(mén)打開(kāi)，機(jī)械手一將工件放到甩油裝置上，然后甩油芯軸張緊和工位2處隨行夾具運(yùn)行到下一工位，工位1處的工件運(yùn)行到工位2處實(shí)現(xiàn)定位，然后經(jīng)過(guò)機(jī)械手二完成甩油裝置與輸送機(jī)之間的上下料過(guò)程。

所述控制系統(tǒng)由兩部分組成，即人機(jī)交互模塊與PLC控制。人機(jī)界面通過(guò)CX-De-signer軟件設(shè)計(jì)，PLC控制程序通過(guò)CX-Program軟件設(shè)計(jì)，PLC與觸摸屏之間通過(guò)RS232實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信，完成控制功能。

所述機(jī)械手上下料系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的定位，采用位置模式進(jìn)行控制，即采用脈沖串的形式控制電機(jī)。以機(jī)械手上下料系統(tǒng)回轉(zhuǎn)伺服定位為例：CPlH．Y20DT-D的CW/CCW脈沖輸出為線(xiàn)驅(qū)動(dòng)形式，最高輸出頻率可達(dá)1MHz，上下伺服和回轉(zhuǎn)伺服都采用增量是編碼器，前者帶抱閘，而后者不帶抱閘。因此對(duì)伺服電機(jī)的控制則要包含兩方面內(nèi)容：原點(diǎn)定位和運(yùn)動(dòng)控制。

結(jié)合CPlH的脈沖輸出指令，位置模式的運(yùn)動(dòng)控制可以單獨(dú)使用PLS2指令實(shí)現(xiàn)電機(jī)的T型曲線(xiàn)控制，也可以采用PULS+SPED或者PULS+ACC指令實(shí)現(xiàn)電機(jī)的定位控制，ACC指令帶有加減速控制，當(dāng)脈沖數(shù)使得電機(jī)可以達(dá)到設(shè)定的目標(biāo)速度時(shí)，為T(mén)型曲線(xiàn)，反之，則為三角曲線(xiàn)，因此適用于本機(jī)械手的大慣量控制。回轉(zhuǎn)伺服電機(jī)單個(gè)動(dòng)作的控制程序采用PULS+ACC指令來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)于伺服電機(jī)的定位控制。整個(gè)過(guò)程分為快速與慢速兩段，運(yùn)動(dòng)參數(shù)則可根據(jù)觸摸屏進(jìn)行設(shè)定。

本發(fā)明的有益效果是：通過(guò)PLC控制程序設(shè)計(jì)和人機(jī)交互觸摸屏界面設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了信息的順利交互，為同類(lèi)或行業(yè)內(nèi)相關(guān)上下料機(jī)械手控制系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)提供技術(shù)基礎(chǔ)和有益的借鑒。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1是本發(fā)明的機(jī)械總體方案示意圖。

圖2是本發(fā)明的機(jī)械手上下料控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程。

圖3是本發(fā)明的回轉(zhuǎn)伺服PLC控制原理圖。

圖中：1．機(jī)床砂輪；2．工件安裝座；3．機(jī)械手一；4．防護(hù)門(mén)；5．甩油裝置；6．滑動(dòng)導(dǎo)軌；7．機(jī)械手二；8．輸送機(jī)；9．氣爪。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖1，機(jī)械手上下料系統(tǒng)主要有三部分組成：上下料機(jī)械手系統(tǒng)、甩油系統(tǒng)以及輸送機(jī)系統(tǒng)。整個(gè)工作流程為：上料時(shí)，工件運(yùn)行到工位2處，同時(shí)甩油裝置移動(dòng)到外端，機(jī)械手二將工位2處的工件安裝到甩油裝置上，機(jī)械手一動(dòng)作，將甩油裝置上的工件安裝到磨齒機(jī)上，然后機(jī)械手一回轉(zhuǎn)90°，防護(hù)門(mén)關(guān)閉，機(jī)床開(kāi)始加工；加工結(jié)束卸料時(shí)，防護(hù)門(mén)打開(kāi)，機(jī)械手一將工件放到甩油裝置上，然后甩油芯軸張緊和甩油電機(jī)啟動(dòng)，工件進(jìn)行甩油，甩油裝置向輸送機(jī)方向移動(dòng)同時(shí)輸送機(jī)上定位元件放行，工位2處隨行夾具運(yùn)行到下一工位，工位1處的工件運(yùn)行到工位2處實(shí)現(xiàn)定位，然后經(jīng)過(guò)機(jī)械手二完成甩油裝置與輸送機(jī)之間的上下料過(guò)程。

如圖2，為了實(shí)現(xiàn)上述動(dòng)作，控制系統(tǒng)由兩部分組成，即人機(jī)交互模塊與PLC控制。人機(jī)界面通過(guò)CX-De-signer軟件設(shè)計(jì)，PLC控制程序通過(guò)CX-Program軟件設(shè)計(jì)，PLC與觸摸屏之間通過(guò)RS232實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信，完成控制功能。

如圖3，機(jī)械手上下料系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的定位，采用位置模式進(jìn)行控制，即采用脈沖串的形式控制電機(jī)。以機(jī)械手上下料系統(tǒng)回轉(zhuǎn)伺服定位為例：CPlH．Y20DT-D的CW/CCW脈沖輸出為線(xiàn)驅(qū)動(dòng)形式，最高輸出頻率可達(dá)1MHz，上下伺服和回轉(zhuǎn)伺服都采用增量是編碼器，前者帶抱閘，而后者不帶抱閘。因此對(duì)伺服電機(jī)的控制則要包含兩方面內(nèi)容：原點(diǎn)定位和運(yùn)動(dòng)控制。

結(jié)合CPlH的脈沖輸出指令，位置模式的運(yùn)動(dòng)控制可以單獨(dú)使用PLS2指令實(shí)現(xiàn)電機(jī)的T型曲線(xiàn)控制，也可以采用PULS+SPED或者PULS+ACC指令實(shí)現(xiàn)電機(jī)的定位控制，ACC指令帶有加減速控制，當(dāng)脈沖數(shù)使得電機(jī)可以達(dá)到設(shè)定的目標(biāo)速度時(shí)，為T(mén)型曲線(xiàn)，反之，則為三角曲線(xiàn)，因此適用于本機(jī)械手的大慣量控制?；剞D(zhuǎn)伺服電機(jī)單個(gè)動(dòng)作的控制程序采用PULS+ACC指令來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)于伺服電機(jī)的定位控制。整個(gè)過(guò)程分為快速與慢速兩段，運(yùn)動(dòng)參數(shù)則可根據(jù)觸摸屏進(jìn)行設(shè)定。