本實用新型涉及機械手控制
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種機械手的總線多軸伺服控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：傳統(tǒng)機械手的伺服控制一般采用向伺服驅(qū)動器發(fā)送高速脈沖進行控制，其缺點是高速脈沖信號易受外界干擾，傳輸距離近，控制系統(tǒng)接線復(fù)雜，而且能夠控制的軸數(shù)有限。采用總線控制可以避免上述問題，但一般的運動控制總線成本較高，對上位控制器有要求，通用性差。MODBUS通訊協(xié)議是開發(fā)式主從協(xié)議，絕大多數(shù)上位機都可以支持，可以通過級聯(lián)控制多軸，但串行的通信方式導(dǎo)致通訊效率低，實時性差。技術(shù)實現(xiàn)要素：本實用新型提供了一種機械手的總線多軸伺服控制系統(tǒng)，克服現(xiàn)有總線控制實時性差、通訊效率低、成本高等問題。本實用新型提供的一種機械手的總線多軸伺服控制系統(tǒng)，包括上位PLC、由至少五個伺服驅(qū)動器組成的伺服驅(qū)動器組，以及由至少五個伺服電機組成的伺服電機組，每個伺服驅(qū)動器都連接一個伺服電機，每個伺服電機對應(yīng)機械手的一個軸，通過上位PLC發(fā)送控制指令給伺服驅(qū)動器，由伺服驅(qū)動器控制伺服電機動作實現(xiàn)對機械手動作的控制。在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，本實用新型還做出如下改進：所述上位PLC與伺服驅(qū)動器組之間通過通訊總線連接一通訊模塊，所述通訊模塊用于上位PLC與伺服驅(qū)動器組的并行實時通訊。上位PLC將控制指令同時發(fā)送到通訊模塊的各串口，再由通訊模塊同時發(fā)送給伺服驅(qū)動器組，實現(xiàn)了上位PLC與伺服驅(qū)動器組的并行通訊，實時性強。進一步的，所述通訊模塊包括一個主CPU，與主CPU通過SPI總線連接的若干子CPU，與各子CPU連接的RS485通訊芯片，與主CPU連接的RS485通訊芯片，以及與主CPU連接的電源轉(zhuǎn)換芯片。與各子CPU連接的RS485通訊芯片與伺服驅(qū)動器組的各個伺服驅(qū)動器分別實時通訊，與主CPU連接的RS485通訊芯片與上位PLC實時通訊。更進一步的，所述子CPU數(shù)量和機械手軸數(shù)相同。更進一步的，所述通訊模塊還包括在子CPU和RS485通訊芯片之間連接的通訊指示燈，顯示通訊狀態(tài)。優(yōu)選的，所述通訊總線采用MODBUSRTU總線。MODBUS通訊協(xié)議可支持絕大多數(shù)上位控 制器，通用性強。進一步的，所述多軸機械手的伺服總線控制系統(tǒng)還包括與上位PLC通過RS232串口連接的人機界面。所述人機界面采用觸摸屏，用于設(shè)定伺服運動的位置、速度、加速度時間等參數(shù)，還可以規(guī)劃伺服運動的路徑。本實用新型的有益效果：1、自主開發(fā)的可擴展通訊模塊的多個RS485串口直接連接機械手的伺服驅(qū)動器，將接收到的上位PLC控制指令同時送達各RS485串口并高速發(fā)送到各伺服驅(qū)動器，同時將伺服驅(qū)動器反饋的當(dāng)前位置、狀態(tài)等信息回饋給上位PLC，不同于傳統(tǒng)串行通訊的方式，實現(xiàn)并行通訊，大大提高了通訊效率和實時性。2、優(yōu)選MODBUS通訊協(xié)議，絕大多數(shù)上位PLC都支持MODBUS，提高了系統(tǒng)的通用性。3、控制軸數(shù)不再受局限，整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠，且成本低，適用范圍廣泛。附圖說明圖1是實施例一注塑機械手基本動作流程，圖2是實施例一機械手的總線多軸伺服控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，圖3是實施例一通訊模塊電路結(jié)構(gòu)示意圖，圖4是實施例一通訊模塊外觀示意圖，圖5是實施例一通訊模塊接線端子示意圖。附圖標(biāo)注：1、人機界面，2、上位PLC，3、通訊模塊，4、伺服驅(qū)動器，5、伺服電機；3-1、外殼，3-2、通訊指示燈，3-3、卡扣，3-4、接線端子。具體實施方式為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用于解釋本實用新型，不能理解為對本實用新型具體保護范圍的限定。實施例一本實施例以將本實用新型總線伺服控制系統(tǒng)應(yīng)用于雙臂5軸注塑機械手為例來進一步解釋說明本實用新型的技術(shù)方案。參照圖1，所述注塑機械手一般包括主臂和副臂，所述主臂和副臂均可上下、前后運動，主臂和副臂整體還可以在注塑機上橫行，所以需要主臂X1伺服電機和主臂Y1伺服電機分別 帶動主臂前后、上下動作，同理需要副臂X2伺服電機和副臂Y2伺服電機分別帶動副臂前后、上下動作，通過橫行Z伺服電機帶動機械臂橫行出模。所述主臂主要用于提取注塑成品，副臂主要用于夾水口。參照圖2，本實施例多軸機械手的伺服總線控制系統(tǒng)包括一人機界面1，實現(xiàn)人機交互的工具，通過RS232串口與上位PLC2連接，可以通過人機界面1規(guī)劃伺服運動路徑，設(shè)置伺服運動的目標(biāo)位置、目標(biāo)速度、加速度時間等參數(shù)。所述上位PLC2可以是任意品牌的、支持MODBUSRTU協(xié)議23功能碼的PLC，通過MODBUSRTU總線與通訊模塊3連接，本實施例采用臺達ES2PLC，直接配置PLCLINK與通訊模塊3以921波特率高速通訊。參照圖3，所述通訊模塊3具有封裝在外殼3-1內(nèi)部的電路結(jié)構(gòu)，設(shè)置在外殼3-1表面的通訊指示燈3-2、卡扣3-3，與內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)連接延伸出外殼3-1外部的可拔插接線端子3-4。所述通訊模塊3內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)如圖4所示，包括一個主CPU，與主CPU通過SPI總線連接的5個子CPU，與5個子CPU分別連接的RS485通訊芯片，與主CPU連接的RS485通訊芯片，以及與主CPU連接的電源轉(zhuǎn)換芯片。所述共6個RS485通訊芯片和一個電源轉(zhuǎn)換芯片均與接線端子3-4電性連接，所述接線端子3-4示意圖如圖5所示，所述通訊模塊3還包括在子CPU和RS485通訊芯片之間連接的通訊指示燈3-2。所述與5個子CPU分別連接的RS485通訊芯片通過MODBUSRTU總線與5臺伺服驅(qū)動器4連接，通訊波特率為115.2K，所述通訊模塊3的波特率最高可達921K，通常以伺服驅(qū)動器4的最高波特率連接。所述伺服驅(qū)動器4分別連接伺服電機5，所述5臺伺服電機5即為主臂X1伺服電機、主臂Y1伺服電機、副臂X2伺服電機、副臂Y2伺服電機、橫行Z伺服電機。所述上位PLC2寫入通訊模塊3寄存器的分配如表一：表一表一控制字的含義如表二：表二bit0bit1bit2bit3bit4bit5bit6bit7伺服ON原點回歸原點開關(guān)正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)START急停多極速X1bit8bit9bit10bit11bit12bit13bit14bit15多極速X2報警復(fù)位立即數(shù)修改臨時停止控制兩軸所述上位PLC2讀取通訊模塊3的寄存器分配如表三：表三所述表三狀態(tài)字含義如表四：表四本實施例上位PLC2和伺服驅(qū)動器4之間的通訊過程如下：正常情況下，通訊模塊3一直讀取伺服電機5當(dāng)前位置和當(dāng)前狀態(tài)，當(dāng)上位PLC2需要伺服電機5運動時，觸發(fā)控制字中bit5(START)，通訊模塊3立即向伺服驅(qū)動器4寫入START＝1的控制字，完成以后，寫入START＝0的控制字，這樣通訊模塊的寫入完成。當(dāng)上位PLC2需要讀取通訊模塊3時，觸發(fā)狀態(tài)字中bit15(START完成)，置位START完成信號，當(dāng)收到START＝0時，復(fù)位START完成信號，上位PLC2讀取通訊模塊3完成。通訊模塊3自動判別上位PLC2控制意圖，當(dāng)上位PLC2沒有下發(fā)運動指令時，通訊模塊3只執(zhí)行讀通訊，提高了讀取伺服位置的實時性，一旦接到上位PLC2的運動指令后，在一幀通訊結(jié)束后立即切換為寫通訊。實施例二本實用新型機械手的總線多軸伺服控制系統(tǒng)不只限于5軸，可以應(yīng)用到6—10軸機械手上，相應(yīng)通訊模塊進行擴展即可。所述系統(tǒng)也不僅僅應(yīng)用于注塑機械手的控制，其他領(lǐng)域上下料機械手都可以應(yīng)用。所述系統(tǒng)也不只局限于對伺服的控制，還可以擴展到其他支持MODBUSRTU的從站設(shè)備。當(dāng)前第1頁1 2 3