安川運動控制器MP2300在注塑機專用機械手臂上的應用

發表時間:2017-03-27 文章出處:北成新控人氣:-

     在商品琳瑯滿目的現代社會里,塑料制品更是成為人們生活中的常見產品,于是制造塑料產品的機器――注塑機也越來越多地出現在各類工廠里,與之相配套的注塑機專用機械手臂也得到了更廣泛地應用,此類專用機械手臂主要用來抓取注塑機中已成形的塑料產品,再按照指定路徑放置塑料產品。機械外形如圖所示


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     注塑機專用機械手臂根據抓取的材料種類、材料的形狀以及工藝的需求,分類十分繁雜。我們僅從機械的自由度上看,可以簡單地把它們分為3軸的機械手臂和5軸的機械手臂,這里介紹的是應用了安川運動控制系統的5軸機械手。如圖所示


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     其主要由主臂、副臂、引拔、橫行4個機構組成。主臂下端與托盤相連,用于抓取塑料制品的主干部分,副臂下端與夾具相連,用于夾取塑料制品的料頭部分(料頭:注塑產品成形時所留的多余部分)。引拔的功能是將主臂、副臂伸入注塑機工作面,再由橫行部分將已成形的產品運送到指定的位置。5軸機械手臂主要應用在產品體積較大、產品形狀較復雜的一些場合。在以前的機械手臂中,其驅動動力多采用氣缸或變頻電機來實現,控制部分多采用單片機來實現。由于這些控制和驅動有動作速度低、精度不高等缺點,替換成運動控制器和伺服電機之后則可以大大提高工作效率。


   安川運動控制器MP2300系列具有強大的軸控能力,在不增加軸控模塊的情況下,僅靠MP2300基本模塊就可以通過總線(MECHATROLINK-II)控制16個伺服軸,除伺服軸外它還可以通過同一根總線來控制變頻器、分布式IO、傳感器等,總線的通信速度可以達到10Mbps,最短通信周期可以達到0.5ms,這樣就保證了主站與子站之間的數據實時交流,從而達到更優良的控制效果。此外,MP2300具有強大的PLC功能,眾多的輸入輸出模塊可供選擇,其自帶的PLC功能可以方便地對系統進行有效地控制。


   另外,安川伺服電機JUNMA系列具有多功率段、多種控制方式的特點,其內置有MECHATROLINK-II總線通信模塊,可以在不增加模塊的基礎上與運動控制器MP2300進行方便的連接,省去了大量的配線和調試工作,另外其擁有小功率中慣量的特點,即使是在大負載的情況下也能平穩地運行。


電氣配置如下

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五軸全伺服注塑機專用機械手臂中應用了安川運動控制系統,相比于變頻馬達與單片機組成的控制系統其具有以下優點:


  1、由于JUNMA交流伺服電機屬于同步永磁伺服電機,相比異步電機,伺服電機的體積更小、力量更強勁,定位更加的精確,從而使整體機械手的工作效率得到大大提高。


  2、由于整個電氣系統采用了MECHATROLINK-II通信總線進行連接,實現了控制網絡化,從而大大簡化了配線,提高了系統的穩定性,降低了故障的發生概率,減輕了技術人員的工作負擔。


  3、安川運動控制器MP2300不僅擁有伺服軸控制功能和PLC功能,其還擁有靈活的編程方式,順序控制的梯形圖語言和運動控制的文本語言,可以方便地實現多種復雜的動作,大大縮短了編制程序和修改程序的時間。


  4、運動控制器MP2300配備了多種通訊接口,接口中又提供了多種通信協議(MEMOBUS、MODBUS等),可以無需編程與多種品牌的觸摸屏連接。

 

   最后,應用了安川MP2300控制系統的5軸機械手臂相比于之前采用了單片機變頻器控制系統,其重復定位精度由原來的0.15mm改進為0.10mm,空載執行的一個周期時間由原來的6秒縮短為4.8秒,機器的整體性能得到了很大的提高


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