注塑機單軸伺服機械手控制系統(tǒng)設(shè)計

1、注塑機單軸伺服機械手控制系統(tǒng)設(shè)計注塑機單軸伺服機械手控制系統(tǒng)設(shè)計為了實現(xiàn)注塑機的自動取料，采用單片機和CPLD構(gòu)成了伺服機械手控制系統(tǒng)，詳細介紹了控制系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計過程。該控制系統(tǒng)已經(jīng)在生產(chǎn)中應(yīng)用，性能穩(wěn)定，達到了預(yù)期的功能和控制精度。引言引言注塑機專用機械手是能夠模仿人體上肢的部分功能，可以對其進行自動控制使其按照預(yù)定要求輸送制品或操持工具進行生產(chǎn)操作的自動化生產(chǎn)設(shè)備。注塑機機械手通常由執(zhí)行機構(gòu)、驅(qū)動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等組成。執(zhí)行機

2、構(gòu)是機械手取放物品，完成各種動作的機械結(jié)構(gòu)。驅(qū)動系統(tǒng)為執(zhí)行機構(gòu)提供動力。動力有氣動、液壓、電動等形式?？刂葡到y(tǒng)對驅(qū)動系統(tǒng)進行控制，使執(zhí)行系統(tǒng)按指定的動作運行。1控制系統(tǒng)總體方案控制系統(tǒng)總體方案控制系統(tǒng)采用兩塊78e516單片機作為核心微處理器，其中手動控制盒主要負責人機交流，包括鍵盤掃描，LCD頁面顯示、串口通信等；主控鋼板是整個系統(tǒng)的核心，負責控制自動控制流程的狀態(tài)轉(zhuǎn)換、手動控制的執(zhí)行、伺服電機控制和開關(guān)量的輸入輸出，并且負責將當前狀

3、態(tài)、位置等數(shù)據(jù)上傳至手動控制盒以供顯示?？刂葡到y(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。點擊圖片查看大圖圖1控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖2主控制板硬件設(shè)計主控制板硬件設(shè)計根據(jù)主控制板的功能要求分析，將主控制板硬件電路分模塊進行設(shè)計。各模塊功能相對獨立，彼此協(xié)作完成完整的系統(tǒng)功能。在需要修改系統(tǒng)方案或者改變系統(tǒng)功能時，模塊化的系統(tǒng)設(shè)計也能較小工作量，提高工作效率。每個模塊單獨設(shè)計，單獨調(diào)試，提高了系統(tǒng)開發(fā)的成功率，同時也保證了系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性。根據(jù)注塑機取出機械手的具體

4、功能要求，主控制板硬件電路可劃分為以下7個模塊，如圖2所示。塊需要進行數(shù)據(jù)交換，所以設(shè)計一個數(shù)據(jù)總線，合理的分配地址，安排好各數(shù)據(jù)模塊和CPU之間的通信是非常重要的。6)6)通信模塊通信模塊主控制板是安裝在機械手的電控箱內(nèi)部的，直接控制機械手的運動，但是運行模式的設(shè)置、手動運行的指令發(fā)出和機械手運行狀態(tài)的監(jiān)視都是在手動控制盒上完成的。所以需要設(shè)計主控制板和手動控制盒之間通信的模塊。7）電源模塊）電源模塊電源模塊負責給整個控制系統(tǒng)供電。M

5、CL3需要5V供電，CPLD需要3.3V供電，給中繼板的信號需要驅(qū)動繼電器，需要12電源，和手動控制盒的通信采用RS422通信，需要12V供電。這些電壓都需要由電源模塊產(chǎn)生，在設(shè)計時要考慮電壓的穩(wěn)定。3主控制板軟件設(shè)計主控制板軟件設(shè)計在機械手正常的工作流程中，需要控制機械手的運動流程，需要檢測機械手的狀態(tài)，需要進行通信等這些常規(guī)操作。同時需要處理伺服報警、手動急停、注塑機急停等突發(fā)狀況。并且還需要有看門狗、軟件陷阱、掉電保護、熱啟動時的