注塑機(jī)單軸伺服機(jī)械手控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、注塑機(jī)單軸伺服機(jī)械手控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)注塑機(jī)單軸伺服機(jī)械手控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)為了實(shí)現(xiàn)注塑機(jī)的自動(dòng)取料，采用單片機(jī)和CPLD構(gòu)成了伺服機(jī)械手控制系統(tǒng)，詳細(xì)介紹了控制系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計(jì)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(dá)到了預(yù)期的功能和控制精度。引言引言注塑機(jī)專用機(jī)械手是能夠模仿人體上肢的部分功能，可以對(duì)其進(jìn)行自動(dòng)控制使其按照預(yù)定要求輸送制品或操持工具進(jìn)行生產(chǎn)操作的自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備。注塑機(jī)機(jī)械手通常由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等組成。執(zhí)行機(jī)

2、構(gòu)是機(jī)械手取放物品，完成各種動(dòng)作的機(jī)械結(jié)構(gòu)。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為執(zhí)行機(jī)構(gòu)提供動(dòng)力。動(dòng)力有氣動(dòng)、液壓、電動(dòng)等形式?？刂葡到y(tǒng)對(duì)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行控制，使執(zhí)行系統(tǒng)按指定的動(dòng)作運(yùn)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(jī)作為核心微處理器，其中手動(dòng)控制盒主要負(fù)責(zé)人機(jī)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(gè)系統(tǒng)的核心，負(fù)責(zé)控制自動(dòng)控制流程的狀態(tài)轉(zhuǎn)換、手動(dòng)控制的執(zhí)行、伺服電機(jī)控制和開關(guān)量的輸入輸出，并且負(fù)責(zé)將當(dāng)前狀

3、態(tài)、位置等數(shù)據(jù)上傳至手動(dòng)控制盒以供顯示。控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。點(diǎn)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(jì)主控制板硬件設(shè)計(jì)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(jìn)行設(shè)計(jì)。各模塊功能相對(duì)獨(dú)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(shí)，模塊化的系統(tǒng)設(shè)計(jì)也能較小工作量，提高工作效率。每個(gè)模塊單獨(dú)設(shè)計(jì)，單獨(dú)調(diào)試，提高了系統(tǒng)開發(fā)的成功率，同時(shí)也保證了系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性。根據(jù)注塑機(jī)取出機(jī)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(gè)模塊，如圖2所示。塊需要進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，所以設(shè)計(jì)一個(gè)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(jī)械手的電控箱內(nèi)部的，直接控制機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)，但是運(yùn)行模式的設(shè)置、手動(dòng)運(yùn)行的指令發(fā)出和機(jī)械手運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)視都是在手動(dòng)控制盒上完成的。所以需要設(shè)計(jì)主控制板和手動(dòng)控制盒之間通信的模塊。7）電源模塊）電源模塊電源模塊負(fù)責(zé)給整個(gè)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(hào)需要驅(qū)動(dòng)繼電器，需要12電源，和手動(dòng)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(jì)時(shí)要考慮電壓的穩(wěn)定。3主控制板軟件設(shè)計(jì)主控制板軟件設(shè)計(jì)在機(jī)械手正常的工作流程中，需要控制機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)流程，需要檢測(cè)機(jī)械手的狀態(tài)，需要進(jìn)行通信等這些常規(guī)操作。同時(shí)需要處理伺服報(bào)警、手動(dòng)急停、注塑機(jī)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(hù)、熱啟動(dòng)時(shí)的