目前市(shì)場上流行的高精密注(zhù)塑機專用機器人,其控製係統是使用專用微(wēi)處理器和接口構成的最小(xiǎo)控製係統。 在(zài)機械(xiè)結構方麵(miàn),對定位精度沒有要求時,采用同步帶傳動,行走部配置滑軌,用變(biàn)頻調(diào)速器進行(háng)調速控製。
本(běn)文提出了一種基於(yú)PLC控製的(de)注塑機專(zhuān)用機械手,充分利用PLC靈活控製的(de)特點,在行走部(bù)分(fèn)配置滑軌,采用齒條小齒輪(lún)驅動(dòng)和變頻控(kòng)製; 是高性(xìng)價比的機電一體化產品。
本文從機械結構和電氣控製兩個層麵對該機械進行了較完整的論述(shù)。 引言在塑料製品中,按製品加工方(fāng)法的不同進(jìn)行分類,主要可分(fèn)為四大類。
一、是作為注射成型品
二、高精密注塑機成型(xíng)品;
三、為了擠出成(chéng)型品; 四(sì)是軋製成形品。 其中應用麵最廣,品種最多,精密度最高。 從注塑製品的產品類,到日常(cháng)生活用品中的葫蘆碗、兒(ér)童玩(wán)具、精密(mì)工業設備上的零(líng)件,隨著(zhe)各種高分子新材料的出現,許多金屬(shǔ)零件也有逐漸被(bèi)這些新材料所取代的趨勢。 為了符合高精密注塑機製品生產自動化的要求,保證產品的高質量高效率,必須盡量減少人工幹預。 基於這種思想,許多注塑機製造商將高(gāo)精密注塑機專用機器人的(de)裝置納入(rù)了顧客輔助選擇的範圍。 但是,在傳統的注射機中,幾(jǐ)乎沒有這(zhè)種裝置,因此,開發適合注射機使用的專用輔助機器人成為了提高製造商產品競爭(zhēng)力的重要手段和必然選擇。
行業狀況(kuàng)各種類(lèi)型的機械手(shǒu)是自動生產中不可缺少的重要設備。 特別是在危險的情況(kuàng)下,在嚴(yán)重威脅人們安全和健康的環境下,采用機械手代替人具有非常重要的意義。 珠江三角洲(zhōu)地區的塑(sù)料工(gōng)業非常發達,在國內位居前列(liè),在國際上也被珠江三角洲(zhōu)譽為(wéi)世界工廠。 目前該行業使用的注(zhù)射機專用機器人(rén)多為台灣製造,如台灣勁旅公司生產的勁旅品(pǐn)牌機器人、台灣威得(dé)客國際(jì)股份有限公司生產的“威得客”W255係列注射(shè)機專用機器人等。 分(fèn)析這種機械手的結構,其電氣(qì)控製係統一般采用微機最小係(xì)統或單片機係統(tǒng),機械手驅動部分采用氣動驅動、變頻驅動和(hé)伺服驅(qū)動。 在機(jī)械結構方麵,采用滑軌結構配設同步帶傳動,或采用滾珠齒(chǐ)輪齒條結構配設滑軌。 整體設計思想是盡(jìn)可能成熟的控製技術與(yǔ)機械零件和機構相結合的產物基於PLC控(kòng)製的注塑機專用(yòng)機器人上(shàng)述高精密注塑機專用機器(qì)人,對機器人製造商來(lái)說,由於是專用輔助設備(bèi),售價較高,特別(bié)是用於現有注塑機的(de)設備改造,在經濟(jì)上似乎“無(wú)法補償損失”。
“高性能(néng)價格比”這一注塑機專(zhuān)用機器人已成為所有注塑機製造商利用現有注塑機設備(bèi)提高產品質量的重要選擇和最大需求。 3.1以PLC為核心(xīn)的控製係(xì)統PLC是以(yǐ)微處理器為核心,綜合計算機技術、自動(dòng)控製技術(shù)和通信技術發展起來的新型工業自動控製裝置。 其最大(dà)特點是體積小、功能強、響應速度快、可靠性高。 控製過程全部采(cǎi)用梯形圖方式編程。 隨時(shí)可以根(gēn)據生產(chǎn)技術的要求隨機修改(gǎi),具有擴展性。 目前,PLC由世(shì)界知名(míng)的電氣控製設備(bèi)製造商專業化研發、批量生產,因此生產成(chéng)本低,價(jià)格低廉。 隨著全球經濟一體化進程的加快,市場競爭有進一步降低(dī)價(jià)格的餘(yú)地,為各行業廣泛采用這種(zhǒng)控(kòng)製係統提供了有利(lì)條件(jiàn)。 其控製係統的原理圖如圖1所示。 圖(tú)1 PLC控製係統框圖中的人機界(jiè)麵也采(cǎi)用技術和技術上已經(jīng)十分熟悉(xī)的(de)5.7’單(dān)色觸摸屏(píng),采用手持式結構,通過交(jiāo)互式操作界麵,全中(zhōng)文(wén)模式,簡單易學。
內置程序可以自由組(zǔ)合使用,可以自動監視和記錄故障。 可以隨時修改3個坐標軸的運動參數和橫行(háng)軸變頻調速器的各參數,滿(mǎn)足產(chǎn)品的技術要求。 PLC讀取注塑(sù)機的開閉型(xíng)信(xìn)號和頂杆信號,通過編程運行保證機器人和注塑機的動作安全協調。 3.2機電傳動模式在當今技術更新越來越快的時代,誰跟上技術發展的步伐,誰就有可能(néng)獲得市場(chǎng)。 目前市場上流行的注塑機專用機器人並不是沿用上述思路設計的。 本文將上述思想擴展為(wéi)設計模式:積(jī)木(mù)式結構(gòu)。 也(yě)就是說(shuō),係統中相(xiàng)對獨立的部件是在滿足係統工藝要求的前提下,利(lì)用最高性能價(jià)格比(bǐ)的機構(gòu)進行配置的。 對(duì)於本係統的結(jié)構,橫行軸由變頻電(diàn)機配減速機構驅動; 上下軸及拉拔軸由氣缸驅動。 使(shǐ)用進口到橫行、拔出、上下行走機構的高剛型直線導(dǎo)軌。 上下軸及拉拔軸組裝托架均使(shǐ)用市售的高剛型鋁合金型材,橫行軸采用螺旋齒條傳動。
如上所述,通過在高性價比(bǐ)的機械上配(pèi)置高性價比的控製係統,誕(dàn)生了具有市場(chǎng)競爭力的注塑成型機(jī)專用機器人。 基於(yú)上述設計思想,以(yǐ)OMRON公司的(de)CPM2AE為例,該機型是麵向中國客戶(hù)推出的PLC,性價比(bǐ)非常高。 筆者以此為核心,結(jié)合觸摸屏和LG變頻器(qì),輔助上(shàng)述機械(xiè)驅動部件(jiàn),構成注塑機專(zhuān)用機器人的硬件部分,相信(xìn)軟件編程也不難用應用(yòng)技術人員熟(shú)知的梯形圖語言進行製作該注(zhù)塑機專用機器人已經在生產中應用。 製造成本比市場上的同型(xíng)號機低近2萬元。 結束(shù)語實踐證明,利用足夠成熟的PLC技術、變頻調速技術以及(jí)足夠成(chéng)熟的先(xiān)進(jìn)機械(xiè)傳動構件,采用積木式框架,應用工程師能夠迅(xùn)速為企業設計製造急需的機電一體化(huà)設備。 成為設備改造、升級、提高產(chǎn)品質量、參加市場競(jìng)爭的有力(lì)武器。