一种磨齿机自动上下料机械手控制系统的制作方法

本发明涉及一种磨齿机自动上下料机械手控制系统，适用于机械制造领域。

背景技术：

机械手自动上下料系统可解放人力资源，减轻劳动强度，实现生产及加工过程的自动化，提高生产效率。控制技术是制约机械手发展的瓶颈，因此实现柔性制造自动化具有实际的应用价值。我国磨齿机自动上下料系统的研究与应用还比较欠缺，目前还没有比较成熟的产品问世。由于齿轮在润滑油中进行磨削，齿轮表面有大量的油液，不利于搬运及存储。因此，磨齿机自动上下料系统既要满足快速、高精度定位要求，又要具有甩油和输送等功能。

技术实现要素：

本发明提出了一种磨齿机自动上下料机械手控制系统，通过PLC控制程序设计和人机交互触摸屏界面设计，实现了信息的顺利交互。

本发明所采用的技术方案是：

所述机械手上下料系统主要有三部分组成：上下料机械手系统、甩油系统以及输送机系统。整个工作流程为：上料时，工件运行到工位2处，同时甩油装置移动到外端，机械手二将工位2处的工件安装到甩油装置上，机械手一动作，将甩油装置上的工件安装到磨齿机上，然后机械手一回转90°，防护门关闭，机床开始加甩油电机启动，工件进行甩油，甩油装置向输送机方向移动同时输送机上定位元件放行；加工结束卸料时，防护门打开，机械手一将工件放到甩油装置上，然后甩油芯轴张紧和工位2处随行夹具运行到下一工位，工位1处的工件运行到工位2处实现定位，然后经过机械手二完成甩油装置与输送机之间的上下料过程。

所述控制系统由两部分组成，即人机交互模块与PLC控制。人机界面通过CX-De-signer软件设计，PLC控制程序通过CX-Program软件设计，PLC与触摸屏之间通过RS232实现点对点通信，完成控制功能。

所述机械手上下料系统要实现准确的定位，采用位置模式进行控制，即采用脉冲串的形式控制电机。以机械手上下料系统回转伺服定位为例：CPlH．Y20DT-D的CW/CCW脉冲输出为线驱动形式，最高输出频率可达1MHz，上下伺服和回转伺服都采用增量是编码器，前者带抱闸，而后者不带抱闸。因此对伺服电机的控制则要包含两方面内容：原点定位和运动控制。

结合CPlH的脉冲输出指令，位置模式的运动控制可以单独使用PLS2指令实现电机的T型曲线控制，也可以采用PULS+SPED或者PULS+ACC指令实现电机的定位控制，ACC指令带有加减速控制，当脉冲数使得电机可以达到设定的目标速度时，为T型曲线，反之，则为三角曲线，因此适用于本机械手的大惯量控制。回转伺服电机单个动作的控制程序采用PULS+ACC指令来实现对于伺服电机的定位控制。整个过程分为快速与慢速两段，运动参数则可根据触摸屏进行设定。

本发明的有益效果是：通过PLC控制程序设计和人机交互触摸屏界面设计，实现了信息的顺利交互，为同类或行业内相关上下料机械手控制系统的开发提供技术基础和有益的借鉴。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的机械总体方案示意图。

图2是本发明的机械手上下料控制系统设计流程。

图3是本发明的回转伺服PLC控制原理图。

图中：1．机床砂轮；2．工件安装座；3．机械手一；4．防护门；5．甩油装置；6．滑动导轨；7．机械手二；8．输送机；9．气爪。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1，机械手上下料系统主要有三部分组成：上下料机械手系统、甩油系统以及输送机系统。整个工作流程为：上料时，工件运行到工位2处，同时甩油装置移动到外端，机械手二将工位2处的工件安装到甩油装置上，机械手一动作，将甩油装置上的工件安装到磨齿机上，然后机械手一回转90°，防护门关闭，机床开始加工；加工结束卸料时，防护门打开，机械手一将工件放到甩油装置上，然后甩油芯轴张紧和甩油电机启动，工件进行甩油，甩油装置向输送机方向移动同时输送机上定位元件放行，工位2处随行夹具运行到下一工位，工位1处的工件运行到工位2处实现定位，然后经过机械手二完成甩油装置与输送机之间的上下料过程。

如图2，为了实现上述动作，控制系统由两部分组成，即人机交互模块与PLC控制。人机界面通过CX-De-signer软件设计，PLC控制程序通过CX-Program软件设计，PLC与触摸屏之间通过RS232实现点对点通信，完成控制功能。

如图3，机械手上下料系统要实现准确的定位，采用位置模式进行控制，即采用脉冲串的形式控制电机。以机械手上下料系统回转伺服定位为例：CPlH．Y20DT-D的CW/CCW脉冲输出为线驱动形式，最高输出频率可达1MHz，上下伺服和回转伺服都采用增量是编码器，前者带抱闸，而后者不带抱闸。因此对伺服电机的控制则要包含两方面内容：原点定位和运动控制。

结合CPlH的脉冲输出指令，位置模式的运动控制可以单独使用PLS2指令实现电机的T型曲线控制，也可以采用PULS+SPED或者PULS+ACC指令实现电机的定位控制，ACC指令带有加减速控制，当脉冲数使得电机可以达到设定的目标速度时，为T型曲线，反之，则为三角曲线，因此适用于本机械手的大惯量控制。回转伺服电机单个动作的控制程序采用PULS+ACC指令来实现对于伺服电机的定位控制。整个过程分为快速与慢速两段，运动参数则可根据触摸屏进行设定。