1. 引言
塑機機械手屬于專用機械手，是一種主要依附在塑料機械設(shè)備或者流水線上的，按照固定程序?qū)Τ尚凸ぜM(jìn)行抓取、傳輸?shù)炔僮鞯淖詣踊O(shè)備。隨著機械手的使用，終端的塑機應(yīng)用客戶可以提高生產(chǎn)效率，降低人力成本，縮短生產(chǎn)周期，特別是可以穩(wěn)定和提高注塑產(chǎn)品的質(zhì)量。
隨著伺服運動控制技術(shù)的發(fā)展，注塑機械手由原來的氣動方式逐漸向電氣混合控制方向發(fā)展。用伺服來替代原有的成品臂上下、引撥、橫行等軸動作。電氣混合控制方便用戶修改各軸位置、速度、對應(yīng)于注塑機生產(chǎn)不同工件，有效的提高了系統(tǒng)整體的工作效率。以下就英威騰伺服在注塑機械手上的成功應(yīng)用說明。
2. 系統(tǒng)介紹
3. 負(fù)載運動特點
由于整個系統(tǒng)需要快速的往復(fù)運動，負(fù)載要求對于各個運動軸有所不同，一般機械手的Z軸電機所承受的負(fù)載慣量最大，電機直接驅(qū)動同步帶是無法滿足要求的。所以一般會配合伺服專用減速機使用，降低負(fù)載轉(zhuǎn)矩需求同時降低負(fù)載所對應(yīng)電機的慣量比，使伺服工作在一個較好的可控狀態(tài)。
4. 控制要求
● 機械手要有足夠的定位精度，需檢查同步帶的松緊度，導(dǎo)軌的平行度，動力連接部位。X軸垂直軸由于電機帶抱閘裝置，應(yīng)正確設(shè)置斷電后抱閘延遲時間設(shè)置，防止在斷電后垂直軸由于負(fù)載重力因素掉落。信號方面由于模擬量指令容易被外部電子設(shè)備干擾所以必須使用屏蔽線按照要求接線，使干擾降到最?。?br data-filtered="filtered" />
● 正確設(shè)置速度比例和編碼器反饋電子齒輪，先低速試運行，防止運行飛車，造成左右機械限位裝置的損壞；
● 應(yīng)注意控制機械手的運行速度，即要使機械手能夠滿足注塑成型最短周期的要求，有要考慮是否會產(chǎn)生慣性沖擊和振動，在啟動和停止時應(yīng)考慮到加減速的設(shè)置，否則可能應(yīng)震動造成吸附的工件掉落等因素。
5. 機械手硬件配置
上位機：專用機械手控制卡，模擬量輸出+伺服反饋閉環(huán)控制方式。
伺服系統(tǒng)：Z軸-CHS100-0R6-2
Y軸-CHS100-0R4-2
X軸-CHS100-0R4-2（帶剎車）
伺服專用減速機：新寶1/5行星式減速機3軸
傳動方式：Z軸-同步帶、Y軸-齒條、X軸-齒條
6. 伺服系統(tǒng)電纜連接(X、Y、Z)
CN1 IO接線----》控制器：
電機端主回路線：顏色 藍(lán)色 黑色 紅色 黃綠色
驅(qū)動器主回路： 標(biāo)識 U V W PE
主回路電源接線圖：
7. 調(diào)試要點
在確保各電纜連接正確后，伺服上電設(shè)置正確的控制模式及速度輸入比例值/反饋電子齒輪比等。先在默認(rèn)增益下低速運行觀察伺服狀態(tài)，根據(jù)伺服狀態(tài)調(diào)整速度環(huán)增益及積分時間，電機在起停時運行不平穩(wěn)需加大速度環(huán)路增益。在設(shè)定稍微大點速度環(huán)路增益后電機有較大的共振現(xiàn)象，顯然伺服表現(xiàn)出來的運行狀態(tài)不是很好，通過上位機檢測軟件連線伺服驅(qū)動器測量到一個共振點，利用驅(qū)動器里的陷進(jìn)濾波器（PB.20）成功把該共振點抑制掉后。速度環(huán)路增益可以得到增加。運行時速度狀態(tài)明顯改善，速度積分時間設(shè)置調(diào)整后馬達(dá)的運行狀態(tài)起停平穩(wěn)，運行速度平滑無波動，無明顯的拖尾現(xiàn)象。最大轉(zhuǎn)矩45%，運行平均轉(zhuǎn)矩25%，電機在連續(xù)運行4小時后電機溫升為22度，現(xiàn)場環(huán)境溫度32度。以英威騰伺服表現(xiàn)出的性能來看已經(jīng)完全滿足客戶的要求。
8．DB100驅(qū)動器特點介紹
8.1 主要性能特點
● 調(diào)速范圍寬
調(diào)速比可達(dá)1：50000
● 低速穩(wěn)定
0.1r/min時，速度和轉(zhuǎn)矩都很穩(wěn)定，過載能力可達(dá)3倍；
● 高動態(tài)響應(yīng)
速度環(huán)帶寬可高達(dá)500Hz,負(fù)載突變時調(diào)節(jié)過程很短，速度波動很??；
● 位置控制精度高
動態(tài)跟蹤誤差?。?br data-filtered="filtered" /> ● 位置控制響應(yīng)快
可在高速下快速定位，無拖尾，停止時無抖動；
● 機械共振抑制功能
兩級陷波濾波器，可抑制2個機械共振點；
8.2 保護(hù)功能介紹
● 過流保護(hù)（OC1、 OC3 ）
● 過載保護(hù)(OL)
● 過壓保護(hù)(OU)
● 欠壓保護(hù) (uU)
● 對地短路保護(hù)(OC2)
● 模塊過熱保護(hù)(OH)
● 超速保護(hù)(OS)
● 跟蹤誤差過大保護(hù)(OE）
● 編碼器斷線保護(hù)(EC1、EC2)
● 電機線斷線或相序接反保護(hù)(LnE)
● 通訊故障保護(hù)(CT)
● 模塊短路保護(hù)(iPO
● 通過豐富的保護(hù)功能，準(zhǔn)確的反饋，我們能夠及時發(fā)現(xiàn)異常及時處理。
9.結(jié)束語
DB100系列伺服驅(qū)動器采用雙核結(jié)構(gòu)的核心控制芯片（DSP+FPGA)，采用先進(jìn)的全數(shù)字電機控制算法，實現(xiàn)了位置環(huán)、速度環(huán)、電流環(huán)全閉環(huán)伺服控制，具備良好的魯棒性和自適應(yīng)能力，適用于各種需要快速響應(yīng)和精準(zhǔn)控制的轉(zhuǎn)速控制與定位控制的應(yīng)用系統(tǒng)。隨著CHS系列伺服產(chǎn)品在注塑機械手上的成功，我們會在越來越多的場合得到廣泛的應(yīng)用。
以下是現(xiàn)場調(diào)試圖片：
