使用注塑機專用機械手是用以提高注塑機的工作效率最常見的方法，因為它可以改善勞動條件并實現(xiàn)安全生產(chǎn)，降低生產(chǎn)成本。但是，在處理像模內(nèi)貼標(biāo)和瓶胚取出這樣的技術(shù)難題時，國內(nèi)的許多機械手系統(tǒng)往往無法滿足生產(chǎn)需求。

作為一家老牌的工業(yè)控制器供應(yīng)商，西格瑪泰克在機械手控制器的設(shè)計方面擁有十分深厚的技術(shù)沉淀，通過與寧波偉力精密機械有限公司合作，開發(fā)出了一款新型的8軸大型全伺服型機械手控制系統(tǒng)，為國內(nèi)高端機械手市場注入了新的活力。

這套系統(tǒng)由一個8.4"的全彩觸摸屏手控器和輸入輸出模塊組成，最大可同時控制具有8個軸的機械手系統(tǒng)，并支持5軸聯(lián)動的功能。其整個系統(tǒng)運作主要有教導(dǎo)程序、人機界面、工控系統(tǒng)和安全行程保護系統(tǒng)等幾個部分（如圖1所示）。

圖1 自動控制系統(tǒng)的運作圖

教導(dǎo)程序

教導(dǎo)程序的靈活度很大程度上影響了機械手的應(yīng)用范圍，因此在機械手中配備一個直觀和靈活的教導(dǎo)方式非常必要。不同于傳統(tǒng)的教導(dǎo)模式，該套系統(tǒng)選用了一種自由編程的模式，將多個單動作的圖標(biāo)組成一整套動作，可允許用戶按照自己的工藝要求直接拖曳圖標(biāo)，搭配靈活，且操作簡便。該教導(dǎo)模式可供選擇的圖標(biāo)包括各個軸的動作、聯(lián)動、延時、附件操作，以及邏輯運算、累計和信號輸入輸出等功能，基本包含了用戶所需的各種情況。

人機界面

該套系統(tǒng)的人機界面非常獨特，模仿手機操作的習(xí)慣設(shè)計出了一款類似手機風(fēng)格的界面（如圖2所示），使用戶操作時更加親切自然。另外，該系統(tǒng)還提供了系統(tǒng)文件以及教導(dǎo)程序文件的保存與讀取功能，用戶只需設(shè)置好一臺機器的各項參數(shù)，然后生成系統(tǒng)文件或教導(dǎo)文件，再使用U盤復(fù)制到其他相同機型的機器上即可，極大地提高了工作效率。

圖2 類似手機風(fēng)格的人性化人機界面

工控系統(tǒng)

這是整個系統(tǒng)運作的核心：配備了一個266MHz的AMD GEODE SC1200型CPU和128MB的內(nèi)存，擁有非常強勁的運算性能，為運動控制提供了一個可靠的計算平臺。系統(tǒng)使用了電機專用控制模塊，一個模塊可同時控制兩個獨立的伺服軸。該控制器采用脈沖方式控制伺服軸，可精確控制各軸的位置與運行速度。同時，該系統(tǒng)還支持使用CAN總線協(xié)議的伺服驅(qū)動器，可同時兼容其他不同的伺服系統(tǒng)搭配。這樣用戶可自由搭配所需的系統(tǒng)大小，有利于控制成本。控制器的實時時鐘功能可保證伺服運行的速度與精度，并完美實現(xiàn)多軸聯(lián)動功能。同時，系統(tǒng)采用了歐規(guī)12和歐規(guī)67標(biāo)準(zhǔn)的通訊協(xié)議，使得注塑機的安全性能更加穩(wěn)定出色。

安全行程保護系統(tǒng)

為了在機械手出現(xiàn)誤操作的時候保證設(shè)備的安全，并同時實現(xiàn)機械手的自由運作，該套系統(tǒng)專門設(shè)計了一套安全行程保護系統(tǒng)。以3軸系統(tǒng)為例，我們預(yù)先設(shè)定3軸的位置，分別為x1，y1，z1（如圖3所示）。可以看到，x1與y1形成了一個面積為S1的區(qū)域，在系統(tǒng)中，我們將S1區(qū)域看作是機械手在模區(qū)內(nèi)可以自由移動的區(qū)域，在Z軸方向上可以自由上升下降。一旦機械手在X軸或者Y軸方向移出這一區(qū)域，Z軸的自由度就會受到限制，并下降到z1的高度。在運行過程中，任意軸違反了此規(guī)定，系統(tǒng)將會自動報警，并同時退出自動模式，以確保安全運行。根據(jù)用戶的不同需求，該系統(tǒng)也可以指定某一軸在指定位置時，3根旋轉(zhuǎn)軸必須在某一指定角度上，否則將自動報警。該系統(tǒng)大大降低了機械手運行時的事故發(fā)生率，有效保障了工業(yè)產(chǎn)品的安全可靠和高質(zhì)量。

圖3 三軸系統(tǒng)下的安全行程保護系統(tǒng)示意圖

各軸的動作運行

該套系統(tǒng)應(yīng)用了西格瑪泰克Lasal Class2軟件的面向?qū)ο缶幊碳夹g(shù)，使得用戶可以輕松編輯一個復(fù)雜的8軸系統(tǒng)。只需使用相同的“Class”，用戶就能夠快速地復(fù)制8個軸的運動控制系統(tǒng)。由于每個軸之間的運作是相互獨立的，因此只需要設(shè)定不同的運行參數(shù)，直接編寫運動指令即可實現(xiàn)對各軸的控制。