安川運動控制器在注塑機專用機械手臂上的應(yīng)用

　　在商品琳瑯滿目的現(xiàn)代社會里，塑料制品更是成為人們生活中的常見產(chǎn)品，于是制造塑料產(chǎn)品的機器――注塑機也越來越多地出現(xiàn)在各類工廠里，與之相配套的注塑機專用機械手臂也得到了更廣泛地應(yīng)用，此類專用機械手臂主要用來抓取注塑機中已成形的塑料產(chǎn)品，

　　再按照指定路徑放置塑料產(chǎn)品。機械外形如圖1所示。

　　注塑機專用機械手臂根據(jù)抓取的材料種類、材料的形狀以及工藝的需求，分類十分繁雜。我們僅從機械的自由度上看，可以簡單地把它們分為3軸的機械手臂和5軸的機械手臂，這里介紹的是應(yīng)用了安川運動控制系統(tǒng)的5軸機械手。如圖2所示：

　　其主要由主臂、副臂、引拔、橫行4個機構(gòu)組成。主臂下端與托盤相連，用于抓取塑料制品的主干部分，副臂下端與夾具相連，用于夾取塑料制品的料頭部分（料頭：注塑產(chǎn)品成形時所留的多余部分）。引拔的功能是將主臂、副臂伸入注塑機工作面，再由橫行部分將已成形的產(chǎn)品運送到指定的位置。5軸機械手臂主要應(yīng)用在產(chǎn)品體積較大、產(chǎn)品形狀較復(fù)雜的一些場合。在以前的機械手臂中，其驅(qū)動動力多采用氣缸或變頻電機來實現(xiàn)，控制部分多采用單片機來實現(xiàn)。由于這些控制和驅(qū)動有動作速度低、精度不高等缺點，替換成運動控制器和伺服電機之后則可以大大提高工作效率。

　　安川運動控制器MP2300系列具有強大的軸控能力，在不增加軸控模塊的情況下，僅靠MP2300基本模塊就可以通過總線（MECHATROLINK-II）控制16個伺服軸，除伺服軸外它還可以通過同一根總線來控制變頻器、分布式IO、傳感器等，總線的通信速度可以達到10Mbps，最短通信周期可以達到0.5ms,這樣就保證了主站與子站之間的數(shù)據(jù)實時交流，從而達到更優(yōu)良的控制效果。此外，MP2300具有強大的PLC功能，眾多的輸入輸出模塊可供選擇，其自帶的PLC功能可以方便地對系統(tǒng)進行有效地控制。

　　另外，安川伺服電機JUNMA系列具有多功率段、多種控制方式的特點，其內(nèi)置有MECHATROLINK-II總線通信模塊，可以在不增加模塊的基礎(chǔ)上與運動控制器MP2300進行方便的連接，省去了大量的配線和調(diào)試工作，另外其擁有小功率中慣量的特點，即使是在大負載的情況下也能平穩(wěn)地運行。

　　電氣配置如下：

　　五軸全伺服注塑機專用機械手臂中應(yīng)用了安川運動控制系統(tǒng)，相比于變頻馬達與單片機組成的控制系統(tǒng)其具有以下優(yōu)點：

　　1、由于JUNMA交流伺服電機屬于同步永磁伺服電機，相比異步電機，伺服電機的體積更小、力量更強勁，定位更加的精確，從而使整體機械手的工作效率得到大大提高。

　　2、由于整個電氣系統(tǒng)采用了MECHATROLINK-II通信總線進行連接，實現(xiàn)了控制網(wǎng)絡(luò)化，從而大大簡化了配線，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，降低了故障的發(fā)生概率，減輕了技術(shù)人員的工作負擔。

　　3、安川運動控制器MP2300不僅擁有伺服軸控制功能和PLC功能，其還擁有靈活的編程方式，順序控制的梯形圖語言和運動控制的文本語言，可以方便地實現(xiàn)多種復(fù)雜的動作，大大縮短了編制程序和修改程序的時間。

　　4、運動控制器MP2300配備了多種通訊接口，接口中又提供了多種通信協(xié)議（MEMOBUS、MODBUS等），可以無需編程與多種品牌的觸摸屏連接。

　　最后，應(yīng)用了安川MP2300控制系統(tǒng)的5軸機械手臂相比于之前采用了單片機變頻器的控制系統(tǒng)，其重復(fù)定位精度由原來的0.15mm改進為0.10mm，空載執(zhí)行的一個周期時間由原來的6秒縮短為4.8秒，機器的整體性能得到了很大的提高。