安川運(yùn)動(dòng)控制器在注塑機(jī)專用機(jī)械手臂上的應(yīng)用

　　在商品琳瑯滿目的現(xiàn)代社會(huì)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(jī)器――注塑機(jī)也越來(lái)越多地出現(xiàn)在各類工廠里，與之相配套的注塑機(jī)專用機(jī)械手臂也得到了更廣泛地應(yīng)用，此類專用機(jī)械手臂主要用來(lái)抓取注塑機(jī)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(jī)械外形如圖1所示。

　　注塑機(jī)專用機(jī)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(jī)械的自由度上看，可以簡(jiǎn)單地把它們分為3軸的機(jī)械手臂和5軸的機(jī)械手臂，這里介紹的是應(yīng)用了安川運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的5軸機(jī)械手。如圖2所示：

　　其主要由主臂、副臂、引拔、橫行4個(gè)機(jī)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(shí)所留的多余部分）。引拔的功能是將主臂、副臂伸入注塑機(jī)工作面，再由橫行部分將已成形的產(chǎn)品運(yùn)送到指定的位置。5軸機(jī)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(chǎng)合。在以前的機(jī)械手臂中，其驅(qū)動(dòng)動(dòng)力多采用氣缸或變頻電機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，控制部分多采用單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。由于這些控制和驅(qū)動(dòng)有動(dòng)作速度低、精度不高等缺點(diǎn)，替換成運(yùn)動(dòng)控制器和伺服電機(jī)之后則可以大大提高工作效率。

　　安川運(yùn)動(dòng)控制器MP2300系列具有強(qiáng)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(gè)伺服軸，除伺服軸外它還可以通過同一根總線來(lái)控制變頻器、分布式IO、傳感器等，總線的通信速度可以達(dá)到10Mbps，最短通信周期可以達(dá)到0.5ms,這樣就保證了主站與子站之間的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)交流，從而達(dá)到更優(yōu)良的控制效果。此外，MP2300具有強(qiáng)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(duì)系統(tǒng)進(jìn)行有效地控制。

　　另外，安川伺服電機(jī)JUNMA系列具有多功率段、多種控制方式的特點(diǎn)，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(yùn)動(dòng)控制器MP2300進(jìn)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(diǎn)，即使是在大負(fù)載的情況下也能平穩(wěn)地運(yùn)行。

　　電氣配置如下：

　　五軸全伺服注塑機(jī)專用機(jī)械手臂中應(yīng)用了安川運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，相比于變頻馬達(dá)與單片機(jī)組成的控制系統(tǒng)其具有以下優(yōu)點(diǎn)：

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

　　2、由于整個(gè)電氣系統(tǒng)采用了MECHATROLINK-II通信總線進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)了控制網(wǎng)絡(luò)化，從而大大簡(jiǎn)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(fù)擔(dān)。

　　3、安川運(yùn)動(dòng)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(yǔ)言和運(yùn)動(dòng)控制的文本語(yǔ)言，可以方便地實(shí)現(xiàn)多種復(fù)雜的動(dòng)作，大大縮短了編制程序和修改程序的時(shí)間。

　　4、運(yùn)動(dòng)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(wú)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(jī)械手臂相比于之前采用了單片機(jī)變頻器的控制系統(tǒng)，其重復(fù)定位精度由原來(lái)的0.15mm改進(jìn)為0.10mm，空載執(zhí)行的一個(gè)周期時(shí)間由原來(lái)的6秒縮短為4.8秒，機(jī)器的整體性能得到了很大的提高。