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步进电机机械手(步进电机机械手臂)

来源:www.haichao.net  时间:2023-01-05 08:05   点击:104  编辑:admin   手机版

1. 步进电机机械手臂

mco芯片是把中央处理器(Central Process Unit;CPU)的频率与规格做适当缩减,并将内存(memory)、计数器(Timer)、USB、A/D转换、UART、PLC、DMA等周边接口,甚至LCD驱动电路都整合在单一芯片上,形成芯片级的计算机,为不同的应用场合做不同组合控制。诸如手机、PC外围、遥控器,至汽车电子、工业上的步进马达、机器手臂的控制等,都可见到MCo的身影。

2. 步进电机机械手研究现状

注塑机机械手的机构组成:

一、执行系统机构

机械手的执行机构分为手部、手臂、躯干;

1、手部

手部安装在手臂的前端。手臂的内孔中装有传动轴,可把运用传给手腕,以转动、伸曲手腕、开闭手指。

机械手手部的构造系模仿人的手指,分为无关节、固定关节和自由关节3种。手指的数量又可分为二指、三指、四指等,其中以二指用的最多。可根据夹持对象的形状和大小配备多种形状和大小的夹头以适应操作的需要。所谓没有手指的手部,一般都是指真空吸盘或磁性吸盘。

2、手臂

手臂的作用是引导手指准确地抓住工件,并运送到所需的位置上。为了使机械手能够正确地工作,手臂的3个自由度都要精确地定位。

3、躯干

躯干是安装手臂、动力源和各种执行机构的支架。

二、驱动系统机构

机械手所用的驱动机构主要有4种:液压驱动、气压驱动、电气驱动和机械驱动。其中以液压驱动、气压驱动用得最多。

1、液压驱动式

液压驱动式机械手通常由液动机(各种油缸、油马达)、伺服阀、油泵、油箱等组成驱动系统,由驱动机械手执行机构进行工作。通常它的具有很大的抓举能力(高达几百千克以上),其特点是结构紧凑、动作平稳、耐冲击、耐震动、防爆性好,但液压元件要求有较高的制造精度和密封性能,否则漏油将污染环境。

2、气压驱动式

其驱动系统通常由气缸、气阀、气罐和空压机组成,其特点是气源方便、动作迅速、结构简单、造价较低、维修方便。但难以进行速度控制,气压不可太高,故抓举能力较低。

3、电气驱动式

电力驱动是机械手使用得最多的一种驱动方式。其特点是电源方便,响应快,驱动力较大(关节型的持重已达400kg),信号检测、传动、处理方便,并可采用多种灵活的控制方案。驱动电机一般采用步进电机,直流伺服电机(AC)为主要的驱动方式。由于电机速度高,通常须采用减速机构(如谐波传动、RV摆线针轮传动、齿轮传动、螺旋传动和多杆机构等)。有此机械手已开始采用无减速机构的大转矩、低转速电机进行直接驱动(DD)这既可使机构简化,又可提高控制精度。

4、机械驱动式

机械驱动只用于动作固定的场合。一般用凸轮连杆机构来实现规定的动作。其特点是动作确实可靠,工作速度高,成本低,但不易于调整。

其他还有采用混合驱动,即液-气或电-液混合驱动。

三、控制系统

机械手控制的要素包括工作顺序、到达位置、动作时间、运动速度、加减速度等。

机械手的控制分为点位控制和连续轨迹控制两种。

控制系统可根据动作的要求,设计采用数字顺序控制。它首先要编制程序加以存储,然后再根据规定的程序,控制机械手进行工作。

程序的存储方式有分离存储和集中存储两种。分离存储是将各种控制因素的信息分别存储于两种以上的存储装置中,如顺序信息存储于插销板、凸轮转鼓、穿孔带内;位置信息存储于时间继电器、定速回转鼓等;集中存储是将各种控制因素的信息全部存储于一种存储装置内,如磁带、磁鼓等。这种方式使用于顺序、位置、时间、速度等必须同时控制的场合,即连续控制的情况下使用。

其中插销板使用于需要迅速改变程序的场合。换一种程序只需抽换一种插销板限可,而同一插件又可以反复使用;穿孔带容纳的程序长度可不受限制,但如果发生错误时就要全部更换;穿孔卡的信息容量有限,但便于更换、保存,可重复使用;磁蕊和磁鼓仅适用于存储容量较大的场合。至于选择哪一种控制元件,则根据动作的复杂程序和精确程序来确定。

对动作复杂的机械手,采用求教再现型控制系统。更复杂的机械手采用数字控制系统、小型计算机或微处理机控制的系统。

控制系统以插销板用的最多,其次是凸轮转鼓。它装有许多凸轮,每一个凸轮分配给一个运动轴,转鼓运动一周便完成一个循环。

注塑机专用机械手是能够模仿人体上肢的部分功能,可以对其进行自动控制使其按照预定要求输送制品或操持工具进行生产操作的自动化生产设备。注塑机械手是为注塑生产自动化专门配备的机械,它可以在减轻繁重的体力劳动、改善劳动条件和安全生产;提高注塑成型机的生产效率、稳定产品质量、降低废品率、降低生产成本、增强企业的竞争力等方面起到及其重要的作用。

3. 步进电机机械手分拣正次品

交叉带式分拣系统,由主驱动带式输送机和载有小型带式输送机的台车(简称“小车”)联接在一起,当“小车”移动到所规定的分拣位置时,转动皮带,完成把商品分拣送出的任务。因为主驱动带式输送机与“小车”上的带式输送机呈交叉状。

1、适宜于分拣各类小件商品,如食品、化妆品、衣物等。

2、分拣出口多,可左右两侧分拣。

注:大型交叉带式分拣系统一般应用于机场行李分拣和安检系统。

分类:

根据作业现场的具体情况可分水平循环式或直行循环式。

主要结构

环形轨道加供包台是分拣机的核心部分

轨道下方一般都安装光电来测速,变频器用PID方式控制直线电机带动小车以恒定的速度运行,当小车到达指定滑槽时,小车里面的PLC控制步进电机正传或者反转使商品到达左侧滑槽或者右侧滑槽。

供包台主要由扫描台加三段皮带构成,扫描台进行商品条码的扫描,重量的检测,扫描用的相机以海康和大华的相机为主,相机扫描好条码给商品配定好了进入哪个滑槽,然后PLC给商品配定小车。

4. 步进电机机械手控制原理

低压电器部分

1、按钮开关

2、闸刀开关

3、行程开关

4、交流接触器

5、热继电器

6、时间继电器

7、速度继电器

电动机及控制线路

1、异步电动机

2、直流电动机

3、步进电动机

4、永磁电机

5、正反转控制

6、自动往返控制

7、顺序控制

8、多点控制

9、星三角启动

10、手动控制

传感及控制原理

1、布料张力测量

2、MQN型气敏电阻

3、气泡式水平仪

4、直滑式电位器控制气缸活塞行程

5、电容加速度传感器

5. 步进电机机械手工作频率 顺序功能图

步进驱动器接收脉冲频率可以在100K~1M之间可调,如EZM552常规接收频率在180K~220K范围内,而且驱动器的接收控制脉冲的频率是基于脉冲的占空比为50%设置的,如果用户的控制器的脉冲的占空比不是50%,虽然控制频率不高,但也可能会需要更高带宽的驱动器如EZM552F,其控制脉冲的带宽为500K

6. 步进电机机械手控制系统设计

通过控制器给脉冲信号,驱动器分配电流给步进电机,步进电机通过机械结构让机械手做直线或旋转运动。

7. 步进电机机械手工作原理

步进电机的工作原理:

步进电机控制器是一种能够发出均匀脉冲信号的电子产品。

它发出的信号进入步进电机驱动器后,会由驱动器转换成步进电机所需要的强电流信号,带动步进电机运转。

步进电机控制器能够准确的控制步进电机转过每一个角度。

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