一种基于电子凸轮的CAM变量赋值法的桁架双机械手制造技术

本实用新型专利技术涉及一种基于电子凸轮的CAM变量赋值法的桁架双机械手，包括控制系统，控制系统包括IPC300研华工控机，LMC078运动控制器、LXM32S伺服驱动器、BMH型伺服电机和绝对型编码器均封装在伺服电机内部，通过工控机和控制器进行通信连接，控制器和驱动器通过SERCOS总线进行环网连接，驱动器和编码器进行连接，控制电机的运动；控制器信号输入/输出端口通过SERCOS总线和驱动器进行连接，完成控制命令的传输，伺服驱动器通过编码器连接器与绝对值编码器进行连接，实现编码器控制通讯，绝对值编码器与伺服电机进行连接，实现电机运动状态的反馈，绝对值编码器具有掉电记忆功能。

【技术实现步骤摘要】
一种基于电子凸轮的CAM变量赋值法的桁架双机械手
本技术涉及机械手
，尤其是一种基于电子凸轮的CAM变量赋值法的桁架双机械手。
技术介绍
在自动化生产中，凸轮式搬运机械手是经常用到的一种重要的设备，主要功能是将物料从生产线上转运到下道工序或进行存放。传统的凸轮式机械手是一种纯机械的机械手，通过一套凸轮传动机构实现轴输出设定的机械手运动曲线，能实现简单的物料搬运，凸轮式机械手存在机械结构极其容易磨损，输出运动轨迹比较单一。在工业生产中比较常见的的机械手，两套凸轮机构通过同一输出轴，一套凸轮机构控制上升运动，另一套凸轮机构控制下降运动，两套凸轮机构交替完成上升或者下降的动作。以及通过《一种多轨迹电子凸轮取置机械手及其控制方法》专利技术专利虽然能够实现两个运动控制器分别控制两个伺服驱动器，驱动器再分别控制每个伺服电机，然后两个电机输出端分别输出两条电子凸轮曲线，实现机械机械手轨迹的改变，但是此类机械手在电子凸轮的轨迹的生成上还是缺乏灵活性，不利于后期的开发和使用。鉴于以上传统凸轮机械手发展的局限性，及以上电子凸轮机械手存在的CAM曲线生成不灵活的问题，并不能真正解决企业的实际问题，需要一种基于电子凸轮的CAM变量赋值法解决凸轮曲线生成的灵活性，并需要应用该赋值法的桁架双机械手验证效果并实现工业化生产应用。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种基于电子凸轮的CAM变量赋值法的桁架双机械手，用于解决现有技术中的传统桁架机械手不够灵活、强度不高、抓取时不能够控制行程、不能自动调节桁架机械手的路径等问题，以及电子凸轮曲线调整复杂的问题。为了解决上述问题，本技术提供一种基于电子凸轮的CAM变量赋值法的桁架双机械手的解决方案，通过对CAM变量进行赋值可以灵活更改电子凸轮曲线,双机械手可以完成不同生产工艺。本专利技术创造利用基于电子凸轮的CAM变量赋值法：第一步：设计1组变量点由n1,n2,n3……nn组成；第二步根据轴的工艺点，将轴的工艺点的信息根据时间的先后，由前到后写到对应的n1,n2,n3……nn组成的变量数组上，多余变量补0；第三步将控制器中的CAM变量和上位机上的变量地址对应，实现上位机和控制器能够实现正常的通信，同时在上位机上建立存放各个轴工艺配方的数据库；第四步通过数据库实现把工艺点数值赋到对应的变量上，实现机械手路径改变。进一步地，第五步，对于机械手路径调整所需的工艺点调整，重复第二步、第三步、第四步。进一步地，第五步，对于机械手路径调整所需的工艺点调整，把新增工艺点的数据在第二步进行重新赋值。进一步地，利用程序，建立各个轴的cam曲线，在MC_CAM_REF功能块中选择Bytype＝3，Bytype＝3表示用变量来建立cam曲线，生成X轴cam曲线表。应用基于电子凸轮的CAM变量赋值法，机械手后期如何工艺变的复杂，只需增加几个CAM点就能实现工艺改变，通过普通的五次多项式算法，本技术创造着重强调对电子凸轮的关键点进行赋值的方法，赋值后关键点与关键点之间通过五次多项式进行插补，可以生成新的满足工艺要求的电子凸轮曲线，使伺服电机输出不同的动作；当然本专利也可以应用于非关键点的赋值的方法实现工艺的改变；变量赋值法的灵活性体现为：在对应的时间节点上将位置点用变量表示，通过对变量进行赋值可以改变伺服电机输出对应的轨迹，在需要改变工艺时，只要在对应的变量上附上对应的数值，就可以实现机械手达到对应的位置，相比传统的机械凸轮或者几条电子凸轮曲线之间切换实现机械手工艺改变更加灵活；同时对比现有技术中凸轮轨迹的改变是通过两个运动控制器控制两个伺服运动器，同时带动两个伺服电机在不同时间输出不同的电子凸轮曲线，从而完成不同的工艺，而本技术创造是通过采用虚拟主轴的控制方式，通过一个运动控制器建立两个虚轴，虚轴做主轴，各个机械手的实轴做从轴，通过对各个轴电子凸轮的关键点进行改变，进而输出不同的曲线完成不同的工艺，极大的减少了工艺调整的编程工作量，通过关键点控制，可以满足快速调整工艺的生产需求，也可以为柔性生产提供良好的支撑。一种基于电子凸轮的CAM变量赋值法的桁架双机械手：包括控制系统，控制系统包括IPC300研华工控机，LMC078运动控制器、LXM32S伺服驱动器、BMH型伺服电机和绝对型编码器均封装在伺服电机内部，通过工控机和控制器进行通信连接，控制器和驱动器通过SERCOS总线进行环网连接，驱动器和编码器进行连接，控制电机的运动；控制器信号输入/输出端口通过SERCOS总线和驱动器进行连接，完成控制命令的传输，伺服驱动器通过编码器连接器与绝对值编码器进行连接，实现编码器控制通讯，绝对值编码器与伺服电机进行连接，实现电机运动状态的反馈。本技术提供的基于电子凸轮的CAM变量赋值法的桁架双机械手，还具有以下技术特征：进一步，绝对值编码器具有掉电记忆功能。进一步，基于电子凸轮的CAM变量赋值法的桁架双机械手包含有两个单臂、Y轴固定横梁、X轴移动横梁、连接板、Z轴移动立柱、R轴旋转机构、F轴翻转机构，每个单臂6个轴,每个轴上安装有伺服电机，齿条安装在桁架双机械手Y轴固定横梁上，伺服电机和X轴移动横梁通过连接板固定在一起，Y轴的移动是通过X轴移动横梁实现，Y轴的伺服电机、减速器、齿轮安装在移动X轴移动横梁上；X轴连接板上安装有X轴的伺服电机和减速器，X轴连接板相对于X轴移动横梁往复运动是通过伺服电机、减速器、齿轮和齿条之间的相互配合来实现；Z轴使用两个电机通过电子齿轮啮合在一起，Z轴伺服电机实现Z轴移动立柱上下运动是通过减速器、齿轮和齿条配合来实现，R轴的伺服电机和减速器安装在Z轴移动立柱的下端，R轴的进给是通过齿轮的传动来实现的，吸盘连接板和从动齿轮固定在一起，主齿轮带从动齿轮旋转；F轴的伺服电机和减速器均安装在R轴旋转机构的下端，F轴控制吸盘夹具的翻转，翻转是通过齿轮的传动来实现的。进一步，F轴的两端均连接有伺服电机，F轴的两个伺服电机通过电子齿轮来保证其啮合在一条直线上，同时伺服电机输出端与两套直径轮传动机构相连，实现翻转动作。进一步，桁架双机械手还包含有桁架底座、固定立柱、桁架双机械手吸盘、第一号臂F轴翻转电机组、第一号臂F轴齿轮传动结构、第一号臂R轴伺服电机、第一号臂R轴旋转机构、第一号臂Y轴齿轮、第一号臂Y轴伺服电机组、第一号臂X轴伺服电机、第一号臂Z轴伺服电机组、Y轴齿条、第一号臂A轴伺服电机、第二号臂F轴齿轮传动结构、第一号臂Y轴固定横梁、第一号臂X轴移动横梁、第二号臂Y轴伺服电机组、第二号臂X轴伺服电机、第二号臂Z轴伺服电机组、第二号臂R轴伺服电机、第二号臂F轴翻转电机组、第二号臂R轴旋转机构、第二号臂A轴伺服电机；所述的第二号臂Y轴伺服电机组由第二号臂Y轴第一伺服电机、第二号臂Y轴第二伺服电机组成，所述的第一号臂Y轴伺服电机组由第一号臂Y轴第一伺服电机、第一号臂Y轴第二伺服电机组成，所述的第一号臂Z轴伺服电机组由第一号臂Z轴第一伺服电机、第一号臂Z轴第二伺服电机组成，所述的第二号臂Z轴伺本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于电子凸轮的CAM变量赋值法的桁架双机械手，其特征在于：包括控制系统，控制系统包括IPC300研华工控机，LMC078运动控制器、LXM32S伺服驱动器、BMH型伺服电机和绝对型编码器均封装在伺服电机内部，通过工控机和控制器进行通信连接，控制器和驱动器通过SERCOS总线进行环网连接，驱动器和编码器进行连接，控制电机的运动；控制器信号输入/输出端口通过SERCOS总线和驱动器进行连接，完成控制命令的传输，伺服驱动器通过编码器连接器与绝对值编码器进行连接，实现编码器控制通讯，绝对值编码器与伺服电机进行连接，实现电机运动状态的反馈，绝对值编码器具有掉电记忆功能。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于电子凸轮的CAM变量赋值法的桁架双机械手，其特征在于：包括控制系统，控制系统包括IPC300研华工控机，LMC078运动控制器、LXM32S伺服驱动器、BMH型伺服电机和绝对型编码器均封装在伺服电机内部，通过工控机和控制器进行通信连接，控制器和驱动器通过SERCOS总线进行环网连接，驱动器和编码器进行连接，控制电机的运动；控制器信号输入/输出端口通过SERCOS总线和驱动器进行连接，完成控制命令的传输，伺服驱动器通过编码器连接器与绝对值编码器进行连接，实现编码器控制通讯，绝对值编码器与伺服电机进行连接，实现电机运动状态的反馈，绝对值编码器具有掉电记忆功能。


2.根据权利要求1所述的基于电子凸轮的CAM变量赋值法的桁架双机械手，其特征在于：包含有两个单臂、Y轴固定横梁、X轴移动横梁、连接板、Z轴移动立柱、R轴旋转机构、F轴翻转机构，每个单臂6个轴,每个轴上安装有伺服电机，齿条安装在桁架双机械手Y轴固定横梁上，伺服电机和X轴移动横梁通过连接板固定在一起，Y轴的移动是通过X轴移动横梁实现，Y轴的伺服电机、减速器、齿轮安装在移动X轴移动横梁上；X轴连接板上安装有X轴的伺服电机和减速器，X轴连接板相对于X轴移动横梁往复运动是通过伺服电机、减速器、齿轮和齿条之间的相互配合来实现；Z轴使用两个电机通过电子齿轮啮合在一起，Z轴伺服电机实现Z轴移动立柱上下运动是通过减速器、齿轮和齿条配合来实现，R轴的伺服电机和减速器安装在Z轴移动立柱的下端，R轴的进给是通过齿轮的传动来实现的，吸盘连接板和从动齿轮固定在一起，主齿轮带从动齿轮旋转；
F轴的伺服电机和减速器均安装在R轴旋转机构的下端，F轴控制吸盘夹具的翻转，翻转是通过齿轮的传动来实现的。


3.根据权利要求2所述的基于电子凸轮的CAM变量赋值法的桁架双机械手，其特征在于：F轴的两端均连接有伺服电机，F轴的两个伺服电机通过电子齿轮来保证其啮合在一条直线上，同时伺服电机输出端与两套直径轮传动机构相连，实现翻转动作。


4.根据权利要求3所述的基于电子凸轮的CAM变量赋值法的桁架双机械手，其特征在于：桁架双机械手还包含有桁架底座(1)、固定立柱(2)、桁架双机械手吸盘(3)、第一号臂F轴翻转电机组(4)、第一号臂F轴齿轮传动结构(5)、第一号臂R轴伺服电机(6)、第一号臂R轴旋转机构(7)、第一号臂Y轴齿轮(8)、第一号臂Y轴伺服电机组(9)、第一号臂X轴伺服电机(10)、第一号臂Z轴伺服电机组(11)、Y轴齿条(12)、第一号臂A轴伺服电机(13)、第二号臂F轴齿轮传动结构(14)、第一号臂Y轴固定横梁(15)、第一号臂X轴移动横梁(16)、第二号臂Y轴伺服电机组(17)、第二号臂X轴伺服电机(18)、第二号臂Z轴伺服电机组(19)、第二号臂R轴伺服电机(20)、第二号臂F轴翻转电机组(21)、第二号臂R轴旋转机构(22)、第...

【专利技术属性】
技术研发人员：安小宇，孔汉，洪洋，潘向飞，鲁奎豪，赵复兴，孙会，赵俊伟，孟子杰，
申请(专利权)人：郑州轻工业大学，
类型：新型
国别省市：河南;41