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码垛机器人伺服运动控制系统的硬件设计选型

来源:机器人在线 时间:2018-01-05

关键字: 机器人 码垛机器人

摘要:上位计算机(工控机)的稳定性决定控制系统的稳定性,如何选择一个既经济又适合工业使用的工控机是一件比较容易的事情,国内厂家较为常见。

码垛机器人伺服运动控制系统的硬件设计选型

上位计算机(工控机)的稳定性决定控制系统的稳定性,如何选择一个既经济又适合工业使用的工控机是一件比较容易的事情,国内厂家较为常见。相比于国内外的品牌工控机,国内的研祥工控机算是较为经济实惠,可以有效降低码垛机器人外购件成本。其4U机箱/500g硬盘/4g内存/双核2.8g的配置足以应对目前使用,其系统稳定,经试验连续使用48小时无异常状况产生。为纸箱码垛机器人生产线功能扩展提供了很好的系统基础。
人机交互功能的实现靠的是示教器,控制柜实体按钮只是负责常规的启停等功能,而示教功能的完成则必须具备触摸功能的示教器完成。其远程操作功能也能为程序员提供安全距离。经选型,国内品牌示教器—上海华途HTV型示教器满足要求,性能良好。其示教盒与工控机之间采用RS232串口通讯,有线传输距离可达20m, TFT液晶显示屏,分辨率320*240,显示屏的背光亮度大于250cd/m2,示教盒提供安全按钮开关,可转接急停线路。
基于第三章伺服电机的选型,配合选择台达ASDA-A2 220系列伺服驱动器。台达生产的A2驱动器,速度指令可由内部寄存器提供(ASDA-A2驱动器共三组寄存器),可由外部端子台输入模拟电压(-l OV}+1 OV )。命令的选择可根据DI信号来选择。无模拟量输入时,驱动器将接受速度指令,控制电机至目标转速。速度命令仅可由内部寄存器提供(ASDA-A2驱动器共三组寄存器),无法由外部端子台提供,命令的选择根据DI信号来选择。产品特色包括:
(1)精准定位:ECMA伺服电机搭配高精度20-bit等级(1280000p/rev )编码器,提升定位精度与低速运转稳定性
(2)优异的高速反应性能:速度响应频宽为1 kHz,命令整定时间在1ms之内,速度由-3000r/min至3000r/min加速时间只需7ms.
(3)卓越的高低频抑制震动能力:内置自动低频摆振抑制,提供两组VibrationSuppression Filter,可抑制长摆臂机构末端摆振现象。内置自动高频共振抑制,有效抑制机械机构的共振现象。
(4)全闭环控制:有效降低机械传动背隙与挠性的影响,并确保机械终端定位精度。
(5)内置电子凸轮(E-CAM)功能:凸轮轮廓可达720点。曲线任两点间可完成自动平滑插补设置,确保机械运动平稳。
(6)高灵活性的内部位置编程模式:支持位置的绝对命令、相对命令、增量命令、高速抓取命令等。
基于采用“PC+运动控制卡”控制形式的硬件组态核心,运动控制卡必不可少,为减少不必要的通讯协议和其它要求,使得驱动器与控制卡能够兼容,依然选择台达公司生产的PCI-DMC-A01适配卡。
PCI-DMC-A01适配卡,其构架是使用DMCNETTM(Delta Motion ControlNetwork,一种基于CANopen的网络)协议进行通讯运作,并搭配ASD-DMC-RM32PT模块,进行输入输出端的数字量控制。其是一张126mm×189mm的单个电路板,是一种实时系统(Real Time System)、具有通讯备援(Redundancy)的功能,其同时更新12轴的命令只需1ms。其具有高度整合能力,多群组同动能力,通讯备援,配线简单,提供即时性的位置命令撷取(Capture)与比较(Compare)功能等。
PCI-DMC-A01适配卡输入输出通过其内置的DMCNETTM网络架构控制远程扩展模块(选型ASD-DMC-RM32PT模块)来实现的。ASD-DMC-RM32PT模块是100mm ×75mm×45mm的单个电路板,采用24V直流电源供电,规格如表4-1所示。
简单来讲,ASD-DMC-RM32PT模块是一个I/O集成,我们通过去处理信号:电机抱闸、来料抓取、危险误入、抓手气缸、压板气缸、托盘层数等信号需要通过其输入输出。可以通过程序读取其I/O信号来控制机器人动作。
 
 
根据纸箱码垛机器人生产线控制系统的需求分析和设计选型,搭建纸箱码垛机器人控制硬件结构如图4-3所示。
 
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