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□文/袁東來(伺服產品推廣副經理)
一、機械手介紹
注塑機專用機械手是能夠模仿人體上肢的部分功能，可以對其進行自動控制使其按照預定要求輸送制品或操持工具進行生產操作的自動化生產設備。注塑機械手是為注塑生產自動化專門配備的機械，它可以在減輕繁重的體力勞動、改善勞動條件和安全生產；提高注塑成型機的生產效率、穩定產品質量、降低廢品率、降低生產成本、增強企業的競爭力等方面起到及其重要的作用。
注塑機專用機械手一般由控制系統、驅動系統和執行系統等組成。
機械手部件圖
控制系統：控制系統類型主要有PLC、控制卡+手持式控制器、專用控制系統。從控制方式上來講，主要有脈沖控制、模擬量控制、總線控制。多軸機械手總線控制是發展趨勢。
驅動系統（橫行、上下、引撥）：驅動系統類型主要有氣動、變頻、伺服。伺服驅動采用閉環控制，精度更高，速度更快，是當前機械手系統主流驅動方式。
二、機械手系統介紹
本文介紹伺服在單軸（橫行軸）機械手上的應用。
系統結構圖
系統實物圖
控制系統是新瑞控制卡，負責運動軌跡規劃、監視、程序教導等。控制方式為脈沖方向。
驅動系統是伺服系統，響應上位機命令，負責橫行軸運動控制。伺服功率是400W。
傳動機構是減速機（日本新寶）、皮帶輪傳動，橫行軸最大行程1m。
三、伺服系統介紹
1、接線
控制卡-伺服接線圖
伺服24V邏輯電由控制卡直接提供，伺服脈沖信號及數字輸入輸出信號與控制卡對應連接。
2、伺服設置
脈沖模式：脈沖方向。
數字輸入設置：屏蔽DIN1使能控制（伺服上電自使能）、屏蔽DIN5和DIN6正負常閉限位（限位處理由控制器完成）。
數字輸出設置：驅動器就緒（OUT1）、驅動器報警（ OUT2）、位置到（OUT3，原點歸位完成）。對于伺服系統，開機后必須要進行原點歸位工作，通過原點歸位操作找到橫行軸的原點后，伺服系統才能正常的工作。 齒輪比計算：讓伺服回原點，走完行程S，觀察到伺服齒輪前脈沖數據為10000（控制器發10000脈沖，橫行軸走行程S）。
由公式： （減速比i=5，分辨率r=10000，皮帶輪直徑D=60.96mm，S=1000mm）計算得出齒輪后脈沖數據，從而計算出齒輪比，為966:37。
3、伺服調試
機械手傳動系統采用皮帶傳動，剛性相對較軟，增益高時容易導致系統產生震蕩。而工藝要求伺服平穩滑順的進行高速定位，不能出現過沖甚至震蕩。
調試過程中，要確保在不引起系統震蕩的情況下，盡量調高速度環比例增益。速度環積分增益和位置環比例增益要調小，防止橫行軸停止時產生過沖。
伺服增益參數設置表
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數碼管顯示 |
參數名稱 |
設置值 |
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d2.01 |
速度環比例增益 |
600 |
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d2.02 |
速度環積分增益 |
1 |
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d2.05 |
速度環反饋濾波 |
25 |
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d2.07 |
位置環比例增益 |
500 |
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d2.08 |
位置環速度前饋 |
0 |
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d3.37 |
脈沖濾波系數 |
40 |
四、總結
1、 CD伺服調試效果客戶滿意，性能可以跟日系伺服相媲美。
2、 CD伺服在客戶現場運行半年之久，一直運轉正常，穩定可靠性得到了驗證。
3、 源于德國技術的高性價比CD伺服，相信會給新老客戶帶來更多驚喜。
作者：袁東來
2011-1-30
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