台达HMC控制器在工业搬运机械手上应用.PDF

台达集团中达电通股份有限公司 张广伟 摘要：本文介绍了台达必威体育精装版推出的基于高速运动总线的机械手整体解决方 案，该方案已经应用在机床上下料协作领域，并配合CNC实现全自动加工的 无缝连接。 文章编号:130507 台达HMC控制器 在工业搬运机械手上的应用 Application of Delta HMC Motion Controller in the Industrial Handling Manipulator 1 前言 而专用的机械人系统，不但价格高，而且可开发性 伴随着中国制造业的转型升级，制造业领域 不足，往往不能满足各行各业工艺客制化的需求。 对成熟的产业工人的需要越来越大，这势必会带来 目前，台达整体解决方案已经能够有效地解决这一 劳动力成本的增加，随之而来的还有人员的安全保 问题。 障、操作工人的统一管理，以及产品质量的稳定性 等一系列问题，这些都制约着企业的高速发展。而 2 机械设计和动作要求 随着智能无人化工厂的兴起，工业机械人的大量应 机床上下料搬运机械手多为桁架结构，通常由 用能够有效地解决这一难题。 2~4轴直角坐标系机械模组组成，其中X轴为水平 目前，各种机床制造商纷纷转投工业机械人这 轴，多为齿轮齿条设计，负责将零件移动到不同的 一新兴产业，去研发相关的机械人设备。但是，在 机床工位，而Z轴为垂直轴，多为丝杆结构或者齿 市场上，他们面对的往往是通用型的控制系统，如 轮齿条设计，负责将零件提升到安全高度或者下降 PLC+伺服控制系统，这些系统只能构建相对简单的 到机床可装夹高度。如果再配合机械手顶部配合旋 机械手控制，并不能满足复杂和可靠的运动控制。 转A轴或者B轴机构，还能够实现零件的反转、转向 [相关链接] / tech/detail.aspx?id=25112 图1 机床上下料搬运机械手 图3 台达HMC产品 机械手 86 等更多复杂的装夹动作。而X轴最大行程可到达20 米以上，能够满足整条生产线多台机床之间的零件 搬运工作。 3 机床上下料搬运机械手的控制要求 独立性：机床搬运机械手的控制系统往往为独 立的控制系统，不依靠机床的控制器进行控制，机 械手的运行只需根据预设参数、CNC与机械手之间 的I/O信号或者通讯总线交换数据来实现运行，不影 响机床运转。 可靠性：对于长距离搬运机械手安装而言，当 图2 传统方案与台达方案的控制结构对比 采用齿轮和齿条设计时，X轴和Z轴伺服电机往往安 这样设计的好处是每个部件都具有独立思考的 装在行走机构上，跟随机械手一起行走，但因为驱 能力，大大减轻了运动控制器的负担，同时借助于 动器和电机距离太远，这样设计往往会引起编码器 M系列内建了PR内部位置模式和内部插补功能可以 线信号衰减问题。而如果将驱动器也安装到行走机 独立完成复杂的运动控制，包含机械手单轴运动控 构上，控制器和驱动器之间的命令信号也同样会面 制或者多轴插补运动，而不需要上位控制器的参与 临信号衰减、杂讯干扰的风险。所以，如何稳定可 和协调，这样各个部件间的数据交换量减少，大大 靠地解决命令传输问题