三轴机械手控制系统

基于DMC640M运动控制器的机械手上下料系统

1.DMC640M的硬件性能

DMC600M系列DMC640M运动控制器，其硬件结构基于高性能 DSP 为控制核心、FPGA 协处理，插补算法、脉冲信号产生及加减速控制、I/O 信号的检测处理，均由硬件和固件实现，确保了运动控制高速、高精度及系统稳定。可控制 4个步进或伺服电机，具有四轴直线插补、圆弧插补并其他轴联动、加速曲线自动控制等高ji功能。固件已嵌入 DMC 运动控制指令系统，该指令系统功能强大、应用灵活、使用简单。

2. 机械手上下料的运动轨迹

AAA客户的生产线上需要使用机械手上下料，结构如图1所示。X轴执行水平左右运动，Y轴执行竖直上下运动，手爪由气缸控制执行抓取动作。它们的任务是将右侧工装上的工件依次抓取至左侧传送带上。X轴原点距离传送带上工件放置点为W，工装上第yi个工件距离传送带上工件放置点为S，工装上每个工件之间的距离均为L。

图1 机械手上下料系统组成

通常大多数用户会将X、Y的运动轨迹确定为矩形，即Y轴上下运动完成后X轴再水平运动，然后Y轴再次上下运动，如此反复进行。但这样的方式会导致比较强烈的抖动，并且造成一定的时间浪费。因此，可采用图2所示的运动轨迹，在2个拐弯处，X、Y轴进行一段半径为R的圆弧插补运动，这样可大大减弱抖动，且能节省时间。A点为起始点，抓取并放置第1个工件的路径为A→B→C→D→E→F→G→H→I→J→K，抓取并放置第2个工件的路径与第yi个相同，只不过A→B和F→G的距离增加了长度L，第3个、第4个、第5个亦然。

图2 机械手上下料运动轨迹

DMC640M支持连续插补运动，在连续插补模式下，速度是连续的，各插补段之间没有加减速过程，从而使得运动更加平滑。

图3 连续插补运动