[發(fā)明專利]單軸全自動(dòng)高速點(diǎn)膠機(jī)器人伺服控制系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210362550.9
• 申請(qǐng)日: 2012-09-26
• 公開（公告）號(hào): CN102830645A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 貢亞麗;張好明;王應(yīng)海
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)技術(shù)學(xué)院
• 主分類號(hào): G05B19/042
• 分類號(hào): G05B19/042;B05C5/00
• 代理公司: 蘇州廣正知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32234
• 代理人: 劉述生

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是有關(guān)于點(diǎn)膠機(jī)器人的技術(shù)領(lǐng)域，且特別是有關(guān)于單軸全自動(dòng)高速點(diǎn)膠機(jī)器人伺服控制系統(tǒng)。

?背景技術(shù)

在高技術(shù)迅猛發(fā)展的今天，傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式已日趨落后，新型的自動(dòng)化生產(chǎn)將成為新世紀(jì)接受市場(chǎng)挑戰(zhàn)的重要方式，自動(dòng)化不僅是提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的手段，對(duì)企業(yè)未來(lái)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展戰(zhàn)略起著重要的作用。由于機(jī)器人是新型的自動(dòng)化的主要工具，工業(yè)機(jī)器人及其應(yīng)用工程的開發(fā)，將機(jī)器人變?yōu)橹苯由a(chǎn)力，它在改變傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式，提高生產(chǎn)率及對(duì)市場(chǎng)的適應(yīng)能力方面顯示出極大的優(yōu)越性，同時(shí)它將人從惡劣危險(xiǎn)的工作環(huán)境中替換出來(lái)，進(jìn)行文明生產(chǎn)，這對(duì)促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步都具有重大意義。隨著制造業(yè)對(duì)機(jī)器人裝備的需求及綠色環(huán)保和改善勞動(dòng)者的工作環(huán)境要求越來(lái)越高，專門對(duì)流體進(jìn)行控制，并將流體點(diǎn)滴、涂覆于產(chǎn)品表面或產(chǎn)品內(nèi)部的自動(dòng)化機(jī)器點(diǎn)膠機(jī)器人隨即產(chǎn)生。

單軸點(diǎn)膠機(jī)器人主要用于產(chǎn)品工藝中的膠水、油漆以及其他液體精確點(diǎn)、注、涂、點(diǎn)滴到每個(gè)產(chǎn)品精確位置，可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)打點(diǎn)、畫線等功能。這種點(diǎn)膠機(jī)器人只有一個(gè)動(dòng)力，只能做一種動(dòng)作，比如說(shuō)，一個(gè)方向上的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，或者一個(gè)方向的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，沒有組合運(yùn)動(dòng)。單軸點(diǎn)膠機(jī)器人一般可能指的是直線運(yùn)動(dòng)單元，一臺(tái)完整的單軸點(diǎn)膠機(jī)器人大致分為以下幾個(gè)部分：

1）電機(jī)：執(zhí)行電機(jī)是點(diǎn)膠機(jī)器人的動(dòng)力源，它根據(jù)微處理器的指令來(lái)執(zhí)行點(diǎn)膠機(jī)器人在直線上行走的相關(guān)動(dòng)作；

2）算法：算法是點(diǎn)膠機(jī)器人的靈魂，點(diǎn)膠機(jī)器人必須采用一定的智能算法才能準(zhǔn)確快速的從一點(diǎn)到達(dá)另外一點(diǎn)，形成點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)；

3）微處理器：微處理器是點(diǎn)膠機(jī)器人的核心部分，是點(diǎn)膠機(jī)器人的大腦。點(diǎn)膠機(jī)器人所有的信息，包括膠點(diǎn)大小，位置信息，和電機(jī)狀態(tài)信息等都需要經(jīng)過(guò)微處理器處理并做出相應(yīng)的判斷。

單軸點(diǎn)膠機(jī)器人結(jié)合了多學(xué)科知識(shí)，對(duì)于提升在校學(xué)生的動(dòng)手能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和創(chuàng)新能力，促進(jìn)學(xué)生課堂知識(shí)的消化和擴(kuò)展學(xué)生的知識(shí)面都非常有幫助。點(diǎn)膠機(jī)器人技術(shù)的開展可以培養(yǎng)大批相關(guān)領(lǐng)域的人才，進(jìn)而促進(jìn)相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。但是由于國(guó)內(nèi)研發(fā)此點(diǎn)膠機(jī)器人的單位較少，相對(duì)研發(fā)水平比較落后，研發(fā)的單軸點(diǎn)膠機(jī)器人伺服控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖，如圖1，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行發(fā)現(xiàn)存在著很多安全問題，即：

（1）在點(diǎn)膠初期，都是人工運(yùn)動(dòng)點(diǎn)膠閥到起始位置，然后僅僅依靠人眼進(jìn)行初始位置的校正，使得精確度大大降低；

（2）作為點(diǎn)膠機(jī)器人的電源采用的是一般交流電源整流后的直流電源，當(dāng)突然停電時(shí)會(huì)使整個(gè)點(diǎn)膠運(yùn)動(dòng)失敗；

（3）作為點(diǎn)膠機(jī)器人的執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用的是步進(jìn)電機(jī)，經(jīng)常會(huì)遇到丟失脈沖的問題出現(xiàn)，導(dǎo)致對(duì)位置的記憶出現(xiàn)錯(cuò)誤；

（4）由于采用步進(jìn)電機(jī)，使得機(jī)體發(fā)熱比較嚴(yán)重，有的時(shí)候需要進(jìn)行散熱；

（4）由于采用步進(jìn)電機(jī)，使得系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)械噪聲大大增加，不利于環(huán)境保護(hù)；

（5）由于采用步進(jìn)電機(jī)，其電機(jī)本體一般都是多相結(jié)構(gòu)，控制電路需要采用多個(gè)功率管，使得控制電路相對(duì)比較復(fù)雜，并且增加了控制器價(jià)格；

（6）由于采用步進(jìn)電機(jī)，使得系統(tǒng)一般不適合在高速運(yùn)行；

（7）由于采用步進(jìn)電機(jī)，使得系統(tǒng)的力矩相對(duì)較小；

（8）由于控制不當(dāng)?shù)脑颍瑢?dǎo)致有的時(shí)候步進(jìn)電機(jī)產(chǎn)生共振；

（9）相對(duì)采用的都是一些體積比較大的插件元器件，使得點(diǎn)膠機(jī)器人控制系統(tǒng)占用較大的空間，重量相對(duì)都比較重；

（10）由于受周圍環(huán)境不穩(wěn)定因素干擾，單片機(jī)控制器經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)異常，引起點(diǎn)膠機(jī)器人失控，抗干擾能力較差；

（11）由于受單片機(jī)容量和算法影響，自動(dòng)點(diǎn)膠機(jī)器人對(duì)膠點(diǎn)的信息沒有存儲(chǔ)，當(dāng)遇到掉電情況時(shí)所有的信息將消失，這使得整個(gè)點(diǎn)膠過(guò)程要重新開始；

（12）點(diǎn)膠系統(tǒng)一旦開始，就要完成整個(gè)點(diǎn)膠運(yùn)動(dòng)，中間沒有任何暫停或緩沖的點(diǎn)；

（13）由于點(diǎn)膠機(jī)器人要頻繁的剎車和啟動(dòng)，加重了單片機(jī)的工作量，單一的單片機(jī)無(wú)法滿足點(diǎn)膠機(jī)器人快速啟動(dòng)和停止的要求；

（14）在所有的點(diǎn)膠過(guò)程中，沒有對(duì)點(diǎn)膠過(guò)的結(jié)果進(jìn)行自動(dòng)觀測(cè)和補(bǔ)償，有的時(shí)候使得整個(gè)曲線上膠量不一致，然后采用人工二次補(bǔ)膠。

為了滿足高速、高效生產(chǎn)的需要，必須對(duì)現(xiàn)有的基于單片機(jī)控制的單軸自動(dòng)點(diǎn)膠機(jī)器人控制系統(tǒng)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，尋求一種高速、高效的點(diǎn)膠伺服系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種單軸全自動(dòng)高速點(diǎn)膠機(jī)器人伺服控制系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中單軸點(diǎn)膠機(jī)器人控制系統(tǒng)高速和高效性能差的缺陷。