[實(shí)用新型]一種三軸中低速全自動(dòng)點(diǎn)膠機(jī)器人伺服控制器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220494226.8
• 申請(qǐng)日: 2012-09-26
• 公開（公告）號(hào): CN202837921U
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王應(yīng)海;張好明;袁麗娟
• 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

本實(shí)用新型涉及自動(dòng)床領(lǐng)域，具體涉及一種三軸中低速全自動(dòng)點(diǎn)膠機(jī)器人伺服控制器。

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，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。隨著手機(jī)、電腦外殼、光碟機(jī)、印表機(jī)、墨水夾、PC板、LCD、LED、DVD、數(shù)位相機(jī)、開關(guān)、連接器、繼電器、散熱器、半導(dǎo)體等電子業(yè)、玩具業(yè)、醫(yī)療器材等制造業(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。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，可以用來實(shí)現(xiàn)打點(diǎn)、畫線、圓型或弧型。“自動(dòng)點(diǎn)膠機(jī)器人”的研究開發(fā)將對(duì)我國(guó)PCB板綁定封膠、IC封膠、PDA封膠、LCD封膠、IC封裝、IC粘接等行業(yè)產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。一個(gè)精度比較相對(duì)較高的點(diǎn)膠機(jī)器人需要在一個(gè)二維的XY平面上進(jìn)行一條直線上或圓弧上涂膠或者是按照一定的規(guī)律對(duì)一些位置進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的涂膠，如果采用一個(gè)二軸的點(diǎn)膠機(jī)器人可以簡(jiǎn)單完成上述動(dòng)作，但是當(dāng)遇到需要膠量不一致的要求時(shí)，二軸的點(diǎn)膠機(jī)器人無法滿足要求，這個(gè)時(shí)候就需要有另外的一軸Z軸帶動(dòng)點(diǎn)膠閥的上下運(yùn)動(dòng)來完成不同膠量的要求。只要把運(yùn)動(dòng)路徑和點(diǎn)膠膠量信息輸入到機(jī)器人控制器，上述設(shè)計(jì)的三軸的點(diǎn)膠機(jī)器人可以很快的完成上述動(dòng)作。一臺(tái)完整的三軸點(diǎn)膠機(jī)器人大致分為以下幾個(gè)部分：

1）高速直流電機(jī)：執(zhí)行高速直流電機(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，和高速直流電機(jī)狀態(tài)信息等都需要經(jīng)過微處理器處理并做出相應(yīng)的判斷。

自動(dòng)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)的自動(dòng)點(diǎn)膠機(jī)器人結(jié)構(gòu)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）作為自動(dòng)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）作為自動(dòng)點(diǎn)膠機(jī)器人的執(zhí)行機(jī)構(gòu)采用的是步進(jìn)高速直流電機(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)高速直流電機(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。

（5）由于采用步進(jìn)高速直流電機(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)。

（6）由于采用步進(jìn)高速直流電機(jī)，其高速直流電機(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。

（7）由于采用步進(jìn)高速直流電機(jī)，使得系統(tǒng)一般不適合在速度較高的場(chǎng)合運(yùn)行，高速運(yùn)動(dòng)時(shí)容易產(chǎn)生振動(dòng)，導(dǎo)致高速直流電機(jī)失敗。

（8）由于采用步進(jìn)高速直流電機(jī)，使得系統(tǒng)的力矩相對(duì)較小。

（9）由于控制不當(dāng)?shù)脑颍瑢?dǎo)致有的時(shí)候步進(jìn)高速直流電機(jī)產(chǎn)生共振。

（10）相對(duì)采用的都是一些體積比較大的插件元器件，使得自動(dòng)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。

（11）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，引起自動(dòng)點(diǎn)膠機(jī)器人失控，抗干擾能力較差。

（12）對(duì)于自動(dòng)點(diǎn)膠機(jī)器人的點(diǎn)膠過程來說，一般要求其三個(gè)高速直流電機(jī)的PWM控制信號(hào)要同步，由于受單片機(jī)計(jì)算能力的限制，單一單片機(jī)伺服系統(tǒng)很難滿足這一條件，使得自動(dòng)點(diǎn)膠機(jī)器人點(diǎn)膠量不一致，特別是對(duì)于快速行走時(shí)。