四轴码垛机械手操控计划
1、码垛机械手简介
用于再现人手的的功用的技能设备称为机械手。机械手是仿照着人手的部分动作，按给定程序、轨迹和要求完结主动抓取、转移或操作的主动机械设备。在工业出产中使用的机械手被称为工业机械手。
工业机械手是近几十年开展起来的一种高科技主动出产设备。工业机械手也是工业机器人的一个重要分支。它的特征是能够通过编程来完结各种预期的作业，在结构和功用上兼有人和机器各自的优点，特别体现在人的智能和习惯性。
现代工业机械手起源于20世纪50年代初，是依据示教再现和主从操控办法、能习惯产品种类变更，具有多自由度动作功用的柔性主动化产品。机械手首先是从美国开端研发的。1958年美国联合操控公司研宣布第一台机械手。尔后德国、瑞士、瑞典、日本和我国也着手机械手的研讨范畴。
垛码机是专业的主动化转移码垛设备，代替人工转移码垛，机器人示教操作办法适当简略，只需定位抓起点和摆放点，两点之间的轨迹全由电脑操控，两点直线运动，定位十分准确。出产上能敏捷进步公司的出产功率和产值，一起能减少人工转移构成的犯错；机器手码垛机可全天候作业，装备机器手可代替不少工人的作业量，由此每年能节约几十万的人力资源本钱，到达减员增效！机械手码垛机是现在占地最小、功率最高、习惯才能最强的码垛机。
码垛机械手习惯于化工、饮料、食品、啤酒、塑料、空调职业等出产企业；对各种纸箱、袋装、罐装、啤酒箱、瓶装等各种形状的包装成品都习惯。
机械手的开展是因为它的积极作用正日益为人们所知道,因此，遭到许多国家的注重，投入很多的人力物力来研讨和使用。特别是在高温、高压、粉尘、噪音以及带有放射性和污染的场合，使用的更为广泛。在我国近几年也有较快的开展，而且取得必定的作用，遭到机械工业的注重。
2、技能指标（部分数据来源于厂家供给）
（1）抓举分量 50KG
（2）码垛次数 1200次/小时
（3）运动轴数 4轴
（4）手臂旋转视点 300°
（5）手爪调整视点 320°
（6）重复定位精度(单向精度):H.V.B直线轴 ±0.0025 mm
（7）定位精度 ±0.001mm
3、体系计划
3.1体系分析
从机械体系而言，机械手码垛机的主要由运动单元、驱动体系、操控体系和手爪等辅佐器件构组成。如图示
码垛机械手从操控视点而言仅仅点位操控，要满意高速、高精要求，关键是操控体系的高速处理才能和加减速处理办法。采样时刻越短，操控功用越好，但对操控体系的核算才能要求越高，对体系的实时呼应才能越快。咱们开发的IFSB (Industrial Field Serial Bus)多轴实时同步运动渠道的插补时刻在无操作体系的条件下可达1ms，选用实时操作体系可达500us。具有很高的快速呼应才能。
IFSB (Industrial Field Serial Bus) 是一种合适于实时高速多轴同步运动操控的网络总线。在依据规范PC的运动操控器与规范伺服驱动器（仿照或脉冲操控信号可装备）、步进电机驱动器、变频器、数字I/O、仿照I/O、绝对编码器以及用户自己制作的契合IFSB接口的各种设备之间供给一个端口12Mbps的传输速率的同步实时衔接（体系有四个端口，可供给高达48Mbps传输速率的高速同步实时总线），可支撑最多达128轴的实时同步运动操控，接口机箱可便利级连，扩展便利；一切信息以数字方法在操控器与设备之间传输，支撑体系杂乱模型的会集操控；硬件实时同步使得通讯周期的最大颤动小于500ns，可满意高速高精度的操控要求。操作体系支撑WINDOWS2000/XP，XP Embedded以及Linux。
3．2体系组成示意图
3．3体系组成
(1) 接触显现屏
界面显现，开关机操控，输入输出操控，故障报警显现等一切人机交互作业。
（2） 工控机
电机操控，I/O操控，机械动作的仿照和操控，加工工艺和参数的保存等。
（3） PCI通讯主卡
工控机与总线接口机箱之间的高速通讯，通讯速率可高达12M.
（4） 总线接口卡机箱
总线接口卡机箱是衔接上位机和伺服电机等执行机构之间的接口,能够依据具体需求衔接2轴伺服电机卡、单轴伺服电机卡、I/O板等各种板卡。
具体到本设备只需衔接2片2轴伺服电机操控卡， 1片从通讯卡（包括一个伺服电机操控），1片I/O卡（32路输入， 24路输出）。
3.4操控体系软件功用
界面上显现设备运转的直观动态图,并支撑杰出的示教功用。
4、设备选型
4．1操控体系硬件
（1）2轴伺服电机操控卡 2片
（2）主通讯卡 1片
（3）从通讯卡 1片
（4）工控机 1台
（5）15寸液晶接触屏 1台
（6）总线接口卡机箱 1个
（7）I/O操控板 1片
4．2电器体系（用户自购）
（1）低压电器部分：
没有特殊要求
（2）伺服电机部分
要求选在动态呼应时刻尽可能短的进口伺服驱动器和伺服电机，一起电机驱动器要有仿照量和脉冲操控两种操控办法
5、体系特征
5．1 体系功用强大
IFSB总线操控渠道依据PC操控，具有12Mbps的通讯速率，插补周期为1ms，最小可达500us，可满意高功用的核算，合适高速高精的操控要求。
5.2 体系安稳牢靠
上位机选用规范工控机。一切板卡均选用工业级芯片，工业波峰焊机焊接，产品经严厉测验，确保工业现场不间断牢靠运转。各类板卡自行设计，二手注塑机回收 具有自主常识产权，性价比高。已使用于机床、纺织木工设备的操控。
5．3体系便于常识产权维护
各类板卡自主开发,加上上位机程序合作,能够便利完结杂乱的运动操控联系，。脱节传统运动操控器的捆绑和依靠。一起企业能够依据其本身的特征，在此渠道上将自己的专有常识结合进操控体系，开宣布专有的运动操控器，构成有自己特征的产品，很难被同行仿造和仿照。对于维护常识产权十分有利，有用提高企业产品的中心竞争力。
5．4开发渠道先进
IFSB实时高速多轴同步运动操控渠道,具有10Mbps的传输速率，可支撑最多达128轴的实时同步运动操控，同步操控精度小于1μs，在WINDOWS操作体系渠道上无实时扩展时，可完结1ms的操控更新周期。有机地将运动操控与逻辑操控、进程操控融为一体，最大满意客户的各种杂乱需求。
5．5体系扩展功用好
体系具有轴控和I/O级联扩展才能，可扩展128个轴和多达2000的I/O点。为外围轴数及I/O点数的扩展预留充沛的空间，便于设备将来的升级换代。
IFSB选用总线型拓扑结构，体系具有对节点的自枚举、自辨认功用，节点的扩展衔接十分便利。
5．6体系合适杂乱联系操控
体系渠道选用工控机＋通讯卡＋插槽式机箱这种开放式结构，一切信息以数字方法在操控器与设备之间传输，支撑体系杂乱模型的会集操控，构成节点散布，操控会集的通用总线式软件化智能运动操控渠道，特别合适于操控轴数多、运动联系杂乱的各类操控要求。
