基于DMC640M运动控制器的机械手上下料系统

1.DMC640M的硬件性能

四轴搬运机械手控制系统 DMC600M系列DMC640M，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级功能。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。

技术指标

输出脉冲：

模式：脉冲+方向；

频率：1Hz~200KHz/轴；

光电隔离：3750 Vrms (min)

驱动能力：150mA/24V（系统内部已串限流电阻，直接驱动 5V 端口设备）;

插补性能。

I/O 信号：

通用输入口：全部光电隔离（3750 Vr.m.s）；公共端：V-（DC24V 地）;

通用输出口：（NMOS 管）集电极开漏输出，2A24V/OUT，可以直接驱动 24V 继电器及电磁阀;

通用指标

工作温度：0℃~50℃

贮存温度：-20℃~80℃

湿度：5~95%,非结露

电源：24V±20%直流输入；系统内部功耗<10W，建议使用 30W 以上；

尺寸：178*142*55mm；

典型应用

科瑞特 DMC640M运动控制器已广泛应用于各行各业自动化设备中。主要设备有：

电子产品装配、测量设备；

半导体、LCD 生产设备；

振动刀切割设备；

抛光打磨、石材切割、焊接设备；

激光加工设备；

生物、医学自动采样、处理设备；

特种数控机床；

机器视觉及自动检测设备；

工业机器人；

其它控制步进电机、伺服电机的自动化设备。

2. 四轴搬运机械手控制系统 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*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*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