專利名稱：一種應(yīng)用于半導(dǎo)體或太陽能電池片生產(chǎn)中高速機(jī)械手的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明為應(yīng)用于半導(dǎo)體或太陽能電池片生產(chǎn)中高速機(jī)械手的控制方法。屬于電氣控制技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
此機(jī)械手為ー軸機(jī)械手，機(jī)械構(gòu)造是一個(gè)機(jī)械臂(500mm)以一端為中心旋轉(zhuǎn)210 度，在另一端懸掛被搬運(yùn)物，使被搬運(yùn)物完成提升、落下和水平移位的目的，要求被搬運(yùn)物穩(wěn)(由于被搬運(yùn)物是放在藥液反應(yīng)槽內(nèi)，要求被搬運(yùn)物不能碰到藥液反應(yīng)槽壁和盡量減少晃動(dòng)對(duì)其的影響)和搬運(yùn)時(shí)間越短越好?，F(xiàn)有技術(shù)在電氣上基本是用梯形或S形加減速利用伺服電動(dòng)機(jī)的位置控制完成搬運(yùn)目的。在不加機(jī)械同步裝置的情況下，搬運(yùn)時(shí)間4秒的時(shí)候，被搬運(yùn)物由于慣性產(chǎn)生的晃動(dòng)可達(dá)到30mm，故搬運(yùn)時(shí)間很難做到4秒內(nèi)。在加入機(jī)械同步裝置的情況下，搬運(yùn)時(shí)間也只能縮短到3秒，在這種情況下，由于沒有減少慣性カ對(duì)機(jī)械同步裝置的影響，隨著機(jī)械同步裝置的機(jī)械磨損，照成機(jī)械手的可靠性降低。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的針對(duì)上述不足，本發(fā)明在電氣控制上采用ー種應(yīng)用于半導(dǎo)體或太陽能電池片生產(chǎn)中高速機(jī)械手的控制方法，利用PLC可編程邏輯控制器的運(yùn)算及內(nèi)存能力和伺服電動(dòng)機(jī)的高速響應(yīng)能力，結(jié)合高速機(jī)械手的機(jī)械結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，用PLC可編程邏輯控制器計(jì)算出行程內(nèi)各個(gè)位置階段的速率和最高速度值，根據(jù)當(dāng)前位置指揮伺服電動(dòng)機(jī)完成高速下穩(wěn)定的物品搬運(yùn)。在不加機(jī)械同步裝置的情況下，縮短搬運(yùn)時(shí)間到2秒，被搬運(yùn)物由于慣性產(chǎn)生的晃動(dòng)不大于10mm。一種應(yīng)用于半導(dǎo)體或太陽能電池片生產(chǎn)中高速機(jī)械手的控制方法，含有以下步驟步驟1 ；確定機(jī)械手(伺服電動(dòng)機(jī))的行程范圍；步驟2 ；確定機(jī)械手(伺服電動(dòng)機(jī))的移動(dòng)時(shí)間；步驟3 ；根據(jù)機(jī)械手(伺服電動(dòng)機(jī))的行程范圍和要求的移動(dòng)時(shí)間，計(jì)算各個(gè)階段的速率和最高速度值；步驟4 ；輸入計(jì)算的數(shù)據(jù)給PLC可編程控制器；步驟5 ；PLC可編程控制器讀取機(jī)械手(伺服電動(dòng)機(jī))的位置數(shù)據(jù)；步驟6 ；根據(jù)機(jī)械手(伺服電動(dòng)機(jī))的位置數(shù)據(jù)，PLC可編程控制器調(diào)用計(jì)算的速率和最高速度值；步驟7 ；發(fā)送速度指令給機(jī)械手(伺服電動(dòng)機(jī))；步驟8;完成定位。本發(fā)明就是利用PLC可編程邏輯控制器的運(yùn)算能力和伺服電動(dòng)機(jī)的高速響應(yīng)能力，結(jié)合高速機(jī)械手的機(jī)械結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，用PLC可編程邏輯控制器計(jì)算出被搬運(yùn)物運(yùn)行軌跡行程內(nèi)各個(gè)位置階段的速率和最高速度值，根據(jù)當(dāng)前位置指揮伺服電動(dòng)機(jī)完成高速下穩(wěn)定的物品搬運(yùn)。本發(fā)明的技術(shù)效果經(jīng)設(shè)備運(yùn)行后確定，在上述參數(shù)下，機(jī)械手搬運(yùn)的時(shí)間縮短到1. 9秒，被搬運(yùn)物由于慣性產(chǎn)生的晃動(dòng)不大于8mm，滿足了設(shè)計(jì)目標(biāo)。利用本方法，繼續(xù)細(xì)分速度階段，機(jī)械手的整體性能還能進(jìn)ー步提高。


當(dāng)結(jié)合附圖考慮吋，通過參照下面的詳細(xì)描述，能夠更完整更好地理解本發(fā)明以及容易得知其中許多伴隨的優(yōu)點(diǎn)，但此處所說明的附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)ー步理解， 構(gòu)成本發(fā)明的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定，其中圖1為本發(fā)明的程序流程圖。圖2為本發(fā)明的工作原理圖。圖3為本發(fā)明的機(jī)械手結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為原技術(shù)梯形加減速的速度曲線圖。圖5為原技術(shù)S型加減速的速度曲線圖。圖6為本發(fā)明的根據(jù)被搬運(yùn)物的運(yùn)行軌跡，理想的速度曲線圖。
具體實(shí)施例方式顯然，本領(lǐng)域技術(shù)人員基于本發(fā)明的宗旨所做的許多修改和變化屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。實(shí)施例1 如圖2的工作原理圖所示，由于被搬運(yùn)物的運(yùn)行軌跡是ー個(gè)大半圓弧線，被搬運(yùn)物晃動(dòng)的產(chǎn)生主要是受水平方向的驅(qū)動(dòng)カ照成的(垂直方向的影響，由于重力的作用可以忽略不計(jì))，所以要減少晃動(dòng)，就要求在単位時(shí)間內(nèi)水平方向的位移量的變化越小越好。由圖2可知，由于被搬運(yùn)物的運(yùn)行軌跡是ー個(gè)大半圓曲線，故即使是伺服電動(dòng)機(jī)恒速驅(qū)動(dòng)，也是在在圓弧曲線的最高點(diǎn)加速度最大。如圖4和圖5的原技術(shù)的兩種加減速的速度曲線圖所示，速度曲線的最高點(diǎn)都對(duì)應(yīng)在被搬運(yùn)物運(yùn)行軌跡的最高點(diǎn)，即搬運(yùn)物在運(yùn)行軌跡的最高點(diǎn)単位時(shí)間內(nèi)位移量的變化最大，這就照成了被搬運(yùn)物的晃動(dòng)。根據(jù)被搬運(yùn)物的運(yùn)行軌跡，理想的速度曲線應(yīng)該是如圖6所示分6個(gè)速度段，分別是緩啟動(dòng)、急加速、慢減速、慢加速、急減速和緩?fù)Ｖ埂Ｆ渲芯弳?dòng)和緩?fù)Ｖ故菫榱藴p少對(duì)搬運(yùn)物的沖擊。急加速段雖然速度變化快，但由于運(yùn)行的位置是在半圓弧的兩端，所以水平的位移量并不大又能達(dá)到很高的速度，在急加速段的頂點(diǎn)，被搬運(yùn)物產(chǎn)生了一定量的滯后，隨后的慢減速段使被搬運(yùn)物由滯后變成一定量的超前，接著的慢加速和急減速又補(bǔ)償了前段產(chǎn)生超前量。
經(jīng)過這樣的速度變化使被搬運(yùn)物到達(dá)目標(biāo)時(shí)沒有了超前和滯后，即減少了晃動(dòng)。實(shí)施例2 優(yōu)選方案之一如圖1所示，高速機(jī)械手控制方法中含有以下步驟；步驟1 ；確定機(jī)械手(伺服電動(dòng)機(jī))的行程范圍；步驟2 ；確定機(jī)械手(伺服電動(dòng)機(jī))的移動(dòng)時(shí)間；步驟3 ；根據(jù)機(jī)械手(伺服電動(dòng)機(jī))的行程范圍和要求的移動(dòng)時(shí)間計(jì)算各個(gè)階段的速率和最高速度值。本優(yōu)選方案之一是依據(jù)選用的硬件性能和機(jī)械手的運(yùn)行性能要求，把全行程范圍劃分5個(gè)速度階段，分別是緩啟動(dòng)(加速速率=10，慢速速度=500)/快加速(快加速速率 =30，最高速度=1500)/緩降速(緩減速速率=10，減速下限=800)/緩加速(緩加速速率=9，最高速度=1500)/快降速(快減速速率=30，速度下限=500)和緩?fù)Ｖ?緩?fù)Ｖ箿p速速率=10，下限=30)；步驟4 ；輸入計(jì)算的數(shù)據(jù)給PLC可編程控制器；步驟5 ；PLC可編程控制器讀取機(jī)械手(伺服電動(dòng)機(jī))的位置數(shù)據(jù)；步驟6 ；根據(jù)機(jī)械手(伺服電動(dòng)機(jī))的位置數(shù)據(jù)PLC可編程控制器調(diào)用計(jì)算的速率和最高速度值；步驟7 ；發(fā)送速度指令給機(jī)械手(伺服電動(dòng)機(jī))；步驟8;完成定位。如上所述，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)地說明，但是只要實(shí)質(zhì)上沒有脫離本發(fā)明的發(fā)明點(diǎn)及效果可以有很多的變形，這對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是顯而易見的。因此，這樣的變形例也全部包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種應(yīng)用于半導(dǎo)體或太陽能電池片生產(chǎn)中高速機(jī)械手的控制方法，其特征是利用 PLC可編程邏輯控制器的運(yùn)算及內(nèi)存能力和伺服電動(dòng)機(jī)的高速響應(yīng)能力，結(jié)合高速機(jī)械手的機(jī)械結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，用PLC可編程邏輯控制器計(jì)算出行程內(nèi)各個(gè)位置階段的速率和最高速度值，根據(jù)當(dāng)前位置指揮伺服電動(dòng)機(jī)完成高速下穩(wěn)定的物品搬運(yùn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種應(yīng)用于半導(dǎo)體或太陽能電池片生產(chǎn)中高速機(jī)械手的控制方法，其特征是含有以下步驟步驟1 ；確定機(jī)械手(伺服電動(dòng)機(jī))的行程范圍； 步驟2 ；確定機(jī)械手(伺服電動(dòng)機(jī))的移動(dòng)時(shí)間；步驟3 ；根據(jù)機(jī)械手(伺服電動(dòng)機(jī))的行程范圍和要求的移動(dòng)時(shí)間，計(jì)算各個(gè)階段的速率和最高速度值；步驟4 ；輸入計(jì)算的數(shù)據(jù)給PLC可編程控制器； 步驟5 ；PLC可編程控制器讀取機(jī)械手(伺服電動(dòng)機(jī))的位置數(shù)據(jù)； 步驟6 ；根據(jù)機(jī)械手(伺服電動(dòng)機(jī))的位置數(shù)據(jù)，PLC可編程控制器調(diào)用計(jì)算的速率和最高速度值；步驟7 ；發(fā)送速度指令給機(jī)械手(伺服電動(dòng)機(jī))； 步驟8;完成定位。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的ー種應(yīng)用于半導(dǎo)體或太陽能電池片生產(chǎn)中高速機(jī)械手的控制方法，其特征是依據(jù)選用的硬件性能和機(jī)械手的運(yùn)行性能要求，把全行程范圍劃分6個(gè)速度階段，分別是緩啟動(dòng)(加速速率=10，慢速速度=500)/快加速(快加速速率=30，最高速度=1500)/慢降速(緩減速速率=10，減速下限=800)/慢加速(緩加速速率=9， 最高速度=1500)/快減速(快減速速率=30，速度下限=500)和緩?fù)Ｖ?緩?fù)Ｖ箿p速速率=10，下限=30)。
全文摘要
應(yīng)用于半導(dǎo)體或太陽能電池片生產(chǎn)中高速機(jī)械手的控制方法，屬于電氣控制技術(shù)領(lǐng)域。利用PLC可編程邏輯控制器的運(yùn)算及內(nèi)存能力和伺服電動(dòng)機(jī)的高速響應(yīng)能力，結(jié)合高速機(jī)械手的機(jī)械結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，用PLC可編程邏輯控制器計(jì)算出行程內(nèi)各個(gè)位置階段的速率和最高速度值，根據(jù)當(dāng)前位置指揮伺服電動(dòng)機(jī)完成高速下穩(wěn)定的物品搬運(yùn)。本發(fā)明的技術(shù)效果經(jīng)設(shè)備運(yùn)行后確定，在上述參數(shù)下，機(jī)械手搬運(yùn)的時(shí)間縮短到1.9秒，被搬運(yùn)物由于慣性產(chǎn)生的晃動(dòng)不大于8mm，滿足了設(shè)計(jì)目標(biāo)。利用本方法，繼續(xù)細(xì)分速度階段，機(jī)械手的整體性能還能進(jìn)一步提高。
文檔編號(hào)B25J9/16GK102554927SQ20111041927
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月14日
發(fā)明者劉文革, 孫良欣 申請(qǐng)人:青島吉陽新能源有限公司