一種快速自動上下料的數(shù)控分揀系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及自動化控制領(lǐng)域，尤其涉及一種快速自動上下料的數(shù)控分揀系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著人力成本的不斷提高，生產(chǎn)中工件的快速自動上下料已經(jīng)成為很多行業(yè)的一 個研宄課題。工件在加工制造及轉(zhuǎn)配過程中，經(jīng)常涉及多種工藝環(huán)節(jié)一一比如將工件從生 產(chǎn)線上下料到作業(yè)平臺、品質(zhì)檢測、分揀良莠品、剔除廢品等。面對這些繁雜的工藝作業(yè)流 程，傳統(tǒng)人工揀選不僅效率慢，而且分揀效果一致性差，影響了工件的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì) 量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于提供一種快速自動上下料的數(shù)控分揀系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)生 產(chǎn)效率慢等問題。
[0004] 為了實現(xiàn)上述的目的，采用如下的技術(shù)方案。一種快速自動上下料的數(shù)控分揀系 統(tǒng)，包括數(shù)控單元、主電路和外圍IO單元，所述數(shù)控單元包括相連的上位機與多軸運動控 制器，所述多軸運動控制器設(shè)置有IO卡，所述主電路包括依次連接的總斷路器、主接觸器、 伺服驅(qū)動器、編碼器和伺服電機，所述外圍IO單元包括電磁閥及其連接的氣缸或吸盤，所 述多軸運動控制器與伺服驅(qū)動器連接，所述IO卡與電磁閥連接。本發(fā)明采用了基于"獨立 式多軸運動控制器+PC"的控制架構(gòu)，其中的獨立式多軸運動控制器，帶直線插補、圓弧插補 功能，來對多軸伺服進行運動控制。
[0005] 所述多軸運動控制器包括手持操作模塊、運動控制模塊、伺服驅(qū)動模塊、IO擴展模 塊和智能圖像揀選模塊。
[0006] 所述運動控制模塊用于運動控制，包括粗插補模塊與精插補模，所述運動控制采 用了基于數(shù)據(jù)采樣法的軟硬結(jié)合粗精兩級插補方法，粗插補模塊與精插補模塊間除了傳遞 位移量的統(tǒng)一接口外，粗插補算法與精插補算法之間相對獨立。一方面粗插補可以采用不 同的算法，另一方面也為精插補今后采用更有效的算法留下了擴展的空間。
[0007] 所述電磁閥包括進料圓銷電磁閥、推進電磁閥、擋邊電磁閥、緊壓電磁閥、出料推 塊電磁閥、推出電磁閥、第一吸盤電磁閥、第二吸盤電磁閥、第三吸盤電磁閥和第四吸盤電 磁閥，分別連接進料圓銷氣缸、推進氣缸、擋邊氣缸、緊壓氣缸、出料推塊氣缸、推出氣缸、第 一吸盤氣缸、第二吸盤氣缸、第三吸盤氣缸和第四吸盤氣缸。
[0008] 所述上位機與多軸運動控制器通過以太網(wǎng)連接。
[0009] 所述上位機為電腦或工控機，設(shè)置有顯示器。
[0010] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用自動化數(shù)控技術(shù)，實現(xiàn)了上下料、良莠品分揀、廢品 剔除的全自動化，降低工人勞動強度，降低勞動成本支出。
【附圖說明】
[0011] 圖1為本發(fā)明的架構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明運動控制的插補方法示意圖； 圖3為本發(fā)明機械手運動軌跡示意圖。
【具體實施方式】
[0012] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的描述。
[0013] 本發(fā)明的架構(gòu)如圖1所示，包括數(shù)控單元、主電路和外圍IO單元。數(shù)控單元包括相 連的上位機與多軸運動控制器，多軸運動控制器設(shè)置有IO卡。主電路包括依次連接的總斷 路器、主接觸器、伺服驅(qū)動器、編碼器和伺服電機。外圍IO單元包括電磁閥及其連接的氣缸 或吸盤。運動控制器與伺服驅(qū)動器連接，IO卡與電磁閥連接。上位機與多軸運動控制器通 過以太網(wǎng)連接，上位機為電腦或工控機，設(shè)置有顯示器。采用獨立式多軸運動控制器，帶直 線插補、圓弧插補功能，來對多軸伺服進行運動控制。配置以太網(wǎng)通信，實現(xiàn)與上位機（PC/ IPC)之間的數(shù)據(jù)交互，操作界面配置在顯示器上。PC/IPC、顯示器同時可做為圖像檢測軟件 的運行平臺，操作集成度高。
[0014] 電磁閥包括進料圓銷電磁閥、推進電磁閥、擋邊電磁閥、緊壓電磁閥、出料推塊電 磁閥、推出電磁閥、第一吸盤電磁閥、第二吸盤電磁閥、第三吸盤電磁閥和第四吸盤電磁閥， 分別連接進料圓銷氣缸、推進氣缸、擋邊氣缸、緊壓氣缸、出料推塊氣缸、推出氣缸、第一吸 盤氣缸、第二吸盤氣缸、第三吸盤氣缸和第四吸盤氣缸。
[0015] 多軸運動控制器包括手持操作模塊、運動控制模塊、伺服驅(qū)動模塊、IO擴展模塊和 智能圖像揀選模塊。運動控制模塊用于運動控制，包括粗插補模塊與精插補模，運動控制采 用了基于數(shù)據(jù)采樣法的軟硬結(jié)合粗精兩級插補方法，粗插補模塊與精插補模塊間除了傳遞 位移量的統(tǒng)一接口外，粗插補算法與精插補算法之間相對獨立，這樣一方面粗插補可以采 用不同的算法，另一方面也為精插補今后采用更有效的算法留下了擴展的空間。插補方法 如圖2所示。
[0016] 本發(fā)明的控制軟件包括建立坐標(biāo)系、用戶制定運動軌跡、用戶制定外圍IO動作、 示教、保存、調(diào)用工藝文件、操作方便、界面友好等特點。
[0017] (1)建立坐標(biāo)系的功能 根據(jù)機構(gòu)形式、連桿參數(shù)、電機額定轉(zhuǎn)速、傳動比等參數(shù)，進行后臺坐標(biāo)疊加計算，建立 坐標(biāo)系。
[0018] (2)用戶制定運動軌跡的功能 控制軟件具有提供給用戶制定運動軌跡的功能，以解決工件型號多樣化、料盤規(guī)格多 樣化的問題，從而能夠兼容更多種類的工件的作業(yè)需求，如圖3所示。
[0019] (3)用戶制定外圍IO動作的功能 數(shù)控分揀系統(tǒng)的外圍10,用戶監(jiān)控檢測平臺里面的按鈕、指示燈、氣缸、吸盤、真空泵、 光源、相機觸發(fā)等動作，與運動軌跡是有先后關(guān)聯(lián)的。當(dāng)工件發(fā)生改變時，也又可以需要適 當(dāng)改變這些外圍IO點的動作時間或順序，因此，控制軟件應(yīng)該具有提供給用戶制定運動軌 跡的功能。
[0020] (4)示教功能 示教是指機器人的作業(yè)路徑、運動參數(shù)需要操作人員手把手示教或通過編程設(shè)定，機 器人重復(fù)再現(xiàn)示教的內(nèi)容，在生產(chǎn)中已得到廣泛的應(yīng)用。本數(shù)控系統(tǒng)的示教再現(xiàn)功能，能使 機械手可以按照示教程序重復(fù)工作，使用戶自己也能夠開發(fā)出更多自定義的功能，提升本 電容式工件檢測裝備更多高級應(yīng)用。
[0021] (5)保存、調(diào)用工藝文件的功能 用戶根據(jù)不同檢測對象、料盤，制定了多種工藝文件之后，為了重復(fù)使用及能夠移植 使用，機械手控制軟件應(yīng)該具有保存、調(diào)用這些工藝文件的功能。保存格式可以采用基于 ascii碼(便于轉(zhuǎn)化處理）的文本格式。為了將工藝文件移植到同類檢測平臺，或者一直到 辦公電腦，PC (電腦）/IPC (工控機）需要配置USB 口。
[0022] (6)操作方便、界面友好 調(diào)查生產(chǎn)流程，設(shè)計用戶界面時，盡量便于操作員、工程師等用戶的操作，并注意界面 的友好性。
[0023] 本發(fā)明平均3s完成檢測1個工件的自動上下料及分揀，10個工件的進料至出料 全過程時間則為30s。
【主權(quán)項】
1. 一種快速自動上下料的數(shù)控分揀系統(tǒng)，其特征在于，包括數(shù)控單元、主電路和外圍 IO單元，所述數(shù)控單元包括相連的上位機與多軸運動控制器，所述多軸運動控制器設(shè)置有 IO卡，所述主電路包括依次連接的總斷路器、主接觸器、伺服驅(qū)動器、編碼器和伺服電機，所 述外圍IO單元包括電磁閥及其連接的氣缸或吸盤，所述多軸運動控制器與伺服驅(qū)動器連 接，所述IO卡與電磁閥連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)控分揀系統(tǒng)，其特征在于，所述多軸運動控制器包括手持 操作模塊、運動控制模塊、伺服驅(qū)動模塊、IO擴展模塊和智能圖像揀選模塊。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)控分揀系統(tǒng)，其特征在于，所述運動控制模塊用于運動控 制，包括粗插補模塊與精插補模，所述運動控制采用了基于數(shù)據(jù)采樣法的軟硬結(jié)合粗精兩 級插補方法，粗插補模塊與精插補模塊間除了傳遞位移量的統(tǒng)一接口外，粗插補算法與精 插補算法之間相對獨立。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)控分揀系統(tǒng)，其特征在于，所述電磁閥包括進料圓銷電磁 閥、推進電磁閥、擋邊電磁閥、緊壓電磁閥、出料推塊電磁閥、推出電磁閥、第一吸盤電磁閥、 第二吸盤電磁閥、第三吸盤電磁閥和第四吸盤電磁閥，分別連接進料圓銷氣缸、推進氣缸、 擋邊氣缸、緊壓氣缸、出料推塊氣缸、推出氣缸、第一吸盤氣缸、第二吸盤氣缸、第三吸盤氣 缸和第四吸盤氣缸。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)控分揀系統(tǒng)，其特征在于，所述上位機與多軸運動控制器 通過以太網(wǎng)通訊進行數(shù)據(jù)連接。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)控分揀系統(tǒng)，其特征在于，所述上位機為電腦或工控機，設(shè) 置有顯示器。
【專利摘要】本發(fā)明涉及自動化控制領(lǐng)域，尤其涉及一種快速自動上下料的數(shù)控分揀系統(tǒng)，包括數(shù)控單元、主電路和外圍IO單元，所述數(shù)控單元包括相連的上位機與多軸運動控制器，所述多軸運動控制器設(shè)置有IO卡，所述主電路包括依次連接的總斷路器、主接觸器、伺服驅(qū)動器、編碼器和伺服電機，所述外圍IO單元包括電磁閥及其連接的氣缸或吸盤，所述多軸運動控制器與伺服驅(qū)動器連接，所述IO卡與電磁閥連接。本發(fā)明采用自動化數(shù)控技術(shù)，實現(xiàn)了上下料、良莠品分揀、廢品剔除的全自動化，降低工人勞動強度，降低勞動成本支出。
【IPC分類】B07C5-36, B07C5-02
【公開號】CN104741321
【申請?zhí)枴緾N201510116130
【發(fā)明人】范衠, 翁錫營, 王雙喜
【申請人】汕頭輕工裝備研究院, 汕頭大學(xué)
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2015年3月17日