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原始设备制造商


 
 
 

水平机械臂

 
 

1. 基本信息

客户名称: 东莞某压铸机制造商
设备名称: 压铸机用自动取件机械臂,喷漆机械臂
伺服配置: LXM26DU10M3X + BCH2LH1033CA6C
控制器: T****
控制方式: PTO P/D

2. 机械结构

  • 设备有两个轴,机械臂轴使用伺服电机驱动,平移轴使用普通三相异步电机驱动
  • 夹取机构转动和夹取动作通过气缸驱动
  • 机械臂轴:伺服电机->50:1减速机->机械臂
  • 平移轴:普通电机->齿轮->齿条

3. 应用:

  • 伺服接收上位机脉冲指令,快速的做定位动作
  • 主要应用在铸造行业,机械臂用于取出和移动高温铸件
  • 典型工作循环:1.机械臂转到前位->2.平移向前->3.夹取气缸夹紧->4.平移后退->5.机械臂转到后位->6.夹取机构转90度->7.夹取气缸松开->8.夹取机构回转90度
  • 其中动作1和动作5是伺服控制的动作
  • 主要要求:对运动过程中的位置没有要求,但要求速度平稳;要求机械臂在停止时快速而平稳

4. 性能要求的关键点:

  • 机械臂有较大的质量以及惯量,在运动末端停止时必须加入较大的位置曲线平滑,降低停止时的冲击,获得平稳的停止动作。
  • 对于这种只要求在运动末端有较大平滑效果的应用要求,应采用LPF平滑的方式,以及GEARFILTT1平滑的方式,也可以叠加使用。这两个方法都可以对运动尾端产生强烈的平滑效果。
  • 如果负载惯量和质量太大,仅仅靠LPF或GEARFILTT1平滑的话,为了达到很好的稳停效果,可能需要非常强烈的平滑作用,导致运动整体时间拉长太多。此时还可以考虑限制运动的减速度值,放缓运动的减速度斜率,然后在此基础上再配合LPF或GEARFILTT1平滑,可以在获得较好的平滑效果的同时,运动整体时间比仅采用LPF或GEARFILTT1的方式要短。
  • 这里存在一个问题:如果上位机运动指令是连续不间断的快速正向反向运动,当平滑造成的时间延迟较多,那么实际动作上会表现为来回运动的幅度变小。猜测原因是伺服接收外部指令的结构是一个累加结构,如果实际运动还没有完成指令已经开始反向,那么累加结构里的指令位置会开始累加负向的位置指令,导致正向运动指令位置减小。

5. 调试过程

  • 5.1 在机械臂前位和后位分别进行EasyTuning,发现两处的惯量比结果差别很大,猜想是机械结构的原因,使得机械臂在后位处负载相对很重。考虑到运动对过程中的位置性能没要求,决定采用在负载较重处的后位进行EasyTuning,让参数满足重负载处的性能。
  • 5.2EasyTuning后,尝试用EasyTuning的参数做一次动作,速度放在正常要求的1/3,结果在停止位置处有很大的震动。
  • 5.3改为LPF平滑方式,直接把LPF的滤波器频率常数降到1Hz,也就是最强的平滑效果,再次尝试做一次动作,发现停止位置处完全没有震动,只是最终停止时间很长。实际运行中导致机械臂还没有完全停止,控制器已经开始做下一个动作。
  • 5.4把LPF频率常数加到5Hz,再次尝试做一次动作,发现停止位置处开始有较小的震动。
  • 5.5多次尝试不同LPF频率常数后,发现即使2Hz的频率常数仍然有一定的微小震动,仅1Hz的频率常数可以做到停止时没有震动。
  • 5.6尝试减缓减速度,加大减速度时间参数,同时配合加大LPF频率常数,最终在加大了减速度时间参数后,LPF频率常数使用2Hz综合效果最好。

6. 附件

机器图片:

 
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