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当共同外部I/O和电子手摇轮，激活“示教”功能后，六轴机械手臂的工作体例是按“示教进修→生成NC法式→编纂点窜NC法式→机械手臂再现施行”的过程来完成的，即由人用示教盒对机械手臂工作行为示教。示教过程中，数控系统会记实下机械手臂各活动关节起点的消息，并以NC代码的形式显示在CRT荧屏上。

图二 64XIS+1 AXIS的节制架构

机械回零精度：+/-1度。

（5）节制器内存有240K存储空间，可储存1000个NC加工法式，共同尺度的CNC键盘可轻松对加工法式进行编纂。

对于中达电通六轴数控系统的矫捷外部I/O节制，不单能够通过对数控系统内部的PLC法式编纂来完成，还可以或许通过在NC法式中间接插入恰当的简略单纯I/0节制指令来实现。

基于以上架构的机械手节制方案具有节制精度高、系统不变性高、用户操作矫捷的长处，这也是中达数控系统和台达伺服独有的一个典型使用。

在平安方面，除要求节制器靠得住的不变性外，还要求节制系统具有需要的平安功能。

客户采购该六轴机械手臂，用于变压器出产流水线的点胶、浸漆和烘干工序。原型机为日本制造，因节制系统损坏无法修复，故提出要求，而且需要节制系统和伺服满足如下前提：

在辅助功能上，要求节制系统可以或许通过NC指令来节制多个气动电磁阀动作来实现机械机能，并能按照需要添加检测开关。

动力变压器，规格7.5kVA三相380V/三相220V，感化是给伺服系统供给动力电源。

当我们对“示教”生成的数据消息进行编纂完成后，在施行“主动运转”功能前，能够通过激活“手摇轮测试”功能，来再次校正编纂完的法式。

按钮、开关若干，供给各类传感信号。

其余6台伺服别离为：ASDA 2kW1台，节制机械手臂X轴空间挪动；ASDA 1kW2台，节制机械手臂Y、Z轴的空间挪动；ASDA 200W2 台，节制机械手臂A、B轴的空间挪动；ASDA 100kW1台，节制机械手臂C轴的空间挪动。

机械手臂的结尾施行机构是由电磁阀节制气体驱动气动缸完成机械手指的夹紧和放松动作。

（3）最大响应速度500KPPS编码器反馈，可以或许满足快速定位的需求。

（3）其他辅助元件

5.伺服系统的调理和指令滑润处置

客户要求在原有六轴机械手臂的根本上，再添加一个伺服轴D通过丝杠用来拖动机械手臂前后活动，使其能挪动到出产线的任何处所，但不要求联动节制。

两头继电器，规格DC24V，添加OUTPUT输出板的容量，线。

（4）具有模式，可以或许记实下当前的机械坐标点，并能按照采集的数据主动生成NC加工法式，操作者能够便利的对生成的法式进行编纂和阅读。

同时，对于机械手臂在运转机会械布局发生的冲击，（出格是D轴，由于采用内部指令来历），通过激活台达-A系列伺服内置的CURVE滑润功能（参数1－34～1－36）来获得很好的处理。P-CURVE和速度S－CURVE滑润功能，能够对活动号令进行滑润处置，使得电机所发生的速度和加快度是持续的。能够很好的改善电机加减速的特征，在机械布局的运转上也愈加平顺。

通过比力阐发，中达电通六轴数控系统完万能够满足作为机械手臂上位节制器要求。

OUTPUT输出板，规格NPN型，感化是节制两头继电器、微型电磁阀等DC24V负载。

（4）具有P-CURVE和速度S-CURVE滑润功能，且号令来历非论是外部模仿量输入仍是内部寄放器设定均有滑润功能。

反复定位精度：+/-1度。

客户还要求节制系统可以或许节制七个轴，而且至多六轴联动，伺服轴活动速度可调。

数控系统选用中达六轴数控系统，它是机械手臂的节制核心，除具性插补等活动节制外，还可以或许进行画面显示、参数设定、法式编纂、PLC逻辑节制等。

（6）通过六轴数控简略单纯I/0节制指令和内置PLC开辟，可以或许矫捷的通过NC法式实现辅助机能。

伺服系统选用7套台达－A系列交换伺服驱动器和电机。此中ASDA 3kW1台、用于节制机械D轴位移工作台，拖动机械手臂前后活动，使其能挪动到出产线的任何处所。其伺服节制模式采用台达交换伺服独有的PR节制模式。

（1）6个伺服轴接口，可以或许节制1～6轴联动，可以或许满足伺服轴活动节制要求。

通过数控系统I/O输出OUTPUT点Y0-Y3，共同伺服CN1接口的I/O，POS0~POS2与GTRG，就能够选择8组中的一组来当成指令来历。当伺服CTRG信号上升沿触发后，伺服电机便会向给定方针活动。

2.台达交换伺服系统的次要特点：

跟着工业出产线主动化程度的提高，并日趋势柔性化成长。工业机械手臂被越来越多的使用在涂漆、包装、焊接、拆卸等出产环节，来取代身工完成恶劣下的劳动。本案引见了操纵中达电通六轴数控系统的六轴联动和模式下主动生成NC法式等系统功能，共同台达ASDA系列交换伺服健旺节制和内置的指令寄放器功能，来实现对六轴机械手臂的节制系统和主动出产线的手艺。

中达六轴数控系统具有“示教和手摇轮测试”功能，通过需要的PLC编纂便能够激活这两个功能，便利编译和效验法式。

如G11 P1指定OUTPUTON，下“RESET”指令无效。G12 P期待INPUTON，法式才施行下一节指令，等等，通过这些指令用户能够矫捷的实现外部I/O节制。

（1）CNC数控系统

INPUT输入板，规格NPN型，能够毗连按钮、行程开关、继电器触点等传感器信号。

通过对机械设想和节制手艺要求阐发，确定采用一台中达电通六轴数控系统做上位节制器＋7套台达交换伺服做下位节制器的6AXIS＋1 AXIS的节制架构，具体阐发如下：

当机械手臂完成一个示教流程竣事后，数控系统便会以NC代码的形式记实下一个数据队列。用户能够通过数控系统的尺度CNC键盘对当前的NC法式进行需要的编纂，如添加活动速度，数控外部I/O节制等指令，如许数控系统便生成了机械手臂工作所需要的完整消息。

四、竣事语

通过台达-A系列伺服内置的“主动增益调理功能（PDFF健旺式节制模式，参数2－32）”就能达到抱负的调试结果，在此调理模式下，当负载的惯量在必然范畴内肆意变化时，伺服在1HZ的开回增益可以或许连结不变，频宽会跟着负载惯量变化而做响应的调整，仍能够连结优良的相位鸿沟，使得伺服的稳态误差不会跟着负载惯量而有变化。

节制系统的硬件部门次要有CNC数控系统、伺服系统和其他辅助元件三部门构成。

通过比力阐发，台达交换伺服系统也完万能够满足作为机械手臂做下位节制器要求。

其他辅助元件次要有：

4.辅助功能

当完成编纂后，激活数控系统的“主动运转”功能，数控系统便能主动顺次读取这个数据队列和指令消息，并传达给下位伺服节制器和数控外部I/O节制机械手臂动作。

节制变压器，规格500VA，AC380V/AC220V，感化是给数控和伺服系统供给节制电源。

开关电源，规格500VA，DC24V，AC220V/DC24V，感化是给节制回供给直流节制电源。

对于伺服节制系统，由于在机械设想上，机械手臂在机械设想上采用6度空间坐标系，因此在六轴同时活动过程中，机械负载的惯量会由于机械力臂分歧的而会发生较大范畴的变化，这就要求伺服系统具有优异不变性，响应性和对负载变化自顺应能力。

针对目前工业出产线主动化程度不竭提高的现状，本文次要引见了中达电通六轴数控系统和台达交换伺服在工业机械手臂上的手艺使用，凸起了中达电通数控系统自有的丰硕功能，并共同台达伺服系统优同性能，可以或许为客户供给有价值的整合方案。

在机械上，六轴机械手臂布局上设想为6度空间坐标系。此中X、A、B、C轴采用伺服电机驱动1:10的齿轮箱间接传动，做近似360度圆周活动，Y和Z轴采用伺服电机驱动螺距10mm的滚珠丝杠，再毗连力臂做近似120度圆周活动。这六个伺服轴要求可以或许联动。

二、方案设想的可行性阐发

3.NC加工法式处置

4.矫捷的外部I/O节制和辅助机能的实现

操纵中达六轴数控系统自有的一些丰硕功能，共同台达伺服系统优同性能，能够被普遍使用于各类工业主动化范畴，完万能够为客户供给更有价值、“量身定做”的整合方案。

1.节制系统6AXIS＋1 AXIS的架构

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（2）伺服系统

2.精度要求

此外，对于伺服节制系统，由于机械手臂在机械设想上采用6度空间坐标系，而区别于通俗的直角坐标机械手臂机械。因此在活动过程中，机械负载的惯量会由于机械力臂的分歧而发生较大范畴的变化，这就要求伺服系统具有优异不变性、响应性和对负载变化自顺应能力。

（7）内置可编程PLC，尺度设置装备摆设为24INPUT/ 16OUTPUT，最大可扩展到96INPUT/64OUTPUT，完万能够满足电气互锁、行程、告急遏制等平安电的设想要求。

一、手艺要乞降难点阐发

（3）健旺式的节制模式，在负载惯量大范畴的变化时，系统仍然能够连结优异的机能。

通过上述硬件设置装备摆设和架构设想，中达电通六轴数控系统便可以或许通过速度模仿量电压号令和外部的I/O输出信号来节制一个六轴的机械手臂和一个的位移工作台活动了。

（8）共同外配的电子手摇轮可实现“加工法式手摇轮测试”功能，防止机械撞机。

要求节制系统和伺服系统可以或许具有检测反馈，来机械活动精度。

三、方案功能的实现

由于采用6度空间坐标系，无法采用手动编程和软件编程。因此需要节制系统具有示教功能或者进修功能，可以或许按照采集的数据主动生成NC加工法式，并能对主动生成的NC法式进行编纂和存储。

工作流程

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1.中达电通六轴数控系统的次要特点：

3.示教功能和手摇轮测试功能的实现

中达电通六轴数控系统和台达交换伺服在工业机械手臂上的手艺使用

当“手摇轮测试”功能被激活后，机械手臂会按照先前编纂的指令消息再现动作。伺服轴的活动速度由手摇轮的动弹速度和MPG的倍率所决定，当手摇轮遏制动弹，伺服轴也会遏制进给；如继续动弹，伺服轴会继续施行动作，从而无效防止机械撞机。

它的号令来历为台达交换伺服指令寄放器8组内部指令（参数P1-15~P1-30设定），伺服电机运转的速度则由参数P1-36~P1-43设定。

通过对机械布局、负载惯量、输出扭矩的阐发计较，故选用下列伺服：ASDA 3kW1台、ASDA 2kW1台、ASDA 1kW2台、ASDA 200W2台、ASDA 100kW1台，共7台伺服驱动器做下位节制器。

（2）通过伺服内置的活动节制器和外部的I/O来规划的8组指令寄放器是实现对机械第七轴（D轴）节制的环节。

（1）具有多种节制模式，可与上位节制器矫捷共同，使用普遍。

气动电磁阀，规格DC24V，节制机械手夹紧气缸和出产线其他辅助动作。

机械手臂工作流程和NC编程如图四：

这六台伺服采用的是速度节制模式，数控系统的伺服轴口输出 +/-10V的模仿量电压来节制伺服电机扭转，并及时通过伺服驱动器的PG分周比输出OA/OB/OZ信号将伺服活动形态反馈给数控系统，来实现半闭环节制的目标，来机械手臂的活动精度。

定位精度：2mm。

5.平安

1.伺服活动轴

图三 示教盒

（5）丰硕的软件功能，便利用户用调试。

测试完成后，激活“主动运转”功能，机械手臂便会按照法式中设定的速度一般运转。

（2）电压号令型 (V-Command) 伺服接口，最小解析精度0.001mm，可共同光栅尺或扭转编码器实现闭环、半闭环节制，可以或许满足精度要求。

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2.硬件的构成和6＋1的设想架构实现

电子脉冲发生器（MPG手摇轮），规格DC5V，在手动和模式下，发生脉冲信号节制伺服轴位移。