機械手臂切削應用
整合關鍵項目
機械手臂自動化系統整合過程中的重要項目為機械手臂核心、可程式控制器PLC、工件料架、夾爪形式等所組合而成一套完整時序控制。
時序控制流程
機械手臂介紹
Robot是由進行動作部分和控制動作部分所組成。
(1) 進行動作部分稱為機構模組，利用6個伺服馬達多關節做出不同姿態進行移動和定位。
(2) 控制動作部分稱為控制模組，包含主機板、I/O Module、伺服驅動器、教導器等。
圖為機械手臂6個軸示意、教導器與控制箱體
機械手臂坐標系轉換
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JOINT 關節座標系 |
FANUC Robot六軸分別為 J1~J6軸,各自分別旋轉,在機構上均有標明 +/-方向 |
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JGFRM手動直角座標系 |
JGFRM為Jog Frame(手動操作座標)Robot定位完成，即是確定JGFRM直角座標系的X/Y/Z/A/B/C方向 |
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WORLD世界座標系 |
世界座標系其意義與JGFRM完全相同，差異在無法重新設定XYZ方向。 |
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TOOL工具座標系 |
TOOL工具座標系附著末端工具上，當工具角度改變，XYZ方向也隨之改變。 |
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USER使用者座標系 |
有時料架設備放置方向，與Robot呈現不平行或不垂直的斜角，針對教點非常不方便。這時可用USER使用者座標系，以方便點位教導工作。 |
機械手臂教導器
利用高階NX軟體可快速計算出模型粗加工路徑，選擇最佳入刀位置，透過匯入路徑功能轉出，軟件具有極佳的相容性。
利用高階NX軟體可快速計算出模型粗加工路徑，選擇最佳入刀位置，透過匯入路徑功能轉出，軟件具有極佳的相容性。
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機械手臂電控箱體數位I/O卡
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物料架子
料架屬置放工件的周邊設備，一般多依據工件外型或夾持方式做為設計重點，料架必須穩定不晃動且避免與手臂夾爪干涉，以實現機械手臂高重覆定位精度的優勢。
風壓電磁閥元件
電磁閥是以電磁線圈通電、斷電來控制空氣源，進而達到控制氣動閥門啟閉或改變流量的目的性，在電控系統中為重要角色之一。
機械手臂夾爪形式
夾爪部分為三爪式,透過風壓電磁閥帶動爪上的軟爪夾緊或放鬆工件,一般軟爪設計會依據工件外型曲面設計，以夾緊工件且不變形為主。空壓需求:4kgf~6kgfm。
機械手臂基本指令
程式格式
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行號 |
動作型式 |
教導位置 |
速度 |
連續性 |
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1: |
J |
P[1] |
100% |
FINE |
J Joint 關節動作
關節動作 J 是指，藉由6個關節各自獨立轉動，以達目標位置的姿態，因此此路徑通常不是直線。
L Linear 直線動作
直線動作L是指，工具中心點TCP從起始位置到目標位置的路徑強制為直線，除了瞬間的加速度、減速度之外，基本上是等速度運動。
另一種也可以使用直線動作L，如下圖所示
C Circular 圓弧動作
圓弧動作C是指，工具中心點TCP從起始位置，中途繞到<經過位置>，到目標位置的路徑強制為圓弧。
機械手臂實際路徑指令
可程式控制器(PLC)
可程式控制器簡稱PLC，具微處理器的數位裝置，由內部CPU透過指令控制或監督所有種類機械和電氣整合系統。
PLC迴路架構可分為NPN和PNP配線方式，如右圖(1);FX3U系列輸出入端子配置圖，如右圖(2)
可程式控制器PLC軟體連線設定
採用MELSOFT GX Works2編輯PLC階梯圖，傳輸程式通訊設定。
可程式控制器PLC軟體介面
採用MELSOFT GX Works編輯PLC階梯圖，作為時序控制最佳利器。。
人機介面HMI硬體
- 型號:MT6071IP
- 顯示器:7”TFT LCD
- 解析度:800X480
- 記憶體:128MB
- 處理器:Cortex A8
人機介面軟體 EasyBuilder Pro
透過EasyBuilder Pro可建立PLC和HMI Interface溝通暫存記憶體，暫存記憶體可記錄當下狀態或指令控制功能
影片
單手臂上下料自動化
雙手臂搬運&切削路徑自動化整合
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