機械手控制系統

機械手控制系統介紹

機械手控制系統發展歷史

機械手控制系統是伴隨著機械手（機器人）的發展而進步的。機械手是在早期出現的古代機器人基礎上發展起來的，機械手研究始於20世紀中期，隨著計算機和自動化技術的發展，特別是1946年第一台數字電子計算機問世以來，計算機取得了驚人的進步，向高速度、大容量、低價格的方向發展。同時，大批量生產的迫切需求推動了自動化技術的進展，又為機器人和機械手控制系統的開發奠定了基礎。另一方面，核能技術的研究要求某些操作機械代替人處理放射性物質。在這一需求背景下，美國於1947年開發了遙控機械手控制系統和遙控機械手，1948年又開發了機械式的主從機械手控制系統和機械手。
機械手控制系統首先是從美國開始研製的。1954年美國戴沃爾最早提出了工業機器人的概念，並申請了專利。該專利的要點是藉助伺服技術控制機器人的關節，利用人手對機器人進行動作示教，機器人能實現動作的記錄和再現。這就是所謂的示教再現機器人控制系統。現有的機器人控制系統差不多都採用這種控制方式。1958年美國聯合控制公司研製出第一台機械手鉚接機器人控制系統。作為機器人產品最早的實用機型（示教再現）是1962年美國AMF公司推出的“VERSTRAN”和UNIMATION公司推出的“UNIMATE”。這些工業機器人和相關控制系統主要由類似人的手和臂組成它可代替人的繁重勞動以實現生產的機械化和自動化，能在有害環境下操作以保護人身安全，因而廣泛套用於機械製造、冶金、電子、輕工和原子能等部門。
機械手控制系統經歷了以下幾個階段：機械手完成放射源轉運年代、化工產品垛機械手年代、工業用機械手興起和發展年代。
隨著汽車行業和塑膠行業的發展，西歐、日本、蘇聯和中國等地域機械手及其控制系統也開始百花爭放。
尤其注塑機機械手，發展更為迅猛，套用非常普遍，其控制系統經過幾十年的發展，現在已經趨於成熟和完善。
機械手控制系統的流派及品牌（塑膠）
注塑機機械手流派控制系統可以按地域劃分為歐美類，日本類，中國類。歐美和日本發展較早，技術相對較為完善。國產機械手控制系統起初主要是引進國外，但近一二十年來中國在這一方面的開發研究生產可謂是突飛猛進，如今國產機械手控制系統已逐步成熟，且國產價格相對比較低。中國的有台灣天行、大陸華成工控，歐洲西格瑪泰克、KEBA、日本星機和哈默。
機械手控制系統的種類是根據硬體的不同而加以分類的，主要有斜臂、橫走，按驅動方式可分為氣動、變頻、伺服。每個大類又有數個小種，而不同的小種又因不同的動作程式而不同。
斜臂機械手控制系統用於500T以下注塑機，動作程式有二三十套，最高距離精度可達到0.05mm，橫走機械手控制系統用於1600T內注塑機動作程式有四五十套，最高距離精度可達到0.05mm，而超大型注塑機則需配專門的控制系統 。

機械手控制系統組成

（注塑機機械手斜臂套）
工業機械手控制系統一般包括主控板、轉接板、顯示器、控制按鍵、配套電源等部分。下面主要針對工業機械手控制系統做下介紹。
主機
主機包括主控板，顯示屏，按鍵。其中主控板由單片機和相應電路板組成，單片機負責程式運行，電路板處理輸入輸出信號。（圖左）
轉接板
轉接板主要包含一些端子和繼電器，其功能是信號的轉接。 （圖上中）
配套電源及其他
電源用於控制系統供電，如蜂鳴器則是用於機器故障報警所用。

機械手控制系統前瞻

現代計算機技術的產業革命，將世界經濟從資本經濟帶入到知識經濟時代。在電子世界領域，從20世紀中的無線電時代也進入到21世紀以計算機技術為中心的智慧型化現代電子系統時代。而機械手控制系統則逐步發展為與計算機互聯，使機械手控制系統更加智慧型化，操作更加簡單方便。
隨著自動化的發展，機械手（機器人）套用將更加普遍。而沒有控制系統的機械手卻是一堆廢鐵，機械手的發展勢必與控制系統雙駒並馳。而日後機械手的反展也會反限於控制系統的發展，未來的人類社會將是機械手的時代。