伺服控制技術(shù)在噴碼機(jī)設(shè)備中的應(yīng)用

劉宇翔，陳偉巍，蔡文利，高 璐，譚 赟

（寶雞石油鋼管有限責(zé)任公司，陜西 寶雞 721008）

噴碼機(jī)設(shè)備目前已經(jīng)是鋼管制造、防腐生產(chǎn)線上的重要設(shè)備，寶雞石油鋼管有限責(zé)任公司（簡(jiǎn)稱寶雞石油）采用的噴碼機(jī)設(shè)備，其早期設(shè)備沒(méi)有自動(dòng)識(shí)別糾偏系統(tǒng)。噴印鋼管時(shí)，機(jī)器人只是根據(jù)鋼管規(guī)格在理論空間位置進(jìn)行噴印，而每根鋼管由于自身不圓度、直度，以及輥道傳輸定位等因素造成每次噴印時(shí)鋼管空間位置都會(huì)存在一定的變化，所以經(jīng)常會(huì)因噴頭與鋼管內(nèi)、外壁的碰撞損壞設(shè)備機(jī)構(gòu)。

新一代噴碼機(jī)設(shè)備在原噴碼機(jī)機(jī)器人前臂上增加伺服控制升降機(jī)構(gòu)，將原來(lái)安裝在機(jī)器人前臂上的噴頭等噴印部件安裝到伺服控制升降機(jī)構(gòu)上，當(dāng)機(jī)器人以設(shè)置好的軌跡在執(zhí)行噴印任務(wù)，伺服控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)控制噴頭機(jī)構(gòu)升降，從而保證了噴頭機(jī)構(gòu)底面與鋼管表面始終保持固定間距，既保證了噴版質(zhì)量，又避免了噴頭碰撞到鋼管內(nèi)、外壁而損壞設(shè)備機(jī)構(gòu)。

另外，伺服控制升降機(jī)構(gòu)前端部分可以旋轉(zhuǎn)角度，當(dāng)噴印鋼管外壁，噴頭機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)90°，機(jī)器人前臂不再需要完成復(fù)雜的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作即可完成噴印任務(wù)，而且可噴印的范圍更大［1-10］。

1 噴碼機(jī)噴頭機(jī)構(gòu)伺服控制系統(tǒng)的基本構(gòu)成

1.1 機(jī)械結(jié)構(gòu)組成

伺服控制系統(tǒng)如圖1 所示。將油墨噴頭、黑漆噴頭、墨盒、步進(jìn)電機(jī)、傳感器等噴印部件安裝在升降機(jī)構(gòu)上，升降機(jī)構(gòu)安裝在機(jī)器人前臂上，伺服電機(jī)運(yùn)行時(shí)通過(guò)皮帶輪傳動(dòng)帶動(dòng)升降機(jī)構(gòu)運(yùn)行。……