性价比首选 新一代车床桁架机械手控制系统

2022年8月15日，ITES深圳工业展，华成工控推出了新一代QC-L3G车床机械手控制系统。接下来，高工机器人将与大家一探新品的“底细”，新在哪？有哪些落地场景？潜在市场需求又有几何？

桁架机械手的控制系统有多重要？

桁架机械手是最早出现的现代机器人之一，目前国内桁架机械手主要用于机床加工、铸锻、热处理、注塑等领域。

从原理来看，桁架机械手主要通过工业控制器（如运动控制、PLC等）实现作业。控制器对各种输入信号的分析处理，做出一定的逻辑判断后，对各个输出元件（继电器，电机驱动器，指示灯等）下达执行命令，完成X，Y，Z三轴之间的联合运动，以此实现完整的全自动作业流程，可以代替人工完成最基础的上下料，运输等工作。

而在实际的使用上，桁架机械手拥有较多的优点，如自动上、下料取代了人工操作，有效控制了节拍，避免了由于人为因素对生产节拍产生的影响，大大提高了生产效率。在机床行业，重量较小、多批次、加工节拍要求严格的小型轴类、盘类以及齿轮工件可以与桁架机械手较好地融合，有效提高生产效率，此外，桁架机械手成本较多关节机器人而言具有一定的优势。

然而随着终端企业要求的不断提高，桁架机械手的品类、性能亟待进一步提高。其中控制系统正是亟待改进的重要组成，控制系统作为中枢，影响着整机产品的大小、响应速度、安装难度、使用难度等。

体积更小、响应更快、使用更便捷

2005年至今，华成工控已推出了三代车床机械手控制系统。第一代产品是HC-L5 ，其支持5轴脉冲控制，但受限于接线数量以及伺服驱动器定义的差异，其安装和后期维护的成本较高。随后，针对上一代产品的局限性，华成工控推出基于ethercat总线的第二代桁架机械手控制系统EC-L3，其单轴支持100-1800w，最大支持8轴控制，适用于大功率，复杂的使用场景。

而针对桁架机械手的痛点，华成工控推出了最新一代车床机械手控制系统产品QC-L3G。据了解，QC-L3G产品在硬件、软件等均进行了结构的改进，配置了手控器、驱控一体机、伺服电机、编码器线、动力线、制动电阻、开关电源、说明书等，具有集成度高、响应快速、安装方便、抗干扰强、性价比高等特点。

具体来看，在驱控一体机上，QC-L3G长宽高分别为291mm、197mm、114.3mm，正面大小仅一张A4纸大小，重量更轻。同时减少了内部接线和外部接线，节省了安装时间和后期维护成本，也降低了故障率。

在手控器上，配备了8寸触摸屏、防油线缆，支持使能安全开关，采用全新外观结构，另针对上下料复杂场景，增加了双料盘模式与设置了独立车床安全区。

在伺服配置上，产品最大支持4轴控制，可匹配100w-750w伺服电机，支持增量和绝对值的方式，同是为了拓宽应用场景，伺服电机采用防水设计，可应用于油污较多的产线中。

在控制器架构上，产品采用多芯直连的驱控一体架构，基于共母线可以有效降能耗，在内部采用高速总线通讯方式，支持40路标准输入/标准输出，支持1路RS485接口、1路CAN总线接口。

而在软件算法上，产品针对多工序、多任务的情况进行了针对性的提升，程序控制周期1ms、伺服通讯周期250us、电流环62.5us，控制精度高达0.001mm。同时，产品在程序运行时支持多任务执行，每个模式包含了一个主程序和8个子程序，其中后台程序7和后台程序8自开机起一直循环运行，可以执行教导检测、自动控制等逻辑。

初始化程序6仅在自动开始前执行一次，可以在里面执行导轴、IO等的复位操作。初始化程序结束后开始执行主程序以及程序1到子程序5的一共6个程序，可在自动状态下同时运行，且在这之后初始化程序都不会执行，只有切换三档开关后，重新在自动模式下启动，才会执行初始化程序。

同时，华成工控还就料盘取放料进行了改进，优化了料盘堆叠逻辑。一般而言，料盘的参数设置有两种，一种是设置一个定位点+间距+个数，另一种就是三个定位点+个数，但在实际的使用中，可以发现由于料盘的安装问题或者料盘本身的问题，总有一个区域的物料不能精准放置。

针对此难点，华成工控引入了四点料盘功能，基于料盘的四个顶点和个数，通过算法计算每个放料点，其放料更为精准。此外，在车床行业，料盘大多数时候为两个，华成工控为了降低客户使用的难度，增加了双料盘模式，可以在一组堆叠中设置两个料盘的点位，在自动运行时会依次对每个料盘进行取放料，大大便捷了客户的使用。

此外，QC-L3G还附带有工艺逻辑与点位信息分离、单双头阀配置、车床一拖一、车床一拖二、改字工具、MODBUS通信等功能、组件。

在发布会会现场，华成工控桁架项目组主管庞工表示：“随着桁架机械手的不断发展，应用场景的持续拓宽，华成工控QC-L3G车床机械手控制系统的优势将会愈加明显，可以准确、效率高地完成上下料作业，同时可以有效降低工人的劳动强度。目前，华成工控QC-L3G控制系统售价为5499元，而前500台产品价格更有优惠，现场签约价只需4999元。”

关于QC-L3G产品对华成工控的意义，项目组主管庞工陈述道：“新推出的QC-L3G产品进一步丰富了公司的驱控一体控制系统产品线，进一步满足客户在上下料领域更高的控制系统需求，让公司可以为既定客户和其他客户提供更多产品与服务，帮助其提升产线效率，降低生产成本。”

据透露，在2022年8月16日-8月17日，在深圳工业展3号展馆C20展位，华成工控还将举办多关节机器人控制系统产品升级发布会以及注塑机械手控制系统产品升级发布会。

未来，华成工控将继续深入把握细分市场及客户需求，前瞻性考虑前端设计、生产制造、包装运输，售后维护等方面，深度研究和探索，继续推出更符合客户需求、性能更先进的运动控制产品，向工业控制领域核心供应商这一愿景持续前行。