基于 PLC 的机器人电气控制系统的设计
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PLC在工业机器人控制中的设计应用随着工业自动化技术的不断发展,工业机器人在生产制造领域中扮演着愈发重要的角色。
而作为工业自动化系统的关键组成部分之一,可编程逻辑控制器(PLC)在工业机器人控制中也发挥着不可替代的作用。
PLC通过其灵活可靠的控制能力,为工业机器人的运行提供了强大的保障,使得生产制造过程更加高效、精准,同时也提高了机器人的安全性和稳定性。
本文将着重探讨PLC在工业机器人控制中的设计应用,探讨其在工业机器人控制领域的重要性和作用。
一、PLC在工业机器人控制中的基本原理1. PLC的工作原理PLC是一种用于工业控制系统的数字计算机,其主要功能是根据预设的程序对输入的信号进行处理,然后输出相应的控制信号,以控制机器设备的运行。
PLC通过其自身的程序运行逻辑和存储能力来实现对设备和系统的自动控制,其操作方式简单灵活,运行稳定可靠。
PLC的工作原理是基于输入、输出和中央处理器三者之间的关系,当接收到输入信号时,PLC通过程序运算生成对应的输出信号,从而实现对设备的控制。
工业机器人是一种用于代替人工进行生产制造的自动化设备,其控制原理是借助先进的控制系统,通过程序控制精确地执行各种任务。
工业机器人通常由机械结构、控制系统、传感器和执行机构等部分组成,其中控制系统起着至关重要的作用。
控制系统通过传感器感知环境信号,然后根据预设的控制程序生成相应的控制信号,驱动执行机构完成各种动作任务。
工业机器人的控制系统要求具有高速、高精度和高可靠性,以满足各种复杂的生产制造需求。
1. 灵活多样的控制方式2. 高精度的动作控制3. 多功能的安全保护4. 高效稳定的通信接口PLC的设计应用不仅体现在其对机器人动作的控制上,还体现在其与其他设备的高效稳定的通信接口上。
工业机器人通常需要与各种传感器、执行机构、监控设备等各种设备进行数据交换和协作控制。
PLC作为中央控制设备,可以通过其丰富的通信接口,实现与各种设备的高效稳定的数据通信。
基于 PLC 码垛机器人控制系统的设计作者:颜安冷晓春宋艳芳来源:《科学与财富》2020年第20期摘要:随着工业自动化技术的进一步成熟与发展,码垛机器人在水泥、包装、物流等行业已经得到了广泛的应用,并且在工业自动化产业的升级发挥着重要作用。
由于市场环境不断变化和工业4.0的提出与发展,本文研究开发了基于 PLC 一款四自由度直角坐标纸箱码垛机器人,来代替人工码垛。
关键词:PLC;交流伺服;码垛机器人1.;;;;; 引言自动化码垛技术作为物流方面的重要环节,在工业自动化中已经得到了广泛的应用。
例如在自动化流水线上,通过机器人把从流水线上输送过来的纸箱等物料按照实现规定的摆放规则依次在托盘上堆放起来,其主要目的是为了使得物料的存储、搬运、运输变得更加方便有序。
而传统的机械式自动化码垛设备己经不能满足人们对工业生产自动化的高要求,取而代之的是更为先进的智能化码垛机器人。
2.;;;;; 码垛机器人组成根据工厂生产线的实际情况,设计一款4自由度的直角坐标机器人就能够实现码垛任务。
该机器人的空间姿态少,结构简单,重复定位精度高,其三维视图如图1所示。
码垛机器人不但可以沿着 X 轴(前后),Y 轴(左右),Z 轴(上下)方向作直线运动,还能够旋转(R)定位,R 轴的旋转实现对货物的夹取以及码垛,其中 R 轴附加在Z 轴。
3.;;;;; 控制系统设计方案3.1;; 控制系统的思路控制系统的流程框图如图2所示。
由图2所知,采用三菱 PLC 作为主控制器,交流伺服电机和气缸作为执行机构,位置传感器和光电编码器作为实时检测装置。
主要作用是用来检测是否码垛和码垛的位置,实现对码垛位置的精确定位以及控制电机的运转。
现场工作人员按照生产控制要求操作,指挥码垛机器人完成相关的工作任务。
3.2控制系统的方案其中前三个伺服电机分别控制 XYZ 三个轴的运动,最后一个电机驱动末端执行器的夹紧和放松以及旋转运动,码垛机器人在不同的工作方式下有不同的运行模式。
PLC在机器人控制系统中的应用案例机器人控制系统在现代工业中发挥着重要的作用,它能够自动执行一系列复杂的任务,提高生产效率并减少人力资源成本。
在机器人控制系统中,可编程逻辑控制器(PLC)的应用日益普及。
本文将介绍几个具有代表性的PLC在机器人控制系统中的应用案例,以展示PLC在工业自动化中的重要性。
案例一:焊接机器人控制系统在汽车制造行业,焊接工作是一个常见且关键的工序。
传统上,焊接工作由人工完成,但效率低且存在质量不稳定的问题。
通过引入PLC,焊接机器人控制系统实现了自动化焊接过程。
PLC通过与传感器和执行器的连接,实时监测焊接质量、控制焊接参数,从而确保焊接质量的稳定性。
PLC还能够根据生产线的需求,灵活调整焊接机器人的工作模式和路径,实现批量生产和多种产品焊接的灵活转换。
案例二:物料搬运机器人控制系统在仓储物流行业,物料的搬运是一项重要而繁琐的任务。
传统的人工搬运方式容易出现疲劳和误操作,效率低下。
而引入PLC的物料搬运机器人控制系统能够实现自动搬运过程,提高搬运效率和准确性。
PLC通过与仓库管理系统的连接,能够准确获取物料的位置和数量信息,并根据需求进行分拣、装载和运输。
PLC还能够智能化地规划搬运路径,避免碰撞和拥堵,提高物料搬运的安全性和效率。
案例三:装配机器人控制系统在电子产品制造行业,装配工作需要高度的精确性和稳定性。
PLC在装配机器人控制系统中充当着重要的角色,实现了高效、准确的产品装配。
PLC通过与传感器的连接,能够实时检测装配工艺中的关键参数,如零件的位置、装配力度等。
基于这些数据,PLC能够控制机器人的动作,保证装配过程的准确性。
PLC还能够实现工艺参数的灵活调整,适应不同产品的装配需求。
结论PLC在机器人控制系统中的应用案例展示了其在工业自动化中的重要作用。
通过PLC的引入,机器人控制系统能够实现自动化、高效率、高准确性的生产过程,提高工业生产的竞争力。
随着技术的不断进步,PLC在机器人控制系统中的应用将会更加广泛,为工业自动化带来更多的创新和发展。
基于PLC的电气自动化控制系统设计一、引言在工业生产和制造过程中,电气自动化控制系统起着至关重要的作用。
电气自动化控制系统通过各种电气设备和技术,实现对生产过程的自动控制和监测,提高了生产效率和产品质量。
其中,PLC(可编程逻辑控制器)是电气自动化控制系统中的核心。
本文将探讨基于PLC的电气自动化控制系统设计。
二、PLC的基本原理和特点PLC是一种特殊用途的计算机,用于控制工业自动化过程。
其基本原理是通过输入接口采集传感器和开关的信号,经过处理后,通过输出接口控制执行器和执行元件,从而实现对工业设备和生产过程的控制。
PLC的特点包括可编程性、可靠性、稳定性和实时性等。
三、PLC的应用领域基于PLC的电气自动化控制系统广泛应用于各个领域,包括制造业、化工业、电力系统、交通运输等。
在制造业中,PLC可以控制机械设备、生产线和装配过程,实现自动化生产和监控。
在化工业中,PLC可以控制各种化工过程,确保生产过程的安全和稳定。
在电力系统中,PLC可以监控和控制电力变压器、开关设备和电力输配系统,保证电力系统的正常运行。
四、PLC的软硬件配置PLC的软硬件配置决定了其在电气自动化控制系统中的功能和性能。
通常,PLC的硬件配置包括CPU、输入模块、输出模块、通信模块和电源模块等。
软件配置包括PLC编程软件和可视化软件等。
通过合理配置PLC的软硬件,可以满足不同应用场景下的控制需求。
五、基于PLC的电气自动化控制系统设计步骤1. 确定控制需求:根据具体应用场景和需求,确定需要控制和监测的设备和过程。
2. PLC选型:根据控制需求和性能要求,选择适合的PLC型号和配置,确保满足控制系统的要求。
3. 硬件布置:根据设备和过程的布局,合理布置PLC的硬件组件,如输入模块、输出模块和通信模块等。
4. 编程设计:使用PLC编程软件,设计控制程序,包括逻辑控制、数据采集和通信等功能。
5. 软件界面设计:使用可视化软件,设计人机界面,使操作者能够直观地监控和控制系统。
收稿日期:2018-08-28基金项目:福建省自然科学基金项目(2018J01556);2018年福建省高校杰出青年科研人才培育计划(闽教科〔2018〕 47号);宁德师范学院重大科研项目培育计划项目(2017ZDK20);福建省本科高校教育教学改革研究 项目(FBJG20170254)作者简介:胡洪钧(1988 -),男,江西九江人,讲师,硕士,研究方向为机电控制与机器人技术。
基于PLC 和触摸屏的SCARA 机器人控制系统设计Design of SCARA robot control system based on PLC and touch-screen胡洪钧HU Hong-jun(宁德师范学院 信息与机电工程学院,宁德 352100)摘 要:对实验室里闲置的二手SCARA机器人进行改造,采用PLC与触摸屏重新构建了机器人控制系统。
上位机由PC机和触摸屏组成,互相通信的两台PLC构成系统下位机。
介绍了该机器人硬件系统的工作原理及其组成;对系统软件设计进行了解析,其中重点介绍了人机交互界面的设计;最后对该机器人系统的现场调试进行了阐述。
关键词:SCARA机器人;可编程控制器(PLC);触摸屏;系统调试中图分类号:TP24 文献标识码:A 文章编号:1009-0134(2019)05-0098-030 引言SCARA 机器人具有3个旋转关节和1个移动关节,旋转关节轴线相互平行,在平面内进行定位和定向,移动关节用于完成末端执行器在垂直于平面的运动[1]。
该机器人大量用于装配印刷电路板和电子零部件,可以伸进有限空间中作业然后收回,适合于搬动和取放物件。
图1所示为实验室闲置的SCARA 机器人的外观图,由于年久失修,该机器人控制器基本报废,因此需要对机器人控制系统进行改造,使得机器人恢复基本功能。
SCARA 机器人控制器大多采用专用控制器或“PC 机+运动控制卡”[2],其优点在于功能模块集成程度高,程序语言严谨,但是这种控制器开放性较差,而且价格偏高。
基于PLC的机械手控制设计本文主要介绍了基于PLC的机械手控制设计。
随着现代制造技术的不断发展,机械手在工业生产中的应用越来越广泛,机械手控制系统的控制方式也在不断更新迭代。
本文提出了一种基于PLC控制机械手的新型控制方案。
1.机械手的基本原理机械手是一种基于电气、电子、机械、气动等多种技术相结合的智能机器人,其通过伺服电机、减速器、编码器等组件,实现了对各类物品的精准抓取、搬运、插入、安装等功能。
机械手控制系统一般由PLC、传感器、驱动模块等组成。
2.PLC的基本原理PLC(可编程控制器)是一种基于逻辑控制的自动化控制系统,主要由CPU、存储器、输入/输出模块、通信模块等组成。
通过编写PLC程序,可以实现对各类自动化设备的控制和管理。
(1)PLC编程设计程序编写是PLC系统中最重要的部分,这里以三轴机械手为例,可以将机械手运动分解成若干个基本的运动要素:横向、竖向、旋转。
通过PLC程序让机械手根据场景要求完成一系列的运动需求。
(2)PLC输入输出配置PLC输入/输出配置是设计控制系统时非常重要的部分。
基于PLC的机械手控制系统,输入/输出模块可以通过编程实现对机械手的控制。
需要根据机械手控制系统对应的型号、规格、要求等,对PLC输入/输出模块进行配置。
(3)硬件选型与安装本文实现的基于PLC的机械手控制,需要选择适合的硬件设备完成组装,并进行布线和安装。
(4)系统调试和优化在完成硬件组装和软件编程后,需要对整个机械手控制系统进行调试和优化。
主要是通过测试各项运动功能是否符合预期要求、能否按时完成任务等。
(1)控制精度高:PLC的控制精度高,支持对伺服电机进行精准控制,可以保证机械手运动精度。
(2)程序编写灵活:PLC编程可以根据生产实际需求,灵活定制机械手的各个运动要素及相应动作。
(3)易于维护:PLC控制系统将整个机械手控制系统设备集成在一起,为运维和维护带来便利。
(4)可实现远程监控:PLC控制系统可以通过网络连接实现远程监控,实时获取机械手的运行状态和运动参数。
基于PLC的电气自动化控制系统设计1. 引言1.1 背景介绍电气自动化控制系统是现代工业生产中十分重要的一部分,它可以有效提高生产效率、降低成本、提高产品质量和可靠性。
随着科学技术的不断发展,人们对电气自动化控制系统的要求也越来越高,迫切需要一种能够更灵活、更可靠、更智能地实现控制的技术工具。
随着PLC(可编程逻辑控制器)技术的不断成熟和普及,它在电气自动化控制系统中的应用也越来越广泛。
PLC具有高度可靠性、强大的逻辑处理能力、灵活的编程方式、便于使用和维护等优点,使其成为电气控制系统设计中的首选方案。
本文旨在对基于PLC的电气自动化控制系统设计进行深入探讨,从PLC的概念和特点、电气自动化控制系统的基本原理、PLC在电气自动化控制系统中的应用、PLC的选型与配置以及PLC控制程序设计等方面展开详细介绍。
通过本文的研究,可以更好地了解PLC在电气自动化控制系统中的作用,为实际工程应用提供参考和指导。
1.2 研究意义电气自动化控制系统作为现代工业生产中不可或缺的重要组成部分,其设计与应用已经成为工程领域中的研究热点。
通过对电气自动化控制系统的研究,可以提高生产效率,优化生产流程,降低人力成本,提高产品质量,减少生产安全风险等方面的好处。
随着技术的不断发展和进步,电气自动化控制系统在各个领域的应用也越来越广泛,相关研究的意义与价值也日益凸显。
PLC作为电气自动化控制系统中的核心控制设备,具有高度可靠性、灵活性强、适应性广等优点,在工业控制领域得到了广泛应用。
对基于PLC的电气自动化控制系统的设计与研究具有重要的意义。
通过对PLC的概念、特点、应用等方面进行深入分析,不仅可以帮助工程师更好地理解和掌握PLC在电气自动化控制系统中的作用机制,同时也能够为工程实践提供更合理、更高效的解决方案。
对基于PLC的电气自动化控制系统的设计研究具有重要的理论与实践意义。
1.3 文献综述文献综述部分主要对国内外关于基于PLC的电气自动化控制系统设计的相关研究进行总结和分析。
基于PLC的电气工程自动化控制设计摘要:电气工程自动化应用广泛,特别是当前工业生产下电气设备数量不断增多,自动化、智能化技术也不断提高,这对自动化控制设计提出更高的要求。
文章对PLC技术的原理进行分析,探讨PLC技术应用优势进行分析,探讨PLC技术下自动化控制策略。
关键字:PLC技术;电气工程;自动化;电气控制引言PLC技术在当前行业发展过程当中的应用范围非常广,并且这项技术在应用中能体现出诸多优势,具有较强的实用性,近几年来,电气工程领域发展速度越来越快,因此人们对于技术设备方面有了更高的要求,PLC技术就能有效提高工作的效率。
减少工作人员的劳动力。
为了能够更好的去发挥出这项技术的应用效果,相关企业需要加强对PLC技术的学习和研究,从而实现电气控制自动化水平的提升。
1PLC技术的原理概述PLC(可编程逻辑控制器)技术是工业自动化中一个广泛使用的电气控制技术。
它的基本原理是通过对输入输出信号进行逻辑运算和处理,实现对电气设备的控制。
PLC系统通常由中央处理器、输入输出模块、通信模块、电源模块等组成。
中央处理器是整个系统的核心,它负责接收输入信号、进行逻辑运算和处理,并生成控制信号。
输入输出模块则用于将外部信号转换为数字信号,以便中央处理器进行处理。
通信模块则用于与其他设备进行通信,以实现对整个系统的监控和控制。
电源模块则提供电力支持,保证整个系统的正常运行。
在PLC系统中,输入和输出信号是系统的核心。
输入信号用于检测外部环境的状态,例如传感器信号、按钮信号等;输出信号则用于控制外部执行器的行为,例如电机、气缸、蜂鸣器等。
PLC系统通过对输入信号进行逻辑运算和处理,最终实现对输出信号的控制和调节。
每种编程方式都有其独特的特点和适用场景,可以根据具体应用场景进行选择和使用。
总之,PLC技术的应用非常广泛,可以用于自动化生产线、机器人控制等领域。
因为PLC系统具有模块化、可编程、可扩展、可靠性高等优点,所以在现代工业控制中得到了广泛的应用。
基于PLC的焊接机器人控制系统设计扬州大学广陵学院本科生毕业设计毕业设计题目基于PLC的焊接机器人控制系统设计学生姓名专业班级指导教师完成日期摘要焊接机器人作为工业机器人应用的一个重要领域,对提高企业的工作效率、提升产品质量、降低企业的生产成本等方面都有着非常重要的意义。
根据焊接机器人的控制需要,设计了基于PLC的焊接机器人控制系统。
焊接机器人控制系统是焊接机器人的核心部分,它是机器人控制柜和主控制柜以及夹具操作台之间通讯的桥梁,它可控制伺服的启动、暂停、旋转速度等,从而控制夹具翻转;可控制机器人和夹具之间的联动,使焊接动作能够自动的运行,并且能实现任意的暂停再启动和紧急停止再启动。
系统经过调试,联系焊接样件可知,本课题所设计的控制系统能良好的运行,适应各种环境干扰,能够较为准确的沿着示教的轨迹进行焊接,而且焊接质量达到了产品的质量要求。
关键字:焊接机器人、控制系统、PLC、伺服控制AbstractWelding robot as an important field of industrial robot applications, to improve the efficiency of enterprises, improve product quality, reduce the production cost of enterprises have a very important significance. According to the control of welding robot, designed a welding robot control system based on PLC. Welding robot control system is the core part of the welding robot, it is a bridge of communication between the robot control cabinet and main control cabinet and the jig operation platform, it can control servo motor start, pause, such as rotation speed, so as to control the fixture turnover; can control the robot and the linkage between the clamp, welding operation can be run automatically, and can realize any pause and restart and emergency stop and restart. The system after the debugging, the contact welding sample, control system designed by this paper can run in good, adapt to various environment interference, can accurately along the teaching track welding, and welding quality meets the quality requirement of products.Key words:Welding robot、control system、PLC、servo control目录第一章绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 焊接机器人的国内外研究现状 (1)1.3选题背景和意义 (2)1.4课题的主要研究内容 (3)第二章焊接机器人 (4)2.1 焊接机器人的组成 (4)2.2 焊接机器人的分类 (4)2.3 焊接机器人的常用控制方式 (7)2.4 焊接机器人的应用 (8)2.5 焊接机器人的发展趋势 (9)第三章控制系统 (10)3.1 伺服控制系统 (10)3.1.1 伺服控制系统的概述 (10)3.1.2 伺服控制系统的机构组成 (10)3.1.3 伺服控制系统的技术要求 (11)3.2 PLC控制系统 (11)3.2.1 PLC控制系统的概述及其特点 (11)3.2.2 PLC的基本结构及其分类 (13)3.2.3 PLC的型号选择 (20)3.2.4 PLC的性能指标与发展趋势 (24)3.2.5国内外PLC产品简介 (26)第四章硬件电路的设计 (28)4.1 PLC的选取 (28)4.2元器件的选择 (33)4.2.1断路器的选择 (33)4.2.2继电器的选择 (34)4.2.3 交流接触器的选取 (35)4.3 PLC的主控柜接线图 (37)第五章软件设计 (38)5.1 I/O的分配 (38)5.2 触摸屏的设计 (40)5.2.1 HMI的概述 (40)5.2.2 触摸屏画面的设计 (42)5.3 伺服控制 (47)5.4梯形图 (49)5.4.1程序梯形图见附录 (53)第六章系统安装与调试 (54)6.1引言 (54)6.2 焊接机器人的系统安装于调试 (54)6.2.1 焊接机器人的系统安装 (54)6.2.2 焊接机器人的调试 (54)6.3 机器人焊接实验 (55)6.3.1 焊接机器人的焊接实验 (55)6.3.2 焊接机器人实验及其结果分析 (58)6.4 小结 (59)第七章总结 (60)参考文献 (61)致谢 (62)第一章绪论1.1 引言焊接时一种将材料永久连接起来,成为具有给定功能的结构的制造技术。
基于 PLC 的机器人电气控制系统的设计
发表时间:2018-04-02T11:55:00.723Z 来源:《红地产》2017年7月作者:侯跃云
[导读] PLC 是专为工作环境条件较恶劣的工业应用而设计的,其可以控制各种自动化应用。
1 PLC 技术概述
1.1 PLC 技术的结构可编程逻辑控制器,其实质是一种专门用在工业控制领域的计算机,它的主要结构基本与微型计算机基本相同,PLC 技术的结构为:电源,PLC 的电源对整个系统的正常工作起着非常重要的作用。
假如没有可靠、良好的电源为其供电,PLC 是无法工作的,因此制造商是非常重视对可编程逻辑控制器的电源的设计制作;中央处理单元 (CPU),中央处理单元 (CPU) 是 PLC 的控制中心,主要是以扫描的方式收发现场各输入设备的状态和数据,然后分别存入 I/O 映象区,再读取程序进而控制相应设备;存储器,主要分
为存放系统软件的系统程序存储器和存放应用软件的用户程序存储器;输入输出接口电路,输入接口电路用于连接 PLC 与现场控制的接口界面,输出接口电路集成了选通电路、数据寄存器和中断请求电路;功能模块,如计数、定位等;通信模块。
1.2 PLC 技术优势 PLC 技术在维护机械运转和数字化运算方面具有一定的优势,能结合传统继电技术,确保互联网和自动化结构符合常规性技术标准。
技术本身具有一定的价值优势,能在推动工业进程的基础上,维护工业生产的精简效果。
PLC 作为现代化工业中较为重要的项目结构和管理器件,整体管控结构的实效性价值十分关键,能在优化整体机械工程与自动化项目效率的同时,确保相关技术结构的优势得以发挥出来。
首先,PLC 技术操作性较高,多数 PLC 技术能有效支持相应的程序进行语言的互译管理,确保用户能有效掌握相关语言结构和模式,进一步提升应用效率。
并且,结合自动翻译功能的 PLC 技术也能为用户后续操作提供较为有效的保障。
需要注意的是,正是由于互译优势,在实现 PLC 技术编程的同时,也能减少外部处理的难度,集中简化了系统的整体结构问题,优化改善工作效率。
提升了 PLC 技术实用价值的过程中,借助统一国际标准通信协议,能为差异化厂家进行 PLC 技术互换提供坚实的保障,促进实践水平和处理效果的维护程度。
在整合调试操作水平的同时,也为提升 PLC 产品通信开放度提供了保障。
其次,PLC 技术设备体积小且能耗较少,在 PLC 技术装置结构中,由于集成电子线路的应用价值和整体处理水平,能在安装管理工作发挥实际水平的同时,确保相关处理结构和应用体系最优化,尺寸在 10 厘米以下时,PLC 技术设备中重量会在 150g 以下,确保消耗功率的维护程度贴合实际。
最后,PLC 技术抗干扰能力较强,在实际管理机制和整合措施统筹升级的基础好上,要对相关工艺流程的运行结构予以分析。
因此,结合 PLC 技术的界面管理水平对现场总线体系和 PLC 技术界面处理进行统筹整合,维护通信保障体系的实效性,也为后续工作中电磁、电路以及可靠性处理工作顺利完成提供保障。
2 基于 PLC 的机器人电气控制系统的设计要点
2.1 总体结构及流程设计系统的控制要求是实现方形和圆形玻璃的定尺寸打磨,即要求驱动流水线横向运动的电动机 M1 在达到设置尺寸后停止运动,光电编码器与横向运动电动机 M1 同轴连接,电动机的水平驱动位移与光电编码器的脉冲数输出成比例关系,光电编码器的输出与 S7-200CPU 的高速计数器输入相连接,利用高速计数器实时计算光电编码器输出脉冲数,通过计算即可测量出横向运动的长度。
组态实现长度宽度尺寸的设置和显示功能,人机界面将设置的相关参数传递给 S7-200CPU 的寄存器,执行用户程序计算当前横向移动距离和设置值的关系,打磨机构根据限制尺寸实现打磨,待打磨完成后,电动机 M3 驱动打磨机构实现纵向位移,光电编码器测量纵向位移的尺寸,当设置尺寸和测量尺寸相等时,垂直电动机 M2 驱动打磨机构垂直位移,行程开关限制垂直电动机行程位置,打磨机构垂直运动达到设置行程后,完成一次完整的控制任务,控制系统再次驱动电机进行流水线横向运动。
实现以上控制任务,控制系统应包括三大部分:主电路、控制部分和显示部分。
因此可以设计出控制系统的结构流程图。
系统结构流程图如图 1 所示。
图 1 系统结构流程图
2.2 电源电路设计在最机器人进行电气系统设计时,在设计的时候应考虑:安全性、经济性、可行性、外观及维修的方便性等。
电源电路是指全机器人的动力电路以及控制电路,主要包括:控制电路、电源电路、PLC 电源的开关电路以及动力电源转换回路。
控制系统主电源由空气开关控制,PLC 电源通断由启动按钮和继电器控制。
电源锁旋钮与启动按钮串联,当电源锁旋钮和启动按钮闭合,继电器的线圈得电,常开触点闭合,与启动按钮构成起一保一停控制回路,PLC 得电后开始循环扫描。
2.3 控制系统主程序设计
针对相应的控制要求,设计的 PLC 控制系统,通过组态人机界面完成对玻璃长、宽等参数的设置,利用 S7-200 系列 PLC 对台车电机、升降电机、进刀电机的运动控制。
为实现系统控制要求,完成控制任务,系统需要加入定时安全报警程序,即每一个动作启动时同时启动定时器,根据每个动作完成的时间设置定时器的定时时间,如果系统出现故障,定时时间到而未完成相应动作,停止后续动作,触发报警动作。
控制系统主要是为了完成玻璃定长定宽的打磨,主程序是控制电动机的设置长度和设置宽度的定尺寸打磨运动,主要完成下降、定宽、横向进给、定长打磨和上升运动。
在常用的梯形图设计方法中有经验设计法和顺序功能图设计方法,在此次主程序设计中采用顺序功
能图设计方法,全部用寄存器位来代表步具有概念清楚、编程规范、梯形图易于阅读和查错的优点。
利用以转换为中心的顺序控制梯形图设计方法,按照步及转换条件设计出主程序的顺序功能图如图 2 所示。
2.4 功能和性能参数轮式全向移动机器人系统的通信
功能和信息采集功能都是通过底层控制器来实现的,通信功能是通过 S7- 1200 的两个 PROFINET 接口分别与上位机或其他设备用普通网线相连实现,这里其他设备可以是另一个 PLC 的 CPU,如此可以为将来的功能扩展预留了途径;系统实现信息处理功能需要很多不同的数据,如电机编码器反馈的脉冲信息,底层控制器对收集到的信息数据进行整合,为控制机器人的自主或半自主运动提供数据依据。
参考文献:
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