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        PLC在工業(yè)機(jī)器人控制中的設(shè)計(jì)應(yīng)用

        2019-09-10 09:05:34楊登科
        理論與創(chuàng)新 2019年1期
        關(guān)鍵詞:以太網(wǎng)

        楊登科

        【摘要】PLC在六關(guān)節(jié)工業(yè)機(jī)器人控制中具有很好的價(jià)值?;诖?,本文闡述了六關(guān)節(jié)工業(yè)機(jī)器人結(jié)構(gòu)、電機(jī)選擇和系統(tǒng)模型控制等工業(yè)機(jī)器人結(jié)構(gòu)和控制方法,同時(shí),提出了PLC在六關(guān)節(jié)工業(yè)機(jī)器人控制中的設(shè)計(jì)應(yīng)用,主要包括了工業(yè)機(jī)器人的電路驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)、參數(shù)選擇、系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)等,通過論述以上設(shè)計(jì)應(yīng)用方法,來為設(shè)計(jì)人員提供一些參考。

        【關(guān)鍵詞】PLC;六關(guān)節(jié)工業(yè)機(jī)器人控制;以太網(wǎng)

        工業(yè)機(jī)器人作為工業(yè)發(fā)展的趨勢,為各個(gè)工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域做出了非常大的貢獻(xiàn),不僅提高了勞動(dòng)生產(chǎn)力,還提高了工業(yè)自動(dòng)化進(jìn)程。工業(yè)機(jī)器人是通過提供運(yùn)動(dòng)執(zhí)行程序,來進(jìn)行復(fù)雜的工作任務(wù)。近年來,不斷發(fā)展出來的智能機(jī)器人,已經(jīng)能夠按照原有的記憶裝置來實(shí)現(xiàn)復(fù)原示教的動(dòng)作,進(jìn)而完成自動(dòng)重復(fù)執(zhí)行動(dòng)作。

        1 PLC在六關(guān)節(jié)工業(yè)機(jī)器人控制中的設(shè)計(jì)應(yīng)用

        1.1工業(yè)機(jī)器人的電路驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)

        PLC和電機(jī)繞組需要通過驅(qū)動(dòng)電路,并使用電機(jī)的大電流及PLC弱點(diǎn)分離出來,來確保計(jì)算機(jī)能夠不受到外界磁場的干擾,因此,需要設(shè)計(jì)光電隔離方法的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路。此次設(shè)計(jì)采用了四排硬件脈沖方式運(yùn)行,一臺(tái)步進(jìn)電機(jī)的相關(guān)需要PLC對(duì)4個(gè)點(diǎn)來控制,這樣設(shè)計(jì)采用的輸出是內(nèi)部波形設(shè)計(jì)。

        1.2參數(shù)選擇

        此次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)采用的是三菱FX系列的PLC,而PLC型號(hào)是FX-64MT,從電路的結(jié)構(gòu)來看,選擇達(dá)林頓管和V1-V4的參數(shù)。需要根據(jù)電機(jī)的一些電阻及靜態(tài)電流值,來計(jì)算出達(dá)林頓管的電流及電壓值,同時(shí),還需要充分考慮達(dá)林頓管的功率及散熱片計(jì)算。此外,還要考慮電機(jī)功率和供電電壓等級(jí),提升電機(jī)的效果,來留有一定預(yù)留。電阻是用于限制繞組中的電流值,由于電阻值很小且電流很大,電阻功率需要滿足原有電流要求,因此,步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器可以設(shè)計(jì)成為一個(gè)模塊。

        1.3系統(tǒng)的硬件配置

        該系統(tǒng)是使用晶體管型作為PLC控制系統(tǒng)的重點(diǎn)內(nèi)容,其具有的內(nèi)部輸入端接入信號(hào)主要包括示教盒控制面板,比如中樞按鈕及機(jī)器關(guān)節(jié)限位和水平接近開關(guān),系統(tǒng)的輸出階段需要接入驅(qū)動(dòng)器的控制六關(guān)節(jié)機(jī)器人來執(zhí)行示教動(dòng)作,硬件的系統(tǒng)框架圖內(nèi)容如下:檢測系統(tǒng)的輸入狀態(tài)—Fx可編程制造器—6步驅(qū)動(dòng)器—開始六關(guān)節(jié)機(jī)器人—驅(qū)動(dòng)電源。

        PLC軟件程序設(shè)計(jì),六關(guān)節(jié)機(jī)器人在軟件設(shè)計(jì)中,需要使用復(fù)讀式機(jī)器方法,同時(shí)具有自主學(xué)習(xí)能力,可以按照記憶裝置存儲(chǔ)信息具有人手示教的動(dòng)作,示教的動(dòng)作能夠自動(dòng)執(zhí)行動(dòng)作,使用示教盒完成三種控制方法來進(jìn)行控制操作:

        (1)手動(dòng)方法設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過程中,通過對(duì)機(jī)器人的各個(gè)關(guān)節(jié)進(jìn)行調(diào)整,能夠?qū)崿F(xiàn)達(dá)到任意的工作位置與工作原點(diǎn),需要確定極限位置;

        (2)手動(dòng)示教位置工作方式,通過使用工作原點(diǎn)的機(jī)器人是借助手動(dòng)按鍵示教在日后工作中所具有的一些動(dòng)作。比如在機(jī)械設(shè)備工作中,讓機(jī)器人在A點(diǎn)首先抓取一個(gè)物體W,需要越過一個(gè)障礙物達(dá)到Z高度,再借助物體W到B點(diǎn),并使用記憶元件把手動(dòng)示教記憶下來;

        (3)自動(dòng)工作方法。需要借助記憶元件存儲(chǔ)數(shù)據(jù),并執(zhí)行電機(jī)的動(dòng)作,使其和示教工作方式中的動(dòng)作相同,共同完成所要求的生產(chǎn)任務(wù)。PLC軟件程序主要包括以下內(nèi)容:初始化運(yùn)行復(fù)位—手動(dòng)工作——自動(dòng)工作——調(diào)用數(shù)據(jù)傳送——數(shù)據(jù)比較——自動(dòng)工作——雙四拍脈沖輸出——正轉(zhuǎn)程序。

        (4)程序設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)內(nèi)容是功能補(bǔ)償,傳統(tǒng)的機(jī)械傳動(dòng)存在著誤差,來使得機(jī)器人的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)存在著返回誤差,既不能返回原有的程序隨著運(yùn)轉(zhuǎn)次數(shù)的增加,積累定位存在著定位誤差。在程序執(zhí)行的過程中,需要校正程序。校正的方法存在著補(bǔ)償信息,其中補(bǔ)充的方法是每一個(gè)循環(huán)對(duì)每一個(gè)步驟進(jìn)行適當(dāng)?shù)难a(bǔ)充脈沖補(bǔ)償,相較于準(zhǔn)確的原位,在消除返回誤差辦法通過結(jié)算循環(huán)次數(shù),在循環(huán)次數(shù)后,需要進(jìn)行繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的步行電機(jī)施加補(bǔ)充脈沖補(bǔ)償,來消除積累定位誤差。

        2結(jié)論

        綜上所述,PLC在六關(guān)節(jié)工業(yè)機(jī)器人控制中是讓控制程序代碼獨(dú)立于硬件。在此基礎(chǔ)上,系統(tǒng)的輸出階段需要接入驅(qū)動(dòng)器的控制六關(guān)節(jié)機(jī)器人的執(zhí)行示教動(dòng)作;同時(shí),需要根據(jù)電機(jī)的一些電阻及靜態(tài)電流值,來計(jì)算出達(dá)林頓管的電流及電壓值。因此,PLC在六關(guān)節(jié)工業(yè)機(jī)器人控制中能夠形成一個(gè)簡單可行的FA設(shè)備。

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