基于PLC的机器手运动控制系统设计.PDF

机器人 97 基于??幕?魇? 运动控制系统设计 Design of Movement Control System in Robot Arm Based on PLC 文/青岛橡胶轮胎设计院? 邢媛 摘要 ：机械手能够模仿人体上肢好的部分功能，看对其进行自动控制按照预定要求运动，本文介绍了步进电机控制的气动 搬运机械手的结构、工作原理以及控制顺序，通过分析气动机械手的工艺流程，设计了基于西门子 PLC 的电气控制系统， 通过分配 PLC 的输入 / 输出接口，对步进电机的定位控制器进行控制。实验结果表明，通过该系统控制的机械手系统输出 超调明显减小，定位精度显著提高。因此本系统具有控制简单、运行可靠、定位准确等优点。 ?引言 内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。由 自上世纪 60 年代，机械手被实现为一种产品后，对他 于气动机械手结构简单、控制方便、定位准确 , 因此在自动 的开发应用也在不断的发展，最典型的发展是生产者将此产 化生产线上得到了广泛应用。本文将介绍一种采用 PLC 与步 品应用与卫生行业，从而实现了卫生检验中急需短时间、大 进电机控制的气动搬运机械手。 量样品数据的要求，但在卫生领域的机械手因采用样品单一 酶试剂显色法，且采用滤光片结构设计，造成试剂价格昂贵， ?气动机械手简介 限制了产品的市场发展，随着科学技术的发展，机械手的设 气动机械手主要由气缸，平行机构，铰链，固定爪和活 计也突破了单一试剂、加热及滤光片的束缚。工业机械手按 动爪气缸五大部分组成。本文所设计的机械手结构特点是采 驱动方式可分为电机驱动、机构驱动、液压驱动、气压驱动等。 用气动缸驱动，集平行机???与单边摆动机构于一体。为了克 电机驱动机械手运动速度快，抓力大，但存在速度难以控制 服气压驱动的不足，快进过程采用差动回路，工作过程采用 的不足；液压驱动抓力较大，但速度慢；而气压则速度较快， 同步回路与调压回路。如图 1 所示为气缸驱动式机械手结构 抓力小。 示意图，如图 2 所示气缸动机械手的动作顺序图。 随着工业机械化和自动化的发展及气动技术自身的一些 ??执行机构 优点，气动机械手已经广泛应用于生产自动化的各个行业。 执行机构包括手部、手腕、手臂和立柱等部件，有的还 进二十年来，气动技术的应用领域迅速扩宽，尤其是在各种 增设行走机构。 自动化生产线上得到广泛的应用。电气可编程控制器技术与 气动机械手技术相结合，使整个控制系统自动化程度更高， 控制方式更灵活，性能更加可靠；气动机械手、柔性自动化 生产线的迅速发展，对气动技术提出了更多更高的要求；微 电子技术的引进，促进了电气比例伺服技术的发展，现代控 制理论的发展，使气动技术从开关控制进入闭环比例伺服控 制，控制精度不断提高。