[發(fā)明專利]一種高精度的機(jī)械手PLC控制系統(tǒng)

無效

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• 申請日: 2012-08-29
• 公開（公告）號: CN103659810A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉發(fā)元
• 申請（專利權(quán)）人: 劉發(fā)元
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明技術(shù)涉及機(jī)械手控制系統(tǒng)的技術(shù)領(lǐng)域，具體地說涉及一種高精度的機(jī)械手PLC控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在現(xiàn)代工業(yè)中，生產(chǎn)過程的機(jī)械化、自動化已成為凸出的主體。隨著工業(yè)現(xiàn)代化的進(jìn)一步發(fā)展，自動化已經(jīng)成為現(xiàn)代企業(yè)中的重要支柱，無人車間、無人生產(chǎn)流水線等等，已經(jīng)隨處可見。同時，現(xiàn)代生產(chǎn)中，存在著各種各樣的生產(chǎn)環(huán)境，如高溫、放射性、有毒氣體、有害氣體場合以及水下作業(yè)等，這些惡劣的生產(chǎn)環(huán)境不利于人工進(jìn)行操作。工業(yè)機(jī)械手是近代自動控制領(lǐng)域中出現(xiàn)一項新的技術(shù)，是現(xiàn)代控制制造生產(chǎn)系統(tǒng)中一個重要組成部分。工業(yè)機(jī)械手是提高生產(chǎn)過程自動化、改善勞動條件的有效手段之一。尤其在高溫、高壓、粉塵、噪音以及帶有放射性的污染的場合，應(yīng)用得更為廣泛，并取得一定的效果，受到機(jī)械工業(yè)和鐵路工業(yè)部分的重視。

機(jī)械手是模仿著人手的部分動作，按給定程序、軌跡和要求實現(xiàn)自動機(jī)械裝置。生產(chǎn)中應(yīng)用機(jī)械手可以提高生產(chǎn)的自動化水平和勞動生產(chǎn)率；可以減輕勞動強(qiáng)度、保證產(chǎn)品質(zhì)量、實現(xiàn)安全生產(chǎn)；尤其在高溫、高壓、低溫、低壓、粉塵、易爆、有毒氣和放射性等惡劣的環(huán)境中，它代替人進(jìn)行正常的工作，意義更為重大。因此，在機(jī)械加工、沖壓、鑄、鍛、焊接、熱處理、電鍍、噴漆、裝配以及輕工業(yè)、交通運輸業(yè)等方面得到越來越廣泛的引用。

隨著工業(yè)自動化的普及和發(fā)展，控制器的需求量逐年增大，搬運機(jī)械手的應(yīng)用也逐漸普及，主要在汽車，電子，機(jī)械加工、食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域的生產(chǎn)流水線或貨物裝卸調(diào)運，可以更好地節(jié)約能源和提高運輸設(shè)備或產(chǎn)品的效率，以降低其他搬運方式的限制和不足，滿足現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求。機(jī)械手用以按固定程序抓取、搬運物件或操作工具的自動操作裝置，它可代替人的繁重勞動以實現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械化和自動化，能在有害環(huán)境下操作以保護(hù)人身安全。在可編程序控制器問世以前，工業(yè)控制領(lǐng)域中是繼電器控制占主導(dǎo)地位。普通繼電器由于其體積和接口等各方面限制，經(jīng)常被應(yīng)用于動作簡單的電氣及流水線控制，但是傳統(tǒng)的繼電控制裝置體積大、響應(yīng)速度較慢、精度不高、定位不精確、耗電較多、功能少，特別是由于它靠硬件連線構(gòu)成系統(tǒng)，接線繁雜，當(dāng)生產(chǎn)工藝或控制對象改變時，不便于隨之改變或更換工作，通用性和靈活性較差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是提供一種利用計算機(jī)控制技術(shù)的PLC控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)應(yīng)用之后可使機(jī)械手的控制線被簡化，自動化程度提高，不但可以降低工人的勞動強(qiáng)度，達(dá)到安全可靠的生產(chǎn)要求，還可以使機(jī)械手提高精度，減少沖擊，精確定位，快速響應(yīng)，適應(yīng)不同的工環(huán)境和需要。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明技術(shù)方案具體如下：

一種高精度的機(jī)械手PLC控制系統(tǒng)包括：步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器1、脈沖分配器2、NC111模塊3、外部輸入10，其特征在于：步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器1與脈沖分配器2相連；NC111模塊3一端與外部輸入10相連，另一端與PC11相連；機(jī)械手的伸縮、升降、轉(zhuǎn)盤、抓手的運動由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器1來控制。

所述的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器1的輸入信號是由PLC上的NC111模塊3來提供的。

所述的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器1的輸入信號包括：步進(jìn)脈沖信號CP、方向電平信號DIR、脫機(jī)信號FREE。步進(jìn)脈沖信號CP用于控制步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器1的位置和速度；方向電平信號DIR用于控制步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器1的旋轉(zhuǎn)方向；脫機(jī)信號FREE用來控制手動調(diào)節(jié)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器1。

所述的NC111模塊包括：I/O連接器4、脈沖發(fā)生器5、總線接口7、I/O接口6、處理器8、存儲器9。

所述的I/O連接器4與脈沖分配器2相連，并接受來自外部輸入10的信號；總線接口7一端與PC11相連，另一端與脈沖發(fā)生器5相連，相互接收和反饋信號；PC11與總線接口7相連，相互接收和反饋信號；總線接口7、處理器8、存儲器9共同與脈沖發(fā)生器5和I/O接口6相連，并且相互接收和反饋信號。

本發(fā)明在工作的過程中，NC111模塊3是本發(fā)明的機(jī)械手PLC控制系統(tǒng)用于位置和動作控制的智能單元，可以為步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器1輸出信號，以控制運動部件的位置和速度。NC111模塊3中設(shè)置的處理器8和存儲器9，處理器8用來控制機(jī)械手的運動位置，存儲器9的具有記憶功能，不斷與處理器8交換信息，后將信息傳遞給控制臺外部，根據(jù)PC11發(fā)出的控制指令和接收到的信號作出相應(yīng)的反應(yīng)；NC111模塊3中的脈沖發(fā)生器5和I/O接口6，一方面它通過總路線接口7的電路與外部PC11相連，與處理器5頻繁交換信息，另一方面又通過I/O連接器1接收外部輸入及輸出脈沖。機(jī)械手的位置和速度控制單元根據(jù)PC發(fā)出的控制指令和接收到的信號，做出快速的響應(yīng)，從而實現(xiàn)機(jī)械手的各個方位的動作。