某搬運(yùn)機(jī)器人的控制系統(tǒng)設(shè)計案例目錄TOC\o"1-3"\h\u21024某搬運(yùn)機(jī)器人的控制系統(tǒng)設(shè)計案例 1166031.1PLC控制原理 1205031.2搬運(yùn)機(jī)器人工藝流程 1217721.3PLC控制系統(tǒng)I/O點(diǎn)數(shù)確定 3在搬運(yùn)機(jī)器人系統(tǒng)當(dāng)中，控制系統(tǒng)是非常重要的，一個好的控制系統(tǒng)決定了整個搬運(yùn)機(jī)器人的自動化程度及智能程度?？刂葡到y(tǒng)在本課題中的作用主要是控制小車在點(diǎn)位之間往返、動作順序、運(yùn)動中所需要的時間、運(yùn)動過程中的速度等等[10]~[16]。常見的控制系統(tǒng)主要有四種，分別是：單片機(jī)系統(tǒng)、PLC控制系統(tǒng)、專用運(yùn)動控制器及PC＋運(yùn)動控制卡控制系統(tǒng)。在本課題中選擇了PLC控制系統(tǒng)作為搬運(yùn)機(jī)器人的控制系統(tǒng)。1.1PLC控制原理PLC是一種將計算機(jī)技術(shù)與繼電器控制技術(shù)結(jié)合起來的現(xiàn)代化自動控制裝置，其功能原理如圖1.1所示。PLC主要包括儲存器、輸出狀態(tài)寄存器、現(xiàn)場執(zhí)行元件、外部設(shè)備等多個部分組成，其各個部分均由總線相互連接。圖1.1PLC功能簡圖1.2搬運(yùn)機(jī)器人工藝流程打開啟動按鈕，機(jī)械手臂回到初始狀態(tài)；搬運(yùn)機(jī)器人通過磁導(dǎo)航傳感器接受磁條信號，沿著磁條移動至產(chǎn)品處；搬運(yùn)機(jī)器人檢測產(chǎn)品位置，手部水平伸出，手指夾緊產(chǎn)品后手部豎直上升使產(chǎn)品離地；機(jī)器人通過磁條傳感器接受磁條信號，將產(chǎn)品搬運(yùn)至終點(diǎn)；抵達(dá)位置后手部豎直下降，手指松開產(chǎn)品后水平縮回，機(jī)械手臂回到初始狀態(tài)并重復(fù)步驟(2)、(3)、(4)。具體工藝流程如圖1.2所示：圖1.2搬運(yùn)機(jī)器人工藝流程圖1.3PLC控制系統(tǒng)I/O點(diǎn)數(shù)確定在本次課題中，應(yīng)用在搬運(yùn)機(jī)器人系統(tǒng)中的傳感器主要有以下幾種：壓力傳感器，其作用是用來檢測手指夾取產(chǎn)品時的夾緊力，以防壓力過大使產(chǎn)品破壞，或者壓力過小使產(chǎn)品夾不起來；磁導(dǎo)航傳感器，使小車可以根據(jù)提前布置好的磁條進(jìn)行磁導(dǎo)航，并在路線上布置RFID射頻卡，通過在車底安裝的讀卡器讀取分辨線路信息；光電傳感器，安裝在行進(jìn)方向上，其作用是用來檢測路徑中是否存在障礙物；位移傳感器，用來檢測液壓缸是否移動至點(diǎn)。結(jié)合課題中搬運(yùn)機(jī)器人的設(shè)計情況及實(shí)際工作情況，最終選擇西門子的S7-200SMART小型PLC，單體I/O點(diǎn)數(shù)達(dá)到60點(diǎn)，可滿足大部分小型自動化設(shè)備的使用要求。定好PLC型號后，結(jié)合搬運(yùn)機(jī)器人的工作流程最終確定好系統(tǒng)的控制電路I/O分配表如表1.1所示，I代表輸入，Q代表輸出。表1.1控制電路I/O分配表輸入名稱輸入點(diǎn)地址編號輸出名稱輸出點(diǎn)地址編號壓力繼電器I0.0左輪電動機(jī)接觸器Q0.0總停止開關(guān)I0.1右輪電動機(jī)接觸器Q0.1左輪電動機(jī)開關(guān)I0.2液壓泵電動機(jī)接觸器Q0.2右輪電動機(jī)開關(guān)I0.3A卸荷電磁閥Q0.3液壓泵電動機(jī)開關(guān)I0.4B上升電磁閥Q0.4臂上升限位開關(guān)I0.5C下降電磁閥Q0.5臂下降限位開關(guān)I0.6D伸出電磁閥Q0.6臂伸出限位開關(guān)I0.7E縮回電磁閥Q0.7臂縮回限位開關(guān)I0.8F夾緊電磁閥Q0.8手指夾緊開關(guān)I0.9G自鎖裝置電磁鐵Q0.9手動轉(zhuǎn)換開關(guān)I1.0手動前進(jìn)I1.1手動后退I