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；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。結(jié)合課題中搬運(yùn)機(jī)器人的設(shè)計情況及實際工作情況，最終選擇西門子的S7-200SMART小型PLC，單體I/O點數(shù)達(dá)到60點，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地址編號輸出名稱輸出點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