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南昌做网站的公司多不多,网站建设需要哪些工作室,如何在百度上营销,wordpress 下载网站摘 要 码垛机器人是现代工业自动化领域中经常遇到的一种控制对象。随着近些年工业的迅速发展#xff0c;以及人工费的增长#xff0c;码垛机器人的应用更为广泛#xff0c;逐渐形成了一门新型学科#xff0c;被广泛应用于食品#xff0c;饮料#xff0c;油类加工以及钢铁…摘 要码垛机器人是现代工业自动化领域中经常遇到的一种控制对象。随着近些年工业的迅速发展以及人工费的增长码垛机器人的应用更为广泛逐渐形成了一门新型学科被广泛应用于食品饮料油类加工以及钢铁等相关领域。而这些工业场所一般都具有生产任务重环境复杂危险系数高人工费用高等特点码垛机器人因为其显著的特点而受到特别重视。总之码垛机器人是提高劳动生产率改善工人的劳动环境减少劳动成本和实现自动化生产的一个重要方式。工业密集型企业都非常重视它的发展。随着新材料新技术新设备的发展基于PLC系统的新型码垛机器不仅可以依据企业的需求进行定制而且可以更好地节省电力和人力成本为企业带来更高利润。本课题主要研究以PLC为控制核心的新型工业码垛机器人控制系统因此本文主要设计基于PLC为主要控制器的控制结构。主要阐述系统的工作原理及控制过程通过对码垛机器人的软件和硬件的设计进行仿真研究.关键词码垛机器人 PLC 控制系统 MCGS2 机械结构分析在很多工厂的实际应用中为了考虑到码垛过程尽量的安全在保证码垛速度的同时往往需要对码垛机器人的机械结构,定位精度方面进行考虑。图2-1 码垛机器人的结构简图新型工业码垛机器人一般来说其结构示意图如图2-1所示可以用并联机构即平行四连杆结构。所有的手臂执行结构都安装在如图2-1所示的一个可以运动的基座上来完成需要的动作。图中所示的平行四连杆结构具有改变位移放大位移的作用两个垂直的轴相互独立互不影响。这样的结构带来的好处就是可以控制竖直方向上和手爪的移动距离呈比例关系从而对实际的生产工作过程带来了精确的操控。同时这样的结构还具有机械强度大码垛定位精度高的特点可以为机器人带来准确长时间工作为日后的机械维修带来了便利。图2-2 新型工业码垛机器人的实际机械结构示意图对以上的平行四连杆结构进行实际应用可以得到如图2-2所示的实际机械结构示意图。其中1234四根连杆构成了基本平行四连杆结构5处安放实现水平方向上移动的电机6处安放实现垂直方向上的电机7处安放一个控制整个系统旋转的电机8处是手爪旋转部分是机器人的末端执行机构通常是夹钳式或者是吸盘式。这样设计带来的好处就是手爪部分可以随时保持与地面垂直的状态无论系统在工作过程还是在待机时都可以随时停止保持平衡状态。3 码垛机器人硬件选型3.1 驱动方式选择码垛机器人的常见驱动方式有液压驱动气压驱动与电气驱动这三种基本驱动类型。在码垛机器人出现的初期阶段因为其机械机构的简单性一般采用连杆结构和曲柄连杆机构等基于实用性等考虑[9]较多的采用液压驱动和气压驱动这两种驱动方式。随着产业革命和越来越复杂的作业环境和作业精度需求原有的液压和气压驱动方式虽然价格便宜维护方便但是不能满足实际的工厂生产实际需求。所以电气驱动的码垛机器人所占的比例越来越大以它精确速度方面的优势逐渐成为工业码垛机器人的主要驱动方式。下面比较以上几种驱动方式的特点。液压驱动的主要优点就是功率高结构简单不需要减速装置反应快速直接与被驱动的部件相连维修保养都很方便但是由于需要液压源如果造成液体泄露后果不堪设想。液压驱动有如下优点(1液压缸很容易到达很高的单位面积压力设备的重量与体积较小所获得的瞬间功率和力矩较大(2)由于液体介质的可压缩性很小系统的工作较为稳定平稳定位精度控制的较好有如下缺点(1)液压油的黏度会随着自身工作时的温度而变化如果温度过高会降低系统的工作性能在极限状况下甚至会爆炸安全隐患较大(2)随着使用年限的增加液压缸密封圈等零件不可避免的会产生液压油泄露这样也为日后的维护工作带来难度造价较高。气压驱动方式对比液压驱动方式无论在结构上还是成本上都具有一定的优势但是和液压驱动相比由于气体的易压缩性不如液体的难压缩性这样同体积下的功率较液压方式较小且不容易控制。气压驱动有如下优点[10](1)相比较于液压驱动气体的压缩方式较为容易(2)在一般情况下工厂的空气压缩机较多主要为电磁阀气压驱动供气来源方便且可以在易燃易爆粉尘较多高辐射高磁场等恶劣工作环境中工作电气驱动是指通过所选用的电机直接或者间接通过一些传动装置实现对执行机构的驱动其能量来源广泛直接调速范围和定位精度很高并且具有噪声小控制方便等特点在工业码垛机器人领域得到了广泛地应用。3.2 步进电机的选型步进电机是在工业自动化领域应用广泛的一种执行器件。它的角位移或者线位移是通过步进驱动器的电脉冲信号转化[11]电机的转速以及停止的位置只受到这个脉冲信号控制不受负载的变化而变化。其中速度和脉冲频率呈正比运动的方向由通电顺序决定。本设计中需要使用三个电机进行驱动即控制基座左右运动手臂在垂直上下和水平左右方向上的运动。由于提升的货物重量较轻是纸质货物只是基座的旋转会克服一些自身重力和摩擦力其余两个方向上的电机受力大小近似相等所以这两个电机的型号可以选择相同。考虑到静力矩和转动惯量等参数决定选用42BYGH47-0406A型步进电机。相应的可以选用深圳杰美康公司的2HSS57型号的步进电机驱动器配合自身的编码器使用。相应的驱动器接线图如图3-1所示。图3-1 2HSS57步进驱动器接线端子图由于PLC输出不能直接驱动所以考虑到PLC对驱动器的控制控制画出此步进电机驱动器和PLC的连接图如图3-2所示。其中PLC的输出口发出两个高速脉冲信号给伺服驱动器通过设置PLC输出端口脉冲频率的高低给到PLS-端口从而控制电机速度而电机的运动方向则是由PLC的另一个高速脉冲输出点连接控制器的方向控制信号正端实现。图3-2 2HSS57步进驱动器和PLC接线图4 PLC梯形图仿真和MCGS组态4.1 动作控制要求根据本文的设计要求及相关传感器驱动器的选择可以对所设计的码垛机器人的动作顺序做如下设计在这里先设计有一条传送带传递物料在传送带末端设置一块挡板挡板上有一个限位开关当传送带上的物料接触到这个限位开关之后触发码垛动作。首先在限位开关检测到有物料的时候此时传送带停止前进然后机械手臂开始前进并下降接着手抓上的吸盘电磁阀得电抓取物料之后传送带继续动作然后机械手后退并上升基座开始旋转接着机械手前进并下降接着吸盘电磁阀失电此时开始返回原点也就是机械手后退并上升基座返回旋转循环动作相应的PLC外部接线图如图5-1所示。图4-1 PLC的外部接线图其中设置有启动和停止按钮可以进行手动或者是自动选择模式吸盘无论是吸取还是放下物料的时候都会有一个延迟时间。一来是为了监控的方便二来是为了保证码垛过程的安全性和物料的实际安全性要求。而且考虑到实际的现场要求机器人的前进后退上升下降需要进行高速或者是低速设置而基座的旋转则只需要考虑低速设置。整个过程的流程图为图4-2 新型码垛机器人的工作流程图文章底部可以获取博主的联系方式获取源码、查看详细的视频演示或者了解其他版本的信息。所有项目都经过了严格的测试和完善。对于本系统我们提供全方位的支持包括修改时间和标题以及完整的安装、部署、运行和调试服务确保系统能在你的电脑上顺利运行。