一種閉鏈結(jié)構(gòu)五自由度電驅(qū)動(dòng)工業(yè)機(jī)械手控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)械手技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種五自由度步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)工業(yè)機(jī)械手控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]工業(yè)機(jī)器手在制造業(yè)中發(fā)揮著重要作用，機(jī)器手比工人操作更為準(zhǔn)確、快速，會(huì)使產(chǎn)品成品率及生產(chǎn)效率大幅提高，目前對(duì)適用于中小企業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)的通用機(jī)械手的需求越來越大，隨著機(jī)械手技術(shù)的廣泛應(yīng)用，具有獨(dú)立控制器、動(dòng)作靈活、適用于中小批量自動(dòng)化生產(chǎn)的通用機(jī)械手得到迅速發(fā)展，目前通用機(jī)械手大多數(shù)是為開鏈形式的串聯(lián)結(jié)構(gòu)關(guān)節(jié)型直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)械手，其主要特點(diǎn)為驅(qū)動(dòng)電機(jī)全部都安裝在機(jī)械手的各個(gè)關(guān)節(jié)上，通過電機(jī)帶動(dòng)機(jī)械手各個(gè)關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的各種動(dòng)作。由于開鏈形式的串聯(lián)結(jié)構(gòu)關(guān)節(jié)型直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)電機(jī)都安裝在關(guān)節(jié)的位置，這種結(jié)構(gòu)方式存在以下問題:機(jī)械手手臂需要承載電機(jī)的重量并需滿足剛度要求，手臂截面尺寸需要做得較大，這樣會(huì)增大驅(qū)動(dòng)電機(jī)的負(fù)載，增加手臂的運(yùn)動(dòng)慣量，導(dǎo)致機(jī)械手動(dòng)態(tài)性能下降，同時(shí)驅(qū)動(dòng)電機(jī)都安裝在關(guān)節(jié)位置造成機(jī)械手的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、模塊化程度低。而具有成本低、結(jié)構(gòu)簡單、剛性好、精度高、模塊化程度高特點(diǎn)的通用機(jī)械手在中小批量自動(dòng)化生產(chǎn)的作用越來越重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的一種閉鏈結(jié)構(gòu)五自由度電驅(qū)動(dòng)工業(yè)機(jī)械手控制系統(tǒng)，其特征在于控制系統(tǒng)硬件由硬件主要由PLC控制器、觸摸屏、上位機(jī)、位置信號(hào)檢測傳感器、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)組成，位置信號(hào)檢測傳感器與PLC控制器輸入端相連，PLC控制器的輸出端與直流電機(jī)及步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器相連，PLC通訊端口與上位機(jī)相連，控制系統(tǒng)軟件由初始化、手動(dòng)運(yùn)行、單步運(yùn)行、自動(dòng)運(yùn)行及故障報(bào)警處理等程序組成，采用逐步得電同步失電的步進(jìn)式順序控制設(shè)計(jì)方法，分為步進(jìn)電路及輸出電路設(shè)計(jì)兩部分，在步進(jìn)電路中實(shí)現(xiàn)由轉(zhuǎn)步信號(hào)控制輔助繼電器得失電，在輸出電路中實(shí)現(xiàn)由輔助繼電器控制輸出繼電器得失電，受控對(duì)象的任一步動(dòng)作的是否執(zhí)行，取決于控制系統(tǒng)前一步是否已有輸出信號(hào)，以及受控對(duì)象的動(dòng)作是否完成，若前一步的動(dòng)作未完成，則后一步的動(dòng)作無法執(zhí)行。即使轉(zhuǎn)步信號(hào)元件失靈或出現(xiàn)誤操作，也不會(huì)導(dǎo)致動(dòng)作順序錯(cuò)亂，控制系統(tǒng)具有成本低、結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高的特點(diǎn)。
【附圖說明】
[0004]圖1為本發(fā)明所述一種閉鏈結(jié)構(gòu)五自由度步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)工業(yè)機(jī)械手控制系統(tǒng)組成圖。
【具體實(shí)施方式】
[0005]以下對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步說明。
[0006]本發(fā)明的一種閉鏈結(jié)構(gòu)五自由度電驅(qū)動(dòng)工業(yè)機(jī)械手控制系統(tǒng)，其特征在于控制系統(tǒng)硬件由硬件主要由PLC控制器FPX-C40R型PLC(帶AFP4-AD2模塊)、觸摸屏MT510T、上位機(jī)、位置信號(hào)檢測傳感器、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)45BH250B組成，手爪驅(qū)動(dòng)電機(jī)采用直流行星齒輪減速電機(jī)24JX5K/2430-1245，位置信號(hào)檢測傳感器與PLC控制器輸入端相連，PLC控制器的輸出端與直流電機(jī)及步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器相連，PLC通訊端口與上位機(jī)相連，控制系統(tǒng)軟件由初始化、手動(dòng)運(yùn)行、單步運(yùn)行、自動(dòng)運(yùn)行及故障報(bào)警處理等程序組成，采用逐步得電同步失電的步進(jìn)式順序控制設(shè)計(jì)方法，分為步進(jìn)電路及輸出電路設(shè)計(jì)兩部分，在步進(jìn)電路中實(shí)現(xiàn)由轉(zhuǎn)步信號(hào)控制輔助繼電器得失電，在輸出電路中實(shí)現(xiàn)由輔助繼電器控制輸出繼電器得失電，受控對(duì)象的任一步動(dòng)作的是否執(zhí)行，取決于控制系統(tǒng)前一步是否已有輸出信號(hào)，以及受控對(duì)象的動(dòng)作是否完成，若前一步的動(dòng)作未完成，則后一步的動(dòng)作無法執(zhí)行。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種閉鏈結(jié)構(gòu)五自由度電驅(qū)動(dòng)工業(yè)機(jī)械手控制系統(tǒng)，其特征在于控制系統(tǒng)硬件由硬件主要由PLC控制器、觸摸屏、上位機(jī)、位置信號(hào)檢測傳感器、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)組成，位置信號(hào)檢測傳感器與PLC控制器輸入端相連，PLC控制器的輸出端與直流電機(jī)及步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器相連，PLC通訊端口與上位機(jī)相連，控制系統(tǒng)軟件由初始化、手動(dòng)運(yùn)行、單步運(yùn)行、自動(dòng)運(yùn)行及故障報(bào)警處理等程序組成，采用逐步得電同步失電的步進(jìn)式順序控制設(shè)計(jì)方法，分為步進(jìn)電路及輸出電路設(shè)計(jì)兩部分，在步進(jìn)電路中實(shí)現(xiàn)由轉(zhuǎn)步信號(hào)控制輔助繼電器得失電，在輸出電路中實(shí)現(xiàn)由輔助繼電器控制輸出繼電器得失電，受控對(duì)象的任一步動(dòng)作的是否執(zhí)行，取決于控制系統(tǒng)前一步是否已有輸出信號(hào)，以及受控對(duì)象的動(dòng)作是否完成，若前一步的動(dòng)作未完成，則后一步的動(dòng)作無法執(zhí)行。
【專利摘要】本發(fā)明一種閉鏈結(jié)構(gòu)五自由度電驅(qū)動(dòng)工業(yè)機(jī)械手控制系統(tǒng)，硬件由PLC控制器、觸摸屏、上位機(jī)、位置信號(hào)檢測傳感器、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)組成，位置信號(hào)檢測傳感器與PLC控制器輸入端相連，PLC控制器的輸出端與直流電機(jī)及步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器相連，PLC通訊端口與上位機(jī)相連，控制系統(tǒng)軟件由初始化、手動(dòng)運(yùn)行、單步運(yùn)行、自動(dòng)運(yùn)行及故障報(bào)警處理等程序組成，采用逐步得電同步失電的步進(jìn)式順序控制設(shè)計(jì)方法，分為步進(jìn)電路及輸出電路設(shè)計(jì)兩部分，在步進(jìn)電路中實(shí)現(xiàn)由轉(zhuǎn)步信號(hào)控制輔助繼電器得失電，在輸出電路中實(shí)現(xiàn)由輔助繼電器控制輸出繼電器得失電，控制系統(tǒng)具有成本低、結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高的特點(diǎn)。
【IPC分類】B25J13-06, B25J13-08, B25J9-18
【公開號(hào)】CN104742136
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510010444
【發(fā)明人】張鐵異, 張孟軍, 周曉蓉, 楊俊夫, 韋俊, 吳維挺
【申請(qǐng)人】廣西大學(xué)
【公開日】2015年7月1日
【申請(qǐng)日】2015年1月9日