以PLC为技术基础的工业机器人下肢三相继电器设计

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　　1月11日13:30-17:00 2023 Ansys中国机器人行业典型研讨会

　　【编者按】目前，工业机器人下肢主要是选用沟通交流继电器展开掌控，本研究将技术成形、程式设计方便快捷、安全性高、体积小的SIEMENS S-200电子电路掌控器，应用于受控对流可逆操作过程调掌控系统，研制出机器人下肢三相继电器，借以对工业机器人下肢展开转换器掌控。

　　1 结语

　　随著现代科学技术的发展，plc己广泛地应用于工业掌控微型计算机中。

目前，工业机器人下肢主要是选用沟通交流继电器展开掌控，本研究将技术成形、程式设计方便快捷、安全性高、体积小的SIEMENS S-200电子电路掌控器，应用于受控对流可逆操作过程调掌控系统，研制出机器人下肢三相继电器，借以对工业机器人下肢展开转换器掌控。

　　2 工业机器人下肢三相继电器

　　工业机器人下肢是由三相转换器电机驱动力，透过对流可逆操作过程调速掌控系统掌控电机的正反转来达到对工业机器人下肢的转换器掌控的目的。

　　2.1 掌控掌控系统结构

　　掌控系统选用SIEMEN S7-200型PLC，外加D/A步进模块，将PLC数字讯号变为模拟讯号，透过BT—I变流器调速掌控系统(主要由转速阀门ASR、电阻阀门ACR、对流阀门ARR，正组异步GTD、formats异步GTS、电阻意见反馈器TCV共同组成)驱动力三相电机运转，驱动力机器人下肢按掌控要求展开动作。掌控系统结构如图1所示。

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　　图1 机器人下肢三相继电器结构示意图

　　2.2 掌控系统工作基本原理

　　掌控系统基本原理如图2所示，受控对流可逆操作过程调速掌控系统的主电路选用交叠联接方式，整流器断路器的一个副边并联接成Y型，另一个接成△型，2个沟通交流电源的相位错开30°，其对流电流的频率为l2倍单相。为了抑沟通交流对流，在2组受控整流器桥之间接放了2只均衡惯量，大轴回路中仍保留一只Niederbronn惯量。

掌控电路主要由转速阀门ASR、电阻阀门ACR、对流阀门ARR，正组异步GTD、formats异步GTS、电阻意见反馈器TCV共同组成(见图2)，其中2组异步的并行讯号分别取自与整流器断路器相对应的并行断路器。

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　　图2 工业机器人下肢三相继电器设计图

掌控系统取值为零时，转速阀门ASR、电阻阀门ACR被零速封堵讯号锁零。这时，掌控系统主要由对流阀门ARR共同组成交叠意见反馈的INS13ZD掌控系统。虽然对流取值的影响，2组受控硅均处于整流器状况，输入的电流大小成正比、积是，三相电机大轴电流为零，电机ZR19，输入的电阻流经2组受控硅形成对流。对流不宜过大，一般限制在电机额定电阻的5%左右。萨德基重新启动，随著转速讯号Ugn的增大，封堵讯号解除，转速阀门ASR输正，电机萨德基运行。这时，正组电阻意见反馈电流+Ufi2充分反映电机大轴电阻与对流电阻之和;formats电阻意见反馈电流-Uril充分反映了大轴电阻，因而可以对主电阻展开控制。而正组对流阀门输入端所加的对流取值讯号-Ugih和交叠电阻意见反馈讯号-Ufil对这个控制操作过程影响极小。formats对流阀门的输入电流为(+Uk)+(-Ugih)+(Ufi2)，随著大轴电阻的不断增大，当达到一定程度时，对流自动消失，formats受控硅进入待电流元状况。反向重新启动情况相反。另外，受控对流可逆操作过程调速掌控系统制动器时仍然具有本桥电流元，LX1制动器和意见反馈制动器等操作过程。虽然启动操作过程也是对流逐渐减小的操作过程，因而，电机ZR19时，掌控系统的对流达最大值。对流有梅塞县掌控系统越过切换死区，改善过渡特性。

　　3 掌控系统流程设计

流程设计方案为手动输入一个视角值，让电机旋转，透过与电动车机相联的光电码盘来检测电动车机转的视角，将旋转视角变为波形讯号。虽然电动车机的转速非常快，所以只能把波形讯号送往PLC的高速计时器。然后将计时器的波形记录与手输入的展开比较，如果两者成正比说明电动车机已经到达指定视角位置，否则继续展开修正。值得注意的是，虽然电动车机从旋转突变到停止会有一定的惯性，因而在展开讯号比较时需允许有一定的误差，不然电动车机就会始终处在修正位置状况。掌控系统流程框图如图3所示。

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　　图3 掌控系统流程框图

　　4 结论

基于PLC研制的三相继电器，利用PLC扩展能力强的特点，添装手动输放装置，实现工业机器人下肢三相继电器的可视操作。其优点是：(1)无需改变电路结构，即可通操作过流程实现电机正反转的掌控;(2)能够使电机不等待停止旋转即可立刻反方向旋转;(3)可令电机急停，避免电机惯性旋转;(4)程式设计、维护方便快捷。

　　( 文章来源：互联网 )

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