如前所述MCU的机械手掌控设计

2023-07-20 07:51:05

　　如前所述PLC的机械手掌控设计

　　先进制造 ◇ 系列产品技术讲座

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

　　随着社会制造不断进步和人们生活节奏不断加快，人们对制造工作效率也不断提出新要求。由于微电子技术和计算软、硬件技术的迅猛发展和现代掌控理论的不断完善，使机械手技术快速发展，其中气动机械

手控制系统由于其介质来源简便以及不污染环境、模块价格低廉、维修方便和控制系统安全可靠等特点，已渗透到工业领域的各个部门，在工业发展中占有重要地位。本文讲述的气动机械手有气控机械手、XY轴伞翼组、工作台机构、转动底座等机械部份共同组成。主要作用是完成机械部件的捡拾工作，能放置在各种相同的制造线或物流流水线中，使零件捡拾、货物运输运输更快捷、便利。

　　一四轴联动简易机械手的结构及姿势过程

　　机械手结构如下表所示图1所示，有气控机械手(1)、XY轴伞翼组(2)、工作台机构(3)、转动底座(4)等共同组成。

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其体育运动掌控方式为：(1)由转换器电机驱动力可转动角度为360°的气控机械手(有微电子传感器确定起始0点)；(2)由TNUMBERFK电机驱动力伞翼模块使机械手沿X、Y轴移动(有x、y轴螺母控制器)；(3)可回转360°的工作台机构能带动机械手及伞翼组自由转动(其电气拖动部份由交流电动机、微电子编解码器、接近控制器等共同组成)；(4)转动底座主要支撑以上3部份；(5)气控机械手的白苞由气压掌控(喷水时机械手抓紧，换气时机械手缩回)。

　　其工作过程为：当货物运输抵达时，机械手控制系统已经开始姿势；TNUMBERFK电机掌控已经开始向下体育运动，同时另一路TNUMBERFK电机掌控横轴已经开始向前体育运动；转换器电机驱动力机械手转动抵达正好抓取货物运输的方位处，然后喷水，机械手夹住货物运输。

　　TNUMBERFK电机驱动力横轴上升，另一个TNUMBERFK电机驱动力横轴已经开始向前走；工作台交流电机转动使机械手整体体育运动，转到货物运输接收处；TNUMBERFK电机再次驱动力横轴下降，抵达指功能定位置后，气阀换气，机械手缩回货物运输；控制系统回位准备下一次姿势。

　　二掌控电子元件THF1

　　为达到精确掌控的目的，根据市场情况，对各种关键电子元件THF1如下表所示：

　　1.TNUMBERFK电机及其磁盘

机械手横轴(Y轴)和横轴(X轴)换用的是北京四通电机技术的42BYG250C型两相混合式TNUMBERFK电机，步发射率为0.9°/1.8°，电阻1.5A。M1是横轴电机，带动机械手机构伸、缩；M2是横轴电机，带动机械手机构上升、下降。所换用的TNUMBERFK电机磁盘是SH-20403型，该磁盘选用10～40V三相供电，H桥双极恒相电阻驱动力，最大3A的8种输入电阻可选，最大64行业龙头的7种行业龙头商业模式可选，输入信号微电子隔离，标准多型接口，有脱机保持机能，半密闭式机壳可适应环境更恶劣的工况环境，提供节能的自动半电阻方式。磁盘内部的控制器电源设计，保证了磁盘可适应环境较宽的电流范围，用户可根据各自情况在10～40VDC之间选择。一般来说较高的额定功率电源电流有利于提高电机的高速加速度，但却会加大磁盘的损耗和温升。本磁盘最大输入电阻值为3A/相(峰值)，通过磁盘液晶上八位拨码控制器的第5、6、7三位可女团出8种状态，对应8种输入电阻，从0.9A到3A以配合相同的电机使用。本磁盘可提供整步、改善半步、4行业龙头、8行业龙头、16行业龙头、32行业龙头和64行业龙头7种运行商业模式，利用磁盘液晶上八位拨码控制器的第1、2、3三位可女团出相同的状态。

　　2.转换器电机及其磁盘

机械手的转动姿势选用富士通转换器电机A系列产品小阿芒塔MSMA5AZA1G，其额定功率输入50W、100/200V共用，转动编解码器规格为增量式(脉冲数2500p/r、分辨率10000p/r、引出线11线)；有刹车片，无制动器，轴选用键槽连接。该电机选用富士通公司独特算法，使速度频率响应提高2倍，达到500Hz；功能定位超修正定时间缩短为以往富士通转换器电机产品V系列产品的1/4。具有共振抑制机能、掌控机能、全闭环掌控机能，可弥补机械的刚性不足，从而实现高速功能定位，也可通过外接高精度的光栅尺

　　，构成全闭环掌控，进一步提高控制系统精度。具有常规ZR19修正和实时自动增

　　益修正两种ZR19修正方式，还配有RS-485、RS-232C通信口，使上位掌控器可同时掌控多达16个轴。转换器电机磁盘为A系列产品MSDA5A3A1A，适用于小阿芒塔电动机。

　　3.交流电机

可回转360°的工作台机构有三相T8100电机带动，控制系统换用的是北京和时利公司制造的57BL0H1T8100交流电机，其调速范围宽、低速加速度大、运行平稳、高效率、工作效率高。T8100交流电机磁盘使用北京和时利公司制造的BL-0408磁盘，其选用24～48V三相供电，有起停及转向掌控、过流、过压及堵转保护，且有故障报警输入、外部模拟量调速、制动快速停机等特点。

　　4.转动编解码器

　　在可回转360°的工作台机构上，安装有OMRON公司制造的E6A2增量型转动编解码器，编解码器将信号传给PLC，实现工作台机构的精确功能定位。

　　5. PLC的THF1

根据控制系统的设计要求，换用OMRON公司制造的CPM2A小型机。CPM2A在一个小巧的单元内综合有各种性能，包括同步脉冲掌控、中断输入、脉冲输入、模拟量设定和时钟机能等。CPM2A的CPU单元又是一个独立单元，能处理广泛的机械掌控应用问题，所以它是在设备内用作内装掌控单元的理想产品。完整的通信机能保证了与个人计算机、其它OMRON PC和OMRON可编程终端的通信。这些通信能力使四轴联动简易机械手能方便的融合到工业掌控控制系统中。

　　三软件编程

　　1.软件流程图

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　　流程图是PLC程序设计的基础。只有设计出流程图，才可能顺利而便捷地编写出梯形图并写出语句表，最终完成程序的设计。所以写出流程图非常关键也是程序设计首先要做的任务。依据四轴联动简易机械手的掌控要求，绘制流程图如图2所示。

　　2.程序部份

由于论文篇幅有限，这里只列出了已经开始两段程序，供读者参阅，见图3。

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　　四结束语

　　四轴联动简易机械手的各个姿势和状态都由PLC掌控，不仅能满足机械手的手动、半自动、自动等操作方式所需的大量按扭、控制器、位置检测点的要求，更可通过接口元电子元件与计算机共同组成PLC工业局域网，实现网络通信与网络掌控。使四轴联动简易机械手能方便地嵌入到工业制造流水线中。

　　( 文章来源：互联网 )

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