一种高精度的机械手PLC控制系统技术方案

本发明专利技术技术属于机械手控制系统的技术领域，公开了一种高精度的机械手PLC控制系统。一种高精度的机械手PLC控制系统包括：步进电机驱动器(1)、脉冲分配器(2)、NC111模块(3)、外部输入(10)，其特征在于：步进电机驱动器(1)与脉冲分配器(2)相连；NC111模块(3)一端与外部输入(10)相连，另一端与PC(11)的相连；机械手的伸缩、升降、转盘、抓手的运动由步进电机驱动器(1)来控制。本发明专利技术有效提高了机械手的定位精度，减少了冲击，可精确定位，快速响应，适应不同的工环境和需要。

【技术实现步骤摘要】
一种高精度的机械手PLC控制系统
本专利技术技术涉及机械手控制系统的
，具体地说涉及一种高精度的机械手PLC控制系统。
技术介绍
在现代工业中，生产过程的机械化、自动化已成为凸出的主体。随着工业现代化的进一步发展，自动化已经成为现代企业中的重要支柱，无人车间、无人生产流水线等等，已经随处可见。同时，现代生产中，存在着各种各样的生产环境，如高温、放射性、有毒气体、有害气体场合以及水下作业等，这些恶劣的生产环境不利于人工进行操作。工业机械手是近代自动控制领域中出现一项新的技术，是现代控制制造生产系统中一个重要组成部分。工业机械手是提高生产过程自动化、改善劳动条件的有效手段之一。尤其在高温、高压、粉尘、噪音以及带有放射性的污染的场合，应用得更为广泛，并取得一定的效果，受到机械工业和铁路工业部分的重视。机械手是模仿着人手的部分动作，按给定程序、轨迹和要求实现自动机械装置。生产中应用机械手可以提高生产的自动化水平和劳动生产率；可以减轻劳动强度、保证产品质量、实现安全生产；尤其在高温、高压、低温、低压、粉尘、易爆、有毒气和放射性等恶劣的环境中，它代替人进行正常的工作，意义更为重大。因此，在机械加工、冲压、铸、锻、焊接、热处理、电镀、喷漆、装配以及轻工业、交通运输业等方面得到越来越广泛的引用。随着工业自动化的普及和发展，控制器的需求量逐年增大，搬运机械手的应用也逐渐普及，主要在汽车，电子，机械加工、食品、医药等领域的生产流水线或货物装卸调运，可以更好地节约能源和提高运输设备或产品的效率，以降低其他搬运方式的限制和不足，满足现代经济发展的要求。机械手用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置，它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全。在可编程序控制器问世以前，工业控制领域中是继电器控制占主导地位。普通继电器由于其体积和接口等各方面限制，经常被应用于动作简单的电气及流水线控制，但是传统的继电控制装置体积大、响应速度较慢、精度不高、定位不精确、耗电较多、功能少，特别是由于它靠硬件连线构成系统，接线繁杂，当生产工艺或控制对象改变时，不便于随之改变或更换工作，通用性和灵活性较差。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种利用计算机控制技术的PLC控制系统，该控制系统应用之后可使机械手的控制线被简化，自动化程度提高，不但可以降低工人的劳动强度，达到安全可靠的生产要求，还可以使机械手提高精度，减少冲击，精确定位，快速响应，适应不同的工环境和需要。为了实现上述目的，本专利技术技术方案具体如下:一种高精度的机械手PLC控制系统包括:步进电机驱动器1、脉冲分配器2、NClll模块3、外部输入10，其特征在于:步进电机驱动器I与脉冲分配器2相连；NC111模块3 —端与外部输入10相连，另一端与PCll相连；机械手的伸缩、升降、转盘、抓手的运动由步进电机驱动器I来控制。所述的步进电机驱动器I的输入信号是由PLC上的NClll模块3来提供的。所述的步进电机驱动器I的输入信号包括:步进脉冲信号CP、方向电平信号DIR、脱机信号FREE。步进脉冲信号CP用于控制步进电机驱动器I的位置和速度；方向电平信号DIR用于控制步进电机驱动器I的旋转方向；脱机信号FREE用来控制手动调节步进电机驱动器I。所述的NClll模块包括:1/0连接器4、脉冲发生器5、总线接口 7、1/0接口 6、处理器8、存储器9。所述的I/O连接器4与脉冲分配器2相连，并接受来自外部输入10的信号；总线接口 7—端与PCll相连，另一端与脉冲发生器5相连，相互接收和反馈信号；PC11与总线接口 7相连，相互接收和反馈信号；总线接口 7、处理器8、存储器9共同与脉冲发生器5和I/O接口 6相连，并且相互接收和反馈信号。本专利技术在工作的过程中，NClll模块3是本专利技术的机械手PLC控制系统用于位置和动作控制的智能单元，可以为步进电机驱动器I输出信号，以控制运动部件的位置和速度。NClll模块3中设置的处理器8和存储器9，处理器8用来控制机械手的运动位置，存储器9的具有记忆功能，不断与处理器8交换信息，后将信息传递给控制台外部，根据PClI发出的控制指令和接收到的信号作出相应的反应；NC111模块3中的脉冲发生器5和I/O接口 6，一方面它通过总路线接口 7的电路与外部PCll相连，与处理器5频繁交换信息，另一方面又通过I/O连接器I接收外部输入及输出脉冲。机械手的位置和速度控制单元根据PC发出的控制指令和接收到的信号，做出快速的响应，从而实现机械手的各个方位的动作。与现有技术相比较，本专利技术的有益效果在于:本专利技术一种高精度的机械手PLC控制系统采用了 NClll模块3作为机械手位置和动作控制的智能单元可以有效地提高系统的抗干扰能力，对PLC读、写等通信时间可以进行精确的控制，从而提高了机械手的响应速度和运行精度；PLC为一个集成模块，其具有体积小、重量轻、功耗低，且该机械手PLC控制系统构成简单、通用性强，编程方便，使用和维护也较容易。【附图说明】图1为NClll模块控制步进电机驱动器的结构框图。图2为机械手PLC控制系统工作的电路原理图。图3为机械手动作流程图。如图所示:1、步进电机驱动器，2、脉冲分配器，3、NClll模块，4、I/O连接器，5、脉冲发生器，6、I/O接口，7、总线接口，8、处理器，9、存储器，10、外部输入，11、PC。【具体实施方式】下面结合附图对本专利技术做进一步的说明:一种高精度的机械手PLC控制系统包括:步进电机驱动器1、脉冲分配器2、NClll模块3、I/O连接器4、脉冲发生器5、I/O接口 6、总线接口 7、处理器8、存储器9、外部输入10、PC11。步进电机驱动器输入信号由NClll模块3来控制。步进电机驱动器的输入信号包括:步进脉冲信号CP、方向电平信号DIR、脱机信号FREE ；NC111模块3包括:1/0连接器4、脉冲发生器5、I/O接口 6、总线接口 7、处理器8、存储器9。外部输入信号，由自身的CPU执行具体的定位算法，并依执行的结果控制脉冲发生器5输出脉冲数及频率。NClll模块3减轻了主CPU的负担，它最终还是作为C200HPC的一个智能接口单元，占用相应的I/O地址。NClll模块3插入PCll的底板槽中，通过一条40芯插头与外部I/O连接。NClll模块3接收外部的操作按钮、限位开关的信号，输出脉冲信号，用户通过PCll向NClll设置参数及发出命令，NClll模块3即可自动根据现场的检测信号和PCll的命令来调整控制输出，达到准确定位。步进脉冲信号CP用于控制步进电机驱动器I的位置和速度，也就是说驱动器每接受一个CP脉冲就驱动步进电机旋转一个步距角，改变CP脉冲的频率，能改变步进电机的转速，控制CP脉冲的个数，则可以使步进电机驱动器精确定位。这样就可以很方便的达到步进电机调速和定位的目的。本步进电机驱动器的CP信号为低电平有效，要求CP信号的驱动电流为8_15mA,对CP的脉冲宽度也有一定的要求,一般不小于5 μ S。方向电平信号DIR用于控制步进电机驱动器I的旋转方向。此信号为高电平时，电机正转；为低电平时，电机反转。电机要转向，必须在电机停止以后进行。脱机电平信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高精度的机械手PLC控制系统包括：步进电机驱动器(1)、脉冲分配器(2)、NC111模块(3)、外部输入(10)，其特征在于：步进电机驱动器(1)与脉冲分配器(2)相连；NC111模块(3)一端与外部输入(10)相连，另一端与PC(11)的相连；机械手的伸缩、升降、转盘、抓手的运动由步进电机驱动器(1)来控制。

【技术特征摘要】
1.一种高精度的机械手PLC控制系统包括:步进电机驱动器(I)、脉冲分配器(2)、NClll模块(3)、外部输入(10)，其特征在于:步进电机驱动器(I)与脉冲分配器(2)相连；NClll模块(3) —端与外部输入(10)相连,另一端与PC(Il)的相连；机械手的伸缩、升降、转盘、抓手的运动由步进电机驱动器(I)来控制。2.如权利要求1所述的一种高精度的机械手PLC控制系统，其特征在于:步进电机驱动器(I)的输入信号是由PLC上的NClll模块(3)来提供的。3.如权利要求1所述的一种高精度的机械手PLC控制系统，其特征在于:所述的步进电机驱动器(I)的输入信号包括:步进脉冲信号CP、方向电平信号DIR、脱机信号FREE ;步进脉冲信号CP用于控制步进电机驱动器(I)的位置和速度；方向电平信号DIR用于控制步进电机驱动器(I)的旋转方向；所述的脱机信号FREE用来控制手动调节步进电机驱动器⑴。4.如权利要求1所述的一种高精...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘发元，
申请(专利权)人：刘发元，
类型：发明
国别省市：