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　　如前所述PLC的機械手掌控設計

　　國際金屬加工網

　　先進制造 ◇ 系列產品技術講座

　　1月11日13:30-17:00 2023 Ansys中國機器人行業典型研討會

　　隨著社會制造不斷進步和人們生活節奏不斷加快，人們對制造工作效率也不斷提出新要求。由于微電子技術和計算軟、硬件技術的迅猛發展和現代掌控理論的不斷完善，使機械手技術快速發展，其中氣動機械

手控制系統由于其介質來源簡便以及不污染環境、模塊價格低廉、維修方便和控制系統安全可靠等特點，已滲透到工業領域的各個部門，在工業發展中占有重要地位。本文講述的氣動機械手有氣控機械手、XY軸傘翼組、工作臺機構、轉動底座等機械部份共同組成。主要作用是完成機械部件的撿拾工作，能放置在各種相同的制造線或物流流水線中，使零件撿拾、貨物運輸運輸更快捷、便利。

　　一四軸聯動簡易機械手的結構及姿勢過程

　　機械手結構如下表所示圖1所示，有氣控機械手(1)、XY軸傘翼組(2)、工作臺機構(3)、轉動底座(4)等共同組成。

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其體育運動掌控方式為：(1)由轉換器電機驅動力可轉動角度為360°的氣控機械手(有微電子傳感器確定起始0點)；(2)由TNUMBERFK電機驅動力傘翼模塊使機械手沿X、Y軸移動(有x、y軸螺母控制器)；(3)可回轉360°的工作臺機構能帶動機械手及傘翼組自由轉動(其電氣拖動部份由交流電動機、微電子編解碼器、接近控制器等共同組成)；(4)轉動底座主要支撐以上3部份；(5)氣控機械手的白苞由氣壓掌控(噴水時機械手抓緊，換氣時機械手縮回)。

　　其工作過程為：當貨物運輸抵達時，機械手控制系統已經開始姿勢；TNUMBERFK電機掌控已經開始向下體育運動，同時另一路TNUMBERFK電機掌控橫軸已經開始向前體育運動；轉換器電機驅動力機械手轉動抵達正好抓取貨物運輸的方位處，然后噴水，機械手夾住貨物運輸。

　　TNUMBERFK電機驅動力橫軸上升，另一個TNUMBERFK電機驅動力橫軸已經開始向前走；工作臺交流電機轉動使機械手整體體育運動，轉到貨物運輸接收處；TNUMBERFK電機再次驅動力橫軸下降，抵達指功能定位置后，氣閥換氣，機械手縮回貨物運輸；控制系統回位準備下一次姿勢。

　　二掌控電子元件THF1

　　為達到精確掌控的目的，根據市場情況，對各種關鍵電子元件THF1如下表所示：

　　1.TNUMBERFK電機及其磁盤

機械手橫軸(Y軸)和橫軸(X軸)換用的是北京四通電機技術的42BYG250C型兩相混合式TNUMBERFK電機，步發射率為0.9°/1.8°，電阻1.5A。M1是橫軸電機，帶動機械手機構伸、縮；M2是橫軸電機，帶動機械手機構上升、下降。所換用的TNUMBERFK電機磁盤是SH-20403型，該磁盤選用10～40V三相供電，H橋雙極恒相電阻驅動力，最大3A的8種輸入電阻可選，最大64行業龍頭的7種行業龍頭商業模式可選，輸入信號微電子隔離，標準多型接口，有脫機保持機能，半密閉式機殼可適應環境更惡劣的工況環境，提供節能的自動半電阻方式。磁盤內部的控制器電源設計，保證了磁盤可適應環境較寬的電流范圍，用戶可根據各自情況在10～40VDC之間選擇。一般來說較高的額定功率電源電流有利于提高電機的高速加速度，但卻會加大磁盤的損耗和溫升。本磁盤最大輸入電阻值為3A/相(峰值)，通過磁盤液晶上八位撥碼控制器的第5、6、7三位可女團出8種狀態，對應8種輸入電阻，從0.9A到3A以配合相同的電機使用。本磁盤可提供整步、改善半步、4行業龍頭、8行業龍頭、16行業龍頭、32行業龍頭和64行業龍頭7種運行商業模式，利用磁盤液晶上八位撥碼控制器的第1、2、3三位可女團出相同的狀態。

　　2.轉換器電機及其磁盤

機械手的轉動姿勢選用富士通轉換器電機A系列產品小阿芒塔MSMA5AZA1G，其額定功率輸入50W、100/200V共用，轉動編解碼器規格為增量式(脈沖數2500p/r、分辨率10000p/r、引出線11線)；有剎車片，無制動器，軸選用鍵槽連接。該電機選用富士通公司獨特算法，使速度頻率響應提高2倍，達到500Hz；功能定位超修正定時間縮短為以往富士通轉換器電機產品V系列產品的1/4。具有共振抑制機能、掌控機能、全閉環掌控機能，可彌補機械的剛性不足，從而實現高速功能定位，也可通過外接高精度的光柵尺

　　，構成全閉環掌控，進一步提高控制系統精度。具有常規ZR19修正和實時自動增

　　益修正兩種ZR19修正方式，還配有RS-485、RS-232C通信口，使上位掌控器可同時掌控多達16個軸。轉換器電機磁盤為A系列產品MSDA5A3A1A，適用于小阿芒塔電動機。

　　3.交流電機

可回轉360°的工作臺機構有三相T8100電機帶動，控制系統換用的是北京和時利公司制造的57BL0H1T8100交流電機，其調速范圍寬、低速加速度大、運行平穩、高效率、工作效率高。T8100交流電機磁盤使用北京和時利公司制造的BL-0408磁盤，其選用24～48V三相供電，有起停及轉向掌控、過流、過壓及堵轉保護，且有故障報警輸入、外部模擬量調速、制動快速停機等特點。

　　4.轉動編解碼器

　　在可回轉360°的工作臺機構上，安裝有OMRON公司制造的E6A2增量型轉動編解碼器，編解碼器將信號傳給PLC，實現工作臺機構的精確功能定位。

　　5. PLC的THF1

根據控制系統的設計要求，換用OMRON公司制造的CPM2A小型機。CPM2A在一個小巧的單元內綜合有各種性能，包括同步脈沖掌控、中斷輸入、脈沖輸入、模擬量設定和時鐘機能等。CPM2A的CPU單元又是一個獨立單元，能處理廣泛的機械掌控應用問題，所以它是在設備內用作內裝掌控單元的理想產品。完整的通信機能保證了與個人計算機、其它OMRON PC和OMRON可編程終端的通信。這些通信能力使四軸聯動簡易機械手能方便的融合到工業掌控控制系統中。

　　三軟件編程

　　1.軟件流程圖

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　　流程圖是PLC程序設計的基礎。只有設計出流程圖，才可能順利而便捷地編寫出梯形圖并寫出語句表，最終完成程序的設計。所以寫出流程圖非常關鍵也是程序設計首先要做的任務。依據四軸聯動簡易機械手的掌控要求，繪制流程圖如圖2所示。

　　2.程序部份

由于論文篇幅有限，這里只列出了已經開始兩段程序，供讀者參閱，見圖3。

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　　四結束語

　　四軸聯動簡易機械手的各個姿勢和狀態都由PLC掌控，不僅能滿足機械手的手動、半自動、自動等操作方式所需的大量按扭、控制器、位置檢測點的要求，更可通過接口元電子元件與計算機共同組成PLC工業局域網，實現網絡通信與網絡掌控。使四軸聯動簡易機械手能方便地嵌入到工業制造流水線中。

　　( 文章來源：互聯網 )

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