基于PLC的SCARA码垛机器人控制系统.pdf

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1、第32卷第3期新乡学院学报2015年3月Vo1．32NO．3JournalofXinxiangUniversityMar．2Ol5基于PLC的SCARA~i-5垛机器人控制系统童向亚，朱舟，胡洪钧，吴绍龙(福建农林大学机电工程学院，福州3500(7)2)摘要：设计了以西门子S7—200PLC为控制器的新型工业码垛机器人控制系统。系统采用西门子Smart系列触摸屏作为人机交互界面，结合西门子EM253定位模块和SINAMICSV80伺服驱动系统，精确实现码垛机器人的位置控制。完成了控制系统软件部分的主程序、手动模式与自动模式程序编写以及人机交互界面的设计该控制系统具有成本低廉、安全性和稳

2、定性高以及硬件系统结构紧凑等特点。关键词：PIC；控制系统；位置控制：触摸屏中图分类号：TU391文献标识码：A文章编号：2095—7726(2015)03—0054—05随着我国经济和科学技术的飞速发展，机器人在码垛、焊接、喷涂、搬运和测量等多个行业都有广泛的应用；但目前许多T业机器人控制系统采用的是封闭结构的专用控制器，生产成本高、通用性差、不便扩展和维护，已越来越不适应现代制造业的生产需求。因此，研究开发开放式机器人控制器，以降低成本，使机器人能够像个人计算机一样普及，将成为机器人发展的一个重要方向I-2qo1系统硬件平台构建SCARA码垛机器人的控制系统是一个典型的以位置控制为

3、目标的运动控制系统，其硬件结构由SmartLine1000IE、S7—200PLC、EM253定位模块两图2控制系统实物图个、V80驱动系统四个、位置和速度检测单元以及相应的执行机构等组成，控制系统结构以及实物如图1和SCARA机器人有3个旋转关节和1个移动关节。图2所示。其中：3个旋转关节的轴线相互平行，可在平面内进行定位和定向；移动关节用于完成末端件的垂直升降运动。手腕参考点的位置P由两旋转关节的角位移0、和移动关节的位移z决定，即P-f~o，0：，Z)，如图3和图4所示。SCARA机器人的目标是实现多轴空间定位，即机械手的每个动作都可分解为多个方向运动的综合。多个方向运动即需多个

4、运动轴，而每个运动轴都是一个伺服电机，它们的运动和速度的实时控制都是通过控制器发送脉冲给驱动器实现的，可以达到系统的联动。图1控制系统拓扑框图收稿日期：2014—12一O1作者简介：童向亚(1990一)，男，湖南湘潭人，硕士研究生，研究方向：机电传动与控制。·58·新乡学院学报了一种以西门子S7—200PLC作为控制器的新型工业技术与应用，2013(2)：4—5．码垛机器人控制系统。该控制系统具有友好的人机[3]胡杰，张铁．SCARA机器人控制系统的设计与研究[J]．界面，操作方便，控制系统外部结合西门子EM253定机械设计与制造，2o12(5)：162—164．[4]廖常初．s7—2

5、00PLC编程及应用[M]．北京：机械工业出位模块、SINAMICSV80伺服驱动系统以及位置速度版社，2007：14—19．检测单元等，实现了四个运动轴的协调、高速和稳定[5]李全利．PLC运动控制技术应用设计与实践f西门子1运动。系统硬件结构紧凑，且具有一定的可扩展性。[M]．北京：机械工业出版社，2009：105—109．参考文献：[6]郭亚奎，陈富林，汤永俊．码垛机器人控制系统的设计[1]饶耿生．开放式机器人控制系统的研究及仿真[D]．广与实现[J]．机电一体化，2014(1)：55—58．州：华南理工大学，2013．【责任编辑梅欣丽】[2]王杰高．国产工业机器人面临的机遇与挑

6、战[J]，机器人DesignofControlSystemforSCARAPalletizingRobotBasedonPLCTONGXiangya，ZHUZhou，HUHongjan，WUShaolong(CollegeofMechanicalandElectricalEngineering，FujianAgricultureandForestryUniversity，Fuzhou350002，China)Abstract：ThenewindustrialpalletizingrobotcontrolsystemisdesignedwithSiemens$7-200PLCasthec

7、ontroller，thesystemhardwaretakesSiemenssmanseriestouchscreenashuman—computerinteractioninterface．combiningwithSiemensEM253positioningmoduleandSINAMICSV80servodrivesystemtoaccuratelyimplementthepositioncontrolofpalletizingrob