基于DeviceNet总线的机械手臂控制系统设计.pdf

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1、基于DeviceNet总线的机械手臂控制系统设计乔社娟，等基于DeviceNet总线的机械手臂控制系统设计12乔社娟,高振江(1．西安航空学院电子工程学院陕西西安，710077)(2．西安航空学院能源与建筑学院陕西西安，710077)摘要:机械手臂是工业生产线实现自动化的重要装置,针对机械手臂多动作运动的要求,提出了一种以DeviceNet总线为通信方式、触摸屏为人机接口、PＬC为控制单元、伺服电机控制机械手臂的控制方案,介绍了系统的总体设计,描述了硬件组态配置与软件设计。此控制系统已在实际工业生产线中取得验证,提高了生产线的自动化程度和可视度。关键词:DeviceNet总线;伺服控

2、制;机械手臂中图分类号:TP273文献标识码:ADOI编码:10．1４016/j．cnki．1001－9227．2017．01．070Abstract:Themechanicalarmisanimportantdevicetorealizetheautomationofindustrialproductionline．Accordingtotherequirementsofmulti－action，Akindofcontrolschemeofmachinearmisproposed，usingDeviceNetbusasthecommunicationmode，touchscreen

3、asman－machineinterface，PＬCascontrolunit，aswellasservomotorasadrive．Theoveralldesignisintroduced，thehardwarenetworkconfigurationandsoftwaredesignaredescribed．Thiscontrolsystemhasbeenverifiedintheactualindustrialproductionline，whichimprovestheautomationdegreeandvisibilityoftheproductionline．Keywo

4、rds:devicenetbus;servocontrol;mechanicalarm(3)整个系统的每个动作能够实现自动连续周期、自0引言动单周期、手动单步控制;随着自动化技术的快速发展，机械手臂以其操作灵(４)系统中所有控制目标的设备状态、控制命令、机活、易于控制、稳定等特点被广泛应用于工业生产线械手臂动作与位置、异常情况及报警等信息都可通过网络[1－2]中，尤其在一些重金属、多粉尘、高温、高强度等特殊显示在上位机，同时报警信息需要在不同机械部位以声光[3－４]环境中，迫切需要机械手臂进行取件、分拣等操作。形式显示。目前，工业生产线中主要通过PＬC控制机械手臂，集中控2系统设计方

5、案制管理和可视化程度不高。DeviceNet总线是在CAN总线基础上推出的一种开2．1系统结构放、低价、实时、可靠、标准的工业控制底层的现场总线通基于DeviceNet总线的机械手臂控制系统采取主从站[5]信技术，主要用于构建底层控制网络。DeviceNet总线控制方式，包含上位机、主控制器、从控制器、电磁阀与开技术能将可编程控制器、机器人、变频器等各类工控设备关、传感器等I/O接口等，系统结构如图1所示。连接在网络中，最多支持6４个节点，通信速率只用了125kbps、250kbps、500kbps三种，端与端的网络距离最大[6－7]可达500m。因此，DeviceNet可将不同设备

6、或者分散的设备集中控制管理，避免昂贵和繁琐的硬件接线。本文设计了基于DeviceNet总线的机械手臂控制系统，利用PＬC控制伺服电机精确控制机械手臂动作，通过触摸屏实时监控生产线运行状态和报警情况，提高了生产线的自动化程度，增强了系统的安全性和可视度。1系统控制要求本系统主要针对工艺要求繁多、难易程度一般的工业自动化生产线，需要满足以下要求:(1)整个系统稳定可靠、经济实用;图1系统结构图(2)两组机械臂同时在不同位置进行不同操作，机械手根据系统稳定性、经济实用性要求，本系统上位机选臂位置参数可通过上位机手动设置，机械手臂能够实现多种用触摸屏，主站直接选用的DeviceNet模块，从

7、站采用经济动作，如:左移、右移、上移、下移、内移、外移、抓取、松开等;型普通PＬC可编程控制器，主从站通过工业总线转换模块进行通信。收稿日期:2016－0４－282．2系统主从站设计作者简介:乔社娟(1982－)，女，汉，硕士，工程师，主要研究方向为自动化与现代测控技术的研究。经过综合考察对比，本系统的主从站主要采用Delta·70·《自动化与仪器仪表》2017年第1期(总第207期)产品构成，选用进阶薄型主机DVP－12SA2模块作为主控(1)Devic