基于施耐德plc机械手与控制系统设计

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1、学兔兔www.xuetutu.com务l訇似基于施耐德PLC的机械手及控制系统设计DesignofmanipulatorandcontroIsystembasedonschneiderPLC董明’，郭占磊’，邹轩，沈建强DONGMing，GUOZhan．1ei，ZOUXuan，SHENJian．qiang(1．上海理工大学光电信息与计算机工程学院，上海200093；2．上海理工大学中德学院，上海200093)摘要：设计了一个工业机械手，同时基于施耐德PLCModlconM340设计了PLC控制系统的控制方案，阐述了控制系统的软、硬件实现

2、方法，并应用与施耐德PLC配套的UnityProS开发软件完成了上位机软件开发和程序编写，并对整套系统进行了调试，验证了系统设计的正确性。关键词：PLC；机械手；控制系统中图分类号：TP241．2文献标识码：A文章编号：1009-0134(2013)07(上)-Ol24-03Doi：10．3969／J．issn．1009-0134．2013．07(．E)．370引言转、释放、闭合、停止。具体流程是，当传感器在工业流水线中，机械手的应用极为广泛，检测出不合格产品时，传送带停止，机械手开始除了能完成基本的抓取动作外，还可以执行较为运行(启动

3、)；主臂由初始位置顺时针回转90。复杂的搬运、焊接、装配等动作。尤其在一些(右回转)，此时抓手正好处于不合格产品的正恶劣的现场环境下，机械手能代替人完成部分或上方；抓手张开(张开)；调节块下降至下限位全部工作，既保证了人的安全，又提高了工作效传感器(下降)，此时抓手与产品处于同一高率。随着可编程逻辑控制器(PLC)的快速发展成度；抓手闭合将产品夹住(夹紧)；调节块上升熟和在工业自动控制领域的广泛应用，解决了以至上限位传感器(上升)，当不合格产品离开传继电器为基础的控制系统落后、接线复杂、可靠感器区域后，传送带恢复运行；主臂逆时针回转性差

4、、抗干扰能力弱等缺点，以PLC为基础的工业90。(左回转)；抓手张开将不和产品置于分流流机械手具有定位精度高、结构灵活、性能稳定和水线上(释放)；抓手闭合(闭合)：机械手一抗干扰能力强等优点，已广泛应用于机械制造、个循环周期结束(停止)，回到初始位。冶金、电子加工和原子能等行业。1机械手的结构及动作1．1机械手的结构茫盛『该机械手应用于工业自动流水线中，完成对，传送带上产品的分拣工作，即将不合格的产品拣出，让合格的产品通过。机械手结构如图1所示。i该机械手中包含两个旋转轴和一个直线轴。位于底座上的旋转轴驱动主臂做顺时针和逆时针的回⋯转，

5、位于主臂内部的直线轴是具有螺纹的丝杠，通过旋转实现调节块的升降动作，位于调节块前电机端下面的旋转轴驱动抓手张开和闭合，实现对不合格产品的夹取和释放。通过对这三个轴进行控1．底板；2．底座；3．联轴器；4．轴承座；5．轴套一：6．底座上板：制，驱动机械手做出相应的动作。7．旋转底板；8．旋转主臂；9．轴承固定座；lO．固定板：11．轴承端盖；12．电机支承座：l3．电机支承盖；l4．丝杠；l5．铜螺母：16．上下调节块1．2机械手的动作流程17．轴承固定块一；l8．轴承固定块二；19．抓手轴一；20．抓手轴二；21．轴套二；22．齿轮；2

6、3．抓手；24．夹爪垫；25．螺母机械手一个循环周期分为10步，分别是启图l机械手结构图动、右回转、张开、下降、夹紧、上升、左回收稿日期：2013-03-08作者简介：董明(1988一)，男，辽宁人，硕士研究生，研究方向为电力电子传动与控制技术。[124]第35卷第7期2013—07(上)学兔兔www.xuetutu.com务l訇似2系统控制方案数严格成正比，在时间上与输入脉冲同步。没有脉冲输入时，转子保持原有位置处于定位状态，控制系统由PLC、上位机、CANopen总线、远所以步进电机具有调速范围广、灵敏度高、输出程I／O模块STB和

7、OTB以及传感器构成。PLC选用施转角可控和、输出精度高、能实现同步控制等特耐德公司的ModiconM340系列，该系列采用模块点。按照机械手的动作要求，选用三台步进电机化设计，支持“热插拔”，有多重数字量I／O模块可来驱动机械手的三个轴。供选择，且集成了多重通信接口和总线，便于和同类CPU、通信模块或其他设备连接、通信。上位机3系统的主电路采用与施耐德产品配套的UnityProS开发软件，完主电路即系统的执行电路。由机械手结构图成上位机软件的开发和PLC程序的编写。上位机通可以看出，三台步进电机分别置于机械手底盘内过USB接口与PLC

8、的CPU进行通信，实现程序的下部、主臂顶部和调节滑块外端抓手的后部，由相载、运行和实时监控。PLC通过CANopen总线和远应的驱动器驱动工作。主电路电气原理图如图3程I／O模块进行通信，实现主站和从站的连