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　　以PLC為技術(shù)基礎(chǔ)的工業(yè)機(jī)器人下肢三相繼電器設(shè)計(jì)

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　　先進(jìn)制造 ◇ 系列技術(shù)講座

　　1月11日13:30-17:00 2023 Ansys中國機(jī)器人行業(yè)典型研討會(huì)

　　【編者按】目前，工業(yè)機(jī)器人下肢主要是選用溝通交流繼電器展開掌控，本研究將技術(shù)成形、程式設(shè)計(jì)方便快捷、安全性高、體積小的SIEMENS S-200電子電路掌控器，應(yīng)用于受控對(duì)流可逆操作過程調(diào)掌控系統(tǒng)，研制出機(jī)器人下肢三相繼電器，借以對(duì)工業(yè)機(jī)器人下肢展開轉(zhuǎn)換器掌控。

　　1 結(jié)語

　　隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，plc己廣泛地應(yīng)用于工業(yè)掌控微型計(jì)算機(jī)中。

目前，工業(yè)機(jī)器人下肢主要是選用溝通交流繼電器展開掌控，本研究將技術(shù)成形、程式設(shè)計(jì)方便快捷、安全性高、體積小的SIEMENS S-200電子電路掌控器，應(yīng)用于受控對(duì)流可逆操作過程調(diào)掌控系統(tǒng)，研制出機(jī)器人下肢三相繼電器，借以對(duì)工業(yè)機(jī)器人下肢展開轉(zhuǎn)換器掌控。

　　2 工業(yè)機(jī)器人下肢三相繼電器

　　工業(yè)機(jī)器人下肢是由三相轉(zhuǎn)換器電機(jī)驅(qū)動(dòng)力，透過對(duì)流可逆操作過程調(diào)速掌控系統(tǒng)掌控電機(jī)的正反轉(zhuǎn)來達(dá)到對(duì)工業(yè)機(jī)器人下肢的轉(zhuǎn)換器掌控的目的。

　　2.1 掌控掌控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　掌控系統(tǒng)選用SIEMEN S7-200型PLC，外加D/A步進(jìn)模塊，將PLC數(shù)字訊號(hào)變?yōu)槟M訊號(hào)，透過BT—I變流器調(diào)速掌控系統(tǒng)(主要由轉(zhuǎn)速閥門ASR、電阻閥門ACR、對(duì)流閥門ARR，正組異步GTD、formats異步GTS、電阻意見反饋器TCV共同組成)驅(qū)動(dòng)力三相電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)力機(jī)器人下肢按掌控要求展開動(dòng)作。掌控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

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　　圖1 機(jī)器人下肢三相繼電器結(jié)構(gòu)示意圖

　　2.2 掌控系統(tǒng)工作基本原理

　　掌控系統(tǒng)基本原理如圖2所示，受控對(duì)流可逆操作過程調(diào)速掌控系統(tǒng)的主電路選用交疊聯(lián)接方式，整流器斷路器的一個(gè)副邊并聯(lián)接成Y型，另一個(gè)接成△型，2個(gè)溝通交流電源的相位錯(cuò)開30°，其對(duì)流電流的頻率為l2倍單相。為了抑溝通交流對(duì)流，在2組受控整流器橋之間接放了2只均衡慣量，大軸回路中仍保留一只Niederbronn慣量。

掌控電路主要由轉(zhuǎn)速閥門ASR、電阻閥門ACR、對(duì)流閥門ARR，正組異步GTD、formats異步GTS、電阻意見反饋器TCV共同組成(見圖2)，其中2組異步的并行訊號(hào)分別取自與整流器斷路器相對(duì)應(yīng)的并行斷路器。

　　500)this.width=500" border=0 alt="" align=center src="://.mmsonline.cn/resupload/00000000000000000002/004074/1420537320612_1.jpg">

　　圖2 工業(yè)機(jī)器人下肢三相繼電器設(shè)計(jì)圖

掌控系統(tǒng)取值為零時(shí)，轉(zhuǎn)速閥門ASR、電阻閥門ACR被零速封堵訊號(hào)鎖零。這時(shí)，掌控系統(tǒng)主要由對(duì)流閥門ARR共同組成交疊意見反饋的INS13ZD掌控系統(tǒng)。雖然對(duì)流取值的影響，2組受控硅均處于整流器狀況，輸入的電流大小成正比、積是，三相電機(jī)大軸電流為零，電機(jī)ZR19，輸入的電阻流經(jīng)2組受控硅形成對(duì)流。對(duì)流不宜過大，一般限制在電機(jī)額定電阻的5%左右。薩德基重新啟動(dòng)，隨著轉(zhuǎn)速訊號(hào)Ugn的增大，封堵訊號(hào)解除，轉(zhuǎn)速閥門ASR輸正，電機(jī)薩德基運(yùn)行。這時(shí)，正組電阻意見反饋電流+Ufi2充分反映電機(jī)大軸電阻與對(duì)流電阻之和;formats電阻意見反饋電流-Uril充分反映了大軸電阻，因而可以對(duì)主電阻展開控制。而正組對(duì)流閥門輸入端所加的對(duì)流取值訊號(hào)-Ugih和交疊電阻意見反饋訊號(hào)-Ufil對(duì)這個(gè)控制操作過程影響極小。formats對(duì)流閥門的輸入電流為(+Uk)+(-Ugih)+(Ufi2)，隨著大軸電阻的不斷增大，當(dāng)達(dá)到一定程度時(shí)，對(duì)流自動(dòng)消失，formats受控硅進(jìn)入待電流元狀況。反向重新啟動(dòng)情況相反。另外，受控對(duì)流可逆操作過程調(diào)速掌控系統(tǒng)制動(dòng)器時(shí)仍然具有本橋電流元，LX1制動(dòng)器和意見反饋制動(dòng)器等操作過程。雖然啟動(dòng)操作過程也是對(duì)流逐漸減小的操作過程，因而，電機(jī)ZR19時(shí)，掌控系統(tǒng)的對(duì)流達(dá)最大值。對(duì)流有梅塞縣掌控系統(tǒng)越過切換死區(qū)，改善過渡特性。

　　3 掌控系統(tǒng)流程設(shè)計(jì)

流程設(shè)計(jì)方案為手動(dòng)輸入一個(gè)視角值，讓電機(jī)旋轉(zhuǎn)，透過與電動(dòng)車機(jī)相聯(lián)的光電碼盤來檢測(cè)電動(dòng)車機(jī)轉(zhuǎn)的視角，將旋轉(zhuǎn)視角變?yōu)椴ㄐ斡嵦?hào)。雖然電動(dòng)車機(jī)的轉(zhuǎn)速非?？欤灾荒馨巡ㄐ斡嵦?hào)送往PLC的高速計(jì)時(shí)器。然后將計(jì)時(shí)器的波形記錄與手輸入的展開比較，如果兩者成正比說明電動(dòng)車機(jī)已經(jīng)到達(dá)指定視角位置，否則繼續(xù)展開修正。值得注意的是，雖然電動(dòng)車機(jī)從旋轉(zhuǎn)突變到停止會(huì)有一定的慣性，因而在展開訊號(hào)比較時(shí)需允許有一定的誤差，不然電動(dòng)車機(jī)就會(huì)始終處在修正位置狀況。掌控系統(tǒng)流程框圖如圖3所示。

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　　圖3 掌控系統(tǒng)流程框圖

　　4 結(jié)論

基于PLC研制的三相繼電器，利用PLC擴(kuò)展能力強(qiáng)的特點(diǎn)，添裝手動(dòng)輸放裝置，實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人下肢三相繼電器的可視操作。其優(yōu)點(diǎn)是：(1)無需改變電路結(jié)構(gòu)，即可通操作過流程實(shí)現(xiàn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)的掌控;(2)能夠使電機(jī)不等待停止旋轉(zhuǎn)即可立刻反方向旋轉(zhuǎn);(3)可令電機(jī)急停，避免電機(jī)慣性旋轉(zhuǎn);(4)程式設(shè)計(jì)、維護(hù)方便快捷。

　　( 文章來源：互聯(lián)網(wǎng) )

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