專利名稱:一種delta并聯(lián)機(jī)械手控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種delta并聯(lián)機(jī)械手控制系統(tǒng)，包括工業(yè)嵌入式觸摸屏部分、PLC控制處理部分、伺服閉環(huán)控制系統(tǒng)部份，所述伺服閉環(huán)控制系統(tǒng)部份包括有伺服驅(qū)動器、伺服電機(jī)、編碼器；所述工業(yè)嵌入式觸摸屏部分通過RS232與RS422轉(zhuǎn)換線與PLC控制處理部分的輸入端連接，所述PLC控制處理部分的輸出端與伺服驅(qū)動器的輸入端連接；所述伺服驅(qū)動器的輸出端與伺服電機(jī)連接，所述編碼器分別與伺服驅(qū)動器和伺服電機(jī)連接，共同組成一個閉環(huán)系統(tǒng)。本實(shí)用新型涉及工業(yè)嵌入式觸摸屏及以PLC為核心的控制系統(tǒng)，能安裝人機(jī)界面的工業(yè)嵌入式觸摸屏可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)輸入及故障報警，PLC控制系統(tǒng)可以控制delta并聯(lián)機(jī)械手三軸高速、高精度運(yùn)動。
【專利說明】一種delta并聯(lián)機(jī)械手控制系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及工業(yè)自動化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)構(gòu)建及仿真控制的【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是指一種delta并聯(lián)機(jī)械手控制系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著電子技術(shù)，材料技術(shù)的發(fā)展，越來越多的控制芯片被應(yīng)用。在當(dāng)今要求高時效的工業(yè)環(huán)境中，控制芯片在嵌入式控制系統(tǒng)中的應(yīng)用極大地提高了工業(yè)自動化的程度，PLC就是工業(yè)自動化中一個典型的例子，PLC取代了復(fù)雜的繼電器系統(tǒng)，還能構(gòu)成組態(tài)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)的網(wǎng)絡(luò)化生產(chǎn)。因此學(xué)會基于PLC的工業(yè)控制系統(tǒng)的軟，硬件的設(shè)計(jì)及仿真是現(xiàn)代機(jī)電工程師的一項(xiàng)重要技能。
[0003]目前，國內(nèi)PLC控制系統(tǒng)在工業(yè)自動化中應(yīng)用廣泛，但是成本較高，在高速運(yùn)行時不夠穩(wěn)定，控制精度不夠，專用性強(qiáng)，不利于系統(tǒng)的轉(zhuǎn)移應(yīng)用，大多數(shù)系統(tǒng)采用面板方式進(jìn)行數(shù)據(jù)的輸入等，工業(yè)嵌入式觸摸屏使用較少，人機(jī)交互性不強(qiáng)，而且高校學(xué)生難以接觸到實(shí)際的PLC控制系統(tǒng)，極少機(jī)會進(jìn)行工業(yè)化的機(jī)械設(shè)備的PLC系統(tǒng)的操作控制。為了解決這些問題，需要設(shè)計(jì)一個基于工業(yè)機(jī)械設(shè)備的PLC自動控制系統(tǒng)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足與缺點(diǎn)，提供一種結(jié)構(gòu)緊湊可靠、使用方便、高精度定位的delta并聯(lián)機(jī)械手控制系統(tǒng)。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所提供的技術(shù)方案為:一種delta并聯(lián)機(jī)械手控制系統(tǒng)，包括有工業(yè)嵌入式觸摸屏部分、PLC控制處理部分、伺服閉環(huán)控制系統(tǒng)部份，其中，所述伺服閉環(huán)控制系統(tǒng)部份包括有伺服驅(qū)動器、伺服電機(jī)、編碼器；所述工業(yè)嵌入式觸摸屏部分通過RS232與RS422轉(zhuǎn)換線與PLC控制處理部分的輸入端連接，所述PLC控制處理部分的輸出端與伺服驅(qū)動器的輸入端連接；所述伺服驅(qū)動器的輸出端與伺服電機(jī)連接，所述編碼器分別與伺服驅(qū)動器和伺服電機(jī)連接，共同組成一個閉環(huán)系統(tǒng)。
[0006]所述伺服閉環(huán)控制系統(tǒng)部份的伺服驅(qū)動器、伺服電機(jī)和編碼器的數(shù)量應(yīng)與delta并聯(lián)機(jī)械手的手臂數(shù)量相一致，delta并聯(lián)機(jī)械手的一只手臂配套一個伺服驅(qū)動器、一個伺服電機(jī)以及一個編碼器。
[0007]所述工業(yè)嵌入式觸摸屏部分包括有配合使用的工業(yè)嵌入式觸摸屏和人機(jī)界面。
[0008]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)與有益效果:
[0009]1、采用配合圖形化人機(jī)界面的工業(yè)嵌入式控制觸摸屏能夠快速直觀地輸入數(shù)據(jù)，可操作性大大提高；
[0010]2、以PLC為控制核心，增強(qiáng)了控制系統(tǒng)的抗干擾能力，并解決相關(guān)軌跡的分析處理問題，而且采用PLC不僅能降低成本，還可以運(yùn)用改裝過的PLC集成的位置控制模塊進(jìn)行多軸聯(lián)動控制，大大降低了成本；
[0011]3、采用伺服電機(jī)系統(tǒng)作為控制系統(tǒng)的輸出，由于伺服系統(tǒng)本身作為一個閉環(huán)系統(tǒng)，可以大大提尚整個控制系統(tǒng)的精度、尚速運(yùn)彳丁穩(wěn)定性等冋題，從而提尚整個PLC系統(tǒng)的可靠性。

【附圖說明】

[0012]圖1為本實(shí)用新型所述delta并聯(lián)機(jī)械手控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合具體實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0014]如圖1所示，本實(shí)施例所述的delta并聯(lián)機(jī)械手控制系統(tǒng)，包括有工業(yè)嵌入式觸摸屏部分、PLC控制處理部分、伺服閉環(huán)控制系統(tǒng)部份，其中，根據(jù)delta并聯(lián)機(jī)械手的手臂數(shù)量，本實(shí)施例所述伺服閉環(huán)控制系統(tǒng)部份包括有三個伺服驅(qū)動器、三個伺服電機(jī)和三個編碼器，且一只手臂配套一個伺服驅(qū)動器、一個伺服電機(jī)以及一個編碼器；所述工業(yè)嵌入式觸摸屏部分包括有配合使用的工業(yè)嵌入式觸摸屏和人機(jī)界面，通過RS232與RS422轉(zhuǎn)換線與PLC控制處理部分的輸入端連接，所述PLC控制處理部分的輸出端分別與三個伺服驅(qū)動器的輸入端連接；所述三個伺服驅(qū)動器的輸出端分別與各自相應(yīng)的伺服電機(jī)連接，所述三個編碼器分別與各自相應(yīng)的伺服驅(qū)動器和伺服電機(jī)連接，共同組成一個閉環(huán)系統(tǒng)。
[0015]所述工業(yè)嵌入式觸摸屏部分，用于實(shí)現(xiàn)與PLC控制處理部分實(shí)時交換數(shù)據(jù)，主要功能是設(shè)定坐標(biāo)系原點(diǎn)，輸入目標(biāo)坐標(biāo)、機(jī)構(gòu)運(yùn)行加速度，顯示當(dāng)前坐標(biāo)，控制機(jī)構(gòu)的啟停，并且有實(shí)時報警功能，對機(jī)構(gòu)及系統(tǒng)故障(如機(jī)構(gòu)速度過大、機(jī)構(gòu)運(yùn)動范圍超出極限范圍、誤差過大、輸入量錯誤等)進(jìn)行及時報警，以防止機(jī)構(gòu)及系統(tǒng)的損壞。
[0016]所述PLC控制處理部分，作為本系統(tǒng)的控制核心，一方面與工業(yè)嵌入式觸摸屏部分連接進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換，另一方面對輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算，求出目標(biāo)值，并且進(jìn)行路徑的規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)點(diǎn)位式的運(yùn)動；當(dāng)數(shù)據(jù)處理并存儲完畢后，在PLC的高速脈沖輸出端輸出三路高速脈沖信號到三個伺服驅(qū)動器，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)delta并聯(lián)機(jī)械手的三軸聯(lián)動控制，使delta并聯(lián)機(jī)械手的末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)準(zhǔn)確到達(dá)目標(biāo)位置。
[0017]所述伺服閉環(huán)控制系統(tǒng)部份，其編碼器通過采集伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速、位移信息，把信息反饋到伺服驅(qū)動器，所述伺服驅(qū)動器內(nèi)部的PID控制系統(tǒng)根據(jù)絕對式編碼器的反饋實(shí)現(xiàn)伺服電機(jī)的位置、速度、轉(zhuǎn)距的調(diào)節(jié)，即PID控制，這樣只要PLC輸入脈沖信號，伺服閉環(huán)控制系統(tǒng)就能穩(wěn)定地控制其伺服電機(jī)輸出，使機(jī)構(gòu)平穩(wěn)運(yùn)動，減少運(yùn)動誤差、振動，實(shí)現(xiàn)高速高精度控制。
[0018]以上所述之實(shí)施例子只為本實(shí)用新型之較佳實(shí)施例，并非以此限制本實(shí)用新型的實(shí)施范圍，故凡依本實(shí)用新型之形狀、原理所作的變化，均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種delta并聯(lián)機(jī)械手控制系統(tǒng)，其特征在于:包括有工業(yè)嵌入式觸摸屏部分、PLC控制處理部分、伺服閉環(huán)控制系統(tǒng)部份，其中，所述伺服閉環(huán)控制系統(tǒng)部份包括有伺服驅(qū)動器、伺服電機(jī)、編碼器；所述工業(yè)嵌入式觸摸屏部分通過RS232與RS422轉(zhuǎn)換線與PLC控制處理部分的輸入端連接，所述PLC控制處理部分的輸出端與伺服驅(qū)動器的輸入端連接；所述伺服驅(qū)動器的輸出端與伺服電機(jī)連接，所述編碼器分別與伺服驅(qū)動器和伺服電機(jī)連接，共同組成一個閉環(huán)系統(tǒng)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種delta并聯(lián)機(jī)械手控制系統(tǒng)，其特征在于:所述伺服閉環(huán)控制系統(tǒng)部份的伺服驅(qū)動器、伺服電機(jī)和編碼器的數(shù)量應(yīng)與delta并聯(lián)機(jī)械手的手臂數(shù)量相一致，delta并聯(lián)機(jī)械手的一只手臂配套一個伺服驅(qū)動器、一個伺服電機(jī)以及一個編碼器。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種delta并聯(lián)機(jī)械手控制系統(tǒng)，其特征在于:所述工業(yè)嵌入式觸摸屏部分包括有配合使用的工業(yè)嵌入式觸摸屏和人機(jī)界面。
【文檔編號】B25J9-00GK204278019SQ201420427114
【發(fā)明者】梁煒豐, 張東, 李俊璋, 李忠浪, 何凱文, 蘇建威 [申請人]華南理工大學(xué)