CN108972523A - 基于plc控制的机械混合型机电一体化设备及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于PLC控制的机械混合型机电一体化设备及控制方法。目前现有技术没有采用了混合驱动技术,本申请采用的混合型气动机械手增加了光电传感器等电气部件,覆盖了PLC控制技术、气动技术、位置检测技术等,是机电气一体化的典型设备,有着广泛的应用前景。本发明组成包括:底座(1),底座中间位置具有孔,孔内安装有回转台(11)的连接轴,连接轴外径上安装有轴承(2),底座上平面通过螺钉与轴承盖(3)连接,轴承盖下端面与轴承内圈上平面贴合,回转台上方分别固定有立柱(10)、俯仰气缸(4),立柱上方通过连接轴与伸缩气缸(6)连接,伸缩气缸的活塞杆与手爪装置(9)连接。本发明用于基于PLC控制的机械混合型机电一体化设备。

Description

基于PLC控制的机械混合型机电一体化设备及控制方法
技术领域:
本发明涉及机械自动化控制领域,具体涉及一种基于PLC控制的机械混合型机电一体化设备及控制方法。
背景技术:
随着机械电子控制技术的广泛应用,具有独立控制器、程序叮变、动作灵活、定位精度高、适用于中小批量自动化生产的通用机械手得到迅速发展,目前现有技术没有采用了混合驱动技术,本申请采用的混合型气动机械手增加了光电传感器等电气部件,覆盖了PLC控制技术、气动技术、位置检测技术等,是机电气一体化的典型设备,有着广泛的应用前景。
发明内容:
本发明的目的是提供一种基于PLC控制的机械混合型机电一体化设备及控制方法。
上述的目的通过以下的技术方案实现:
一种基于PLC控制的机械混合型机电一体化设备,其组成包括:底座,所述的底座中间位置具有孔,所述的孔内安装有回转台的连接轴,所述的连接轴外径上安装有轴承,所述的底座上平面通过螺钉与轴承盖连接,所述的轴承盖下端面与所述的轴承内圈上平面贴合,所述的回转台上方分别固定有立柱、俯仰气缸,所述的立柱上方通过连接轴与伸缩气缸连接,所述的伸缩气缸的活塞杆与手爪装置连接。
所述的基于PLC控制的机械混合型机电一体化设备,所述的伸缩气缸上方安装有水平检测装置,所述的水平检测装置的连接杆穿过固定板与所述的手爪装置固定,所述的伸缩气缸一侧通过连接轴与所述的俯仰气缸连接,所述的俯仰气缸侧面安装有垂直检测装置,所述的底座下平面分别安装有4个垫块。
一种基于PLC控制的机械混合型机电一体化设备及控制方法,该方法包括如下步骤:
首先混合型机电一体化设备具有3个自由度的极坐标型机械手爪装置,所述的手爪装置的手臂运动由一个直线运动和两个转动组成,完成俯仰、伸缩、旋转3个自由度的运动;
所述的手爪装置俯仰和伸缩动作采用气动方式驱动,绕水平轴的仰俯动作由俯仰气缸通过连杆机构来实现,将气缸的直线运动转化为手臂的仰俯运动,俯仰及伸缩气缸选用标准气缸,由于抓取工件和堆放工件都有位置定位的要求,在气缸上安装有红外光电式传感器,气缸杆上固定有透射式光栅,气缸杆的移动带动光栅移动,产生光电信号脉冲,光电信号通过底座中内置的信号转换电路进行处理后反馈到PLC输人端,PLC控制程序对该反馈信号进行处理、判断乎臂的运动是否到位,然后发出控制信号给电磁换向阀来控制气缸的运动和停止,实现机械手爪装置任意定位的需要。
有益效果:
1.本发明主要是提供一种基于PLC控制的机械混合型机电一体化设备及其控制方法,其结构形式是具有3个自由度的极坐标型机械设备,极坐标型机械设备占地面积小,结构紧凑,便于与其他机器人协调,具有重量较轻等优点。
2.本申请的机械设备由机械系统、位置检测系统、气动及控制系统3部分组成,其中气动系统由气源、气动系统控制阀、俯仰及伸缩气缸等组成,整个气动系统完成俯下、仰起、仲出、缩回4个动作,由空压机获得气源,经过二位五通电磁阀实现运动的转换,电磁阀YV1,YV2,YV3 ,YV4由PLC进行控制,俯仰及伸缩气缸的原位信号由光栅尺卜的原位标记X2,X3提供,限位信号由由光栅尺卜的限位标记X13 ,X14提供,位置信号由光栅尺产生的脉冲信号提供,经气动带动联件,得到清洁、干燥的空气。
本申请回转台的回转运动采用步进电机驭动来实现,选用了二相混合式步进电机与其配套的等角度恒力矩细分型步进电机3rx动器作为机械手迥转运动的驭动及定位装置,在控制电路中,由PLC把脉冲信号CP、方向信号DIR等控制信号发送给步进电机驱动器来控制步进电机的转动速度、力一向及位置,从而实现对步进电机的伺服定位控制,实现PLC控制技术、气动技术、位置检测技术相结合的机电气一体化设备,使其具有着广泛的应用前景。
附图说明:
附图1是本发明的结构示意图。
附图2是本申请的气动原理图。
具体实施方式:
实施例1:
一种基于PLC控制的机械混合型机电一体化设备,其组成包括:底座1,所述的底座中间位置具有孔,所述的孔内安装有回转台11的连接轴,所述的连接轴外径上安装有轴承2,所述的底座上平面通过螺钉与轴承盖3连接,所述的轴承盖下端面与所述的轴承内圈上平面贴合,所述的回转台上方分别固定有立柱10、俯仰气缸4,所述的立柱上方通过连接轴与伸缩气缸6连接,所述的伸缩气缸的活塞杆与手爪装置9连接。
实施例2:
根据实施例1所述的基于PLC控制的机械混合型机电一体化设备,所述的伸缩气缸上方安装有水平检测装置7,所述的水平检测装置的连接杆穿过固定板8与所述的手爪装置固定,所述的伸缩气缸一侧通过连接轴与所述的俯仰气缸连接,所述的俯仰气缸侧面安装有垂直检测装置5,所述的底座下平面分别安装有4个垫块。
实施例3:
一种利用实施例1-2所述的基于PLC控制的机械混合型机电一体化设备的控制方法,该方法包括如下步骤:
首先混合型机电一体化设备具有3个自由度的极坐标型机械手爪装置,所述的手爪装置的手臂运动由一个直线运动和两个转动组成,完成俯仰、伸缩、旋转3个自由度的运动;
所述的手爪装置俯仰和伸缩动作采用气动方式驱动,绕水平轴的仰俯动作由俯仰气缸通过连杆机构来实现,将气缸的直线运动转化为手臂的仰俯运动,俯仰及伸缩气缸选用标准气缸,由于抓取工件和堆放工件都有位置定位的要求,在气缸上安装有红外光电式传感器,气缸杆上固定有透射式光栅,气缸杆的移动带动光栅移动,产生光电信号脉冲,光电信号通过底座中内置的信号转换电路进行处理后反馈到PLC输人端,PLC控制程序对该反馈信号进行处理、判断乎臂的运动是否到位,然后发出控制信号给电磁换向阀来控制气缸的运动和停止,实现机械手爪装置任意定位的需要。
实施例4:
根据实施例1-3所述的基于PLC控制的机械混合型机电一体化设备的工作原理是:气动系统由气源、气动下联件、气动系统控制阀、俯仰及伸缩气缸等组成,整个气动系统卞要完成俯下、仰起、仲出、缩回4个动作,由空压机获得气源,经气动=联件,得到清洁、干燥的空气,经过二位五通电磁阀实现运动的转换,电磁阀YV1,YV2,YV3 ,YV4由PLC进行控制,俯仰及仲缩气缸的原位信号由光栅尺卜的原位标记X2,X3提供。限位信号由由光栅尺卜的限位标记X13 ,X14提供,位置信号由光栅尺产生的脉冲信号提供。

Claims (3)

1.一种基于PLC控制的机械混合型机电一体化设备,其组成包括:底座,其特征是:所述的底座中间位置具有孔,所述的孔内安装有回转台的连接轴,所述的连接轴外径上安装有轴承,所述的底座上平面通过螺钉与轴承盖连接,所述的轴承盖下端面与所述的轴承内圈上平面贴合,所述的回转台上方分别固定有立柱、俯仰气缸,所述的立柱上方通过连接轴与伸缩气缸连接,所述的伸缩气缸的活塞杆与手爪装置连接。
2.根据权利要求1所述的基于PLC控制的机械混合型机电一体化设备,其特征是:所述的伸缩气缸上方安装有水平检测装置,所述的水平检测装置的连接杆穿过固定板与所述的手爪装置固定,所述的伸缩气缸一侧通过连接轴与所述的俯仰气缸连接,所述的俯仰气缸侧面安装有垂直检测装置,所述的底座下平面分别安装有4个垫块。
3.一种利用权利要求1-2所述的基于PLC控制的机械混合型机电一体化设备的控制方法,其特征是:该方法包括如下步骤:
首先混合型机电一体化设备具有3个自由度的极坐标型机械手爪装置,所述的手爪装置的手臂运动由一个直线运动和两个转动组成,完成俯仰、伸缩、旋转3个自由度的运动;
所述的手爪装置俯仰和伸缩动作采用气动方式驱动,绕水平轴的仰俯动作由俯仰气缸通过连杆机构来实现,将气缸的直线运动转化为手臂的仰俯运动,俯仰及伸缩气缸选用标准气缸,由于抓取工件和堆放工件都有位置定位的要求,在气缸上安装有红外光电式传感器,气缸杆上固定有透射式光栅,气缸杆的移动带动光栅移动,产生光电信号脉冲,光电信号通过底座中内置的信号转换电路进行处理后反馈到PLC输人端,PLC控制程序对该反馈信号进行处理、判断乎臂的运动是否到位,然后发出控制信号给电磁换向阀来控制气缸的运动和停止,实现机械手爪装置任意定位的需要。
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