CN110181492A - 一种人工智能机械手臂平台联合运营设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了人工智能机械手臂平台联合运营设备，包括触控屏、PLC控制模块、伺服驱动器和伺服电机，触控屏用于与PLC控制模块连接通讯，并与生产线的电气设备进行总控控制连接；PLC控制模块接收触控屏输入的控制信号，同步或异步输出控制伺服驱动器的运作，输入并接收伺服驱动器的反馈电路信号；伺服驱动器与位置控制电路、速度控制电路相连接，并通过控制电路和速度控制电路对伺服电机的位置和速度这两种方式进行控制。该人工智能机械手臂平台联合运营设备在电能动能源再次输入时，无需对机械手臂进行频繁调试，提高整个产线和机械手臂的匹配层次，运营速度和效率得到有效的高度提升。

Description

一种人工智能机械手臂平台联合运营设备
技术领域
本发明涉及智能工业领域，特别是涉及一种人工智能机械手臂平台联合运营设备。
背景技术
在电源控制和电路转化的过程中，由于传统机器手臂平台内所使用的整流电路与逆变电路皆包含在伺服驱动器内，PLC控制模块自身缺乏电源的二次或多次逆变以及电流转换，在PLC控制模块不便快速控制伺服驱动器驱动改变伺服电机力矩、速度和位置的同时，无法有效顺畅的保证由伺服电机控制的机械手臂动作的流畅程度，从而导致精准度受到影响，导致示教器频繁更改机器手臂的位置参数，数据进行高频率配置，重新更改的参数信息在双电源的不断交替、同步或者异步输入以及输出的情况下，内部荷载过大，整流电路与逆变电路的电路转换运行频率过载，导致机械手臂和产线的整个协同工作运营流程受阻，甚至机械手臂高频率故障的情况。其次在电源过载短路或因为其他故障导致短时间和长时间的停电和电源切断的情况时，PLC控制模块控制信号无法及时有效的抵达伺服电机，导致机械手臂运行动作和产线的生产效率无法匹配，而且再次进行电路连接时，PLC控制模块重新将为输出的信号输出，或重复将已经输出的控制信号输出所形成的控制伺服电机的动作指令也无法跟进匹配上产线的生产进程，导致整个运营体崩溃的情况发生。
发明内容
针对上述情况，本发明要解决的技术问题是提供一种人工智能机械手臂平台联合运营设备，在于提高电信号转化效率和应用速度，保证在发生电源失效的情况后，解决机器人再次使用时需要频繁调试机器人和产线产程度进度频率匹配度的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：人工智能机械手臂平台联合运营设备，包括触控屏、PLC控制模块、伺服驱动器和伺服电机，所述触控屏用于与PLC控制模块连接通讯，并与生产线的电气设备进行总控控制连接；
所述PLC控制模块接收触控屏输入的控制信号，同步或异步输出控制所述伺服驱动器的运作，输入并接收伺服驱动器的反馈电路信号；
所述伺服驱动器与位置控制电路、速度控制电路相连接，并通过所述控制电路和速度控制电路对所述伺服电机的位置和速度这两种方式进行控制；
所述伺服电机对应设置于机器人的各个转轴处，用于通过所述伺服驱动器控制信号的变化，转速与信号呈正比或近正比产生的不同力矩来控制机器人的动作，
所述伺服电机的转子上固定有编码器；
所述伺服电机电性连接有伺服驱动器，所述伺服驱动器通过与 PLC控制模块连接有逆变电路，用于将输入的直流电路转化为交流电路输出至整流电路进行电流整流，整流过程由电流控制电路进行跟踪和监控，其电流控制电路由PWN控制用于判断电流控制范围；
所述整流电路将逆变电路处输入的交流电整流为交流电，并通过降压电路用于将接受到的直流信号降压并将转换后的电压在输出和输入过程中持续进行过压保护。
优选的，所述伺服驱动器的控制动能源为控制电源，控制电源为电压220V的交流电，和用于PLC控制模块的主电源。
优选的，所述PLC控制模块电性号连接有超声发波器，所述超声发波器将输入电源转换成高频交流电信号，该输入电源优选指定为的 220V电压电源，用以驱动换能器的工作。
优选的，所述伺服驱动器电信输出与示教器，所述示教器跟随并编写机器人运行程序，以及对各个位置处的伺服电机的参数机型配置，所述示教器为人工手持装置。
优选的，所述主电源为电压380V的交流电，所述主电源为伺服驱动器的过渡性电源。
优选的，所述换能器将与超声发波器处输入的电功率转换成机械功率,此处机械功率优选为超声波功率，在传递到超声波焊接头处。
优选的，所述超声波焊接头机械传动连接有换能器。
优选的，所述降压电路反馈电压与保护电路用于接受所述电压反馈信号并判断其值，若超过阈值则控制电压开关并输出低电压，停止输出电压以保护设备。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该人工智能机械手臂平台联合运营设备将电源逆变、控制和转换的第一输出和输入权限移交至PLC控制模块，将PLC控制模块放置于电源启动信号的初始和第一位置，使信号的电源的应用转化更加清晰和快速，同步提高机械手臂的工作效率和智能化程度，触控屏外接除控制电源和主电源之外的非主路分路电源，主要为了避免当控制电源和主电源失效后，还可以通过控制电源和主电源进行暂时性紧急控制，避免了因动能源突然停止输入，PLC控制模块信号中断或输出不全时，导致伺服电机运行障碍形成的生产线运营速度与机械手臂工作无法对频操作的情况产生，保证了机械手臂使用的安全性，在电能动能源再次输入时，无需对机械手臂进行频繁调试，提高整个产线和机械手臂的匹配层次，运营速度和效率得到有效的高度提升。
附图说明
图1是本发明整合结构示意图；
图2是本发明伺服电机联合运行控制原理图；
图3是本发明伺服驱动器内部运行控制电路图；
图4是本发明电源控制电路原理图；
图5是本发明电源控制运行结构原理图。
图中：1、触控屏，2、控制电源，3、PLC控制模块，4、伺服驱动器，5、主电源，6、示教器，7、换能器，8超声发波器、，9、伺服电机，10、编码器，11、超声波焊接头，12、整流电路，13、逆变电路，14、位置控制电路，15、速度控制电路，16、降压电路，17、电流控制电路，18、PWN。
具体实施方式
为了能够更清楚的理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：人工智能机械手臂平台联合运营设备，包括触控屏1、PLC控制模块3、伺服驱动器4和伺服电机9，所述触控屏1用于与PLC控制模块3连接通讯，并与生产线的电气设备进行总控控制连接，PLC控制模块3电性号连接有超声发波器8，所述超声发波器8将输入电源转换成高频交流电信号，该输入电源优选指定为的220V电压电源，用以驱动换能器7的工作， 220V电源，用以提供PLC控制模块3工作和伺服驱动器4内部的控制电源2，以及提供24V开关电源的进电电源，4V开关电源，接受 220V交流电，降压并整流转变成24V直流电源，用于提供PLC控制模块3输入输出控制的开关电源；
换能器7将与超声发波器8处输入的电功率转换成机械功率,此处机械功率优选为超声波功率，在传递到超声波焊接头11处，超声波焊接头11机械传动连接有换能器7，超声波焊接头11用于接受换能器7传递的超声波机械功率信号，并产生高频振动，与产线上焊接件相接触时，焊接面声阻大，从而产生高温，融化焊接面；
所述PLC控制模块3接收触控屏1输入的控制信号，同步或异步输出控制所述伺服驱动器4的运作，输入并接收伺服驱动器 4的反馈电路信号，触控屏1外接除控制电源2和主电源5之外的非主路分路电源，主要为了避免当控制电源2和主电源5失效后，还可以通过控制电源2和主电源5进行暂时性紧急控制，避免了因动能源突然停止输入，PLC控制模块3信号中断或输出不全时，导致伺服电机9运行障碍形成的生产线运营速度与机械手臂工作无法对频操作的情况产生，保证了机械手臂使用的安全性，在电能动能源再次输入时，无需对机械手臂进行频繁调试，伺服驱动器4的控制动能源为控制电源2，控制电源2为电压 220V的交流电，和用于PLC控制模块3的主电源5；
所述伺服驱动器4与位置控制电路14、速度控制电路15相连接，并通过所述控制电路14和速度控制电路15对所述伺服电机9的位置和速度这两种方式进行控制；
所述伺服电机9对应设置于机器人的各个转轴处，用于通过所述伺服驱动器4控制信号的变化，转速与信号呈正比或近正比产生的不同力矩来控制机器人的动作，伺服驱动器4的控制信号的控制特性或呈连续性和直线性，伺服电机9的转速跟随变化，伺服驱动器4电信输出与示教器6，所述示教器6跟随并编写机器人运行程序，以及对各个位置处的伺服电机9的参数机型配置，所述示教器6为人工手持装置，
所述伺服电机9的转子上固定有编码器10，伺服电机9旋转时，其转子的旋转动作带动编码器10同时旋转，编码器10旋转时的角度位移转换成电信号反馈到伺服驱动器4，从而记录机械手臂的运行轨迹；
所述伺服电机9电性连接有伺服驱动器4，所述伺服驱动器 4通过与PLC控制模块3连接有逆变电路13，主电源5持续输入的交流电通过整流电路12整流为直流电，直流电得以被控制电路，如PWN18、位置控制电路14和速度控制电路15等控制并进行电路放大操作，随后由逆变电路13逆变器交流电路，该交流电路适配于伺服电机9所作的动能电路电源所使用，主电源5为电压380V 的交流电，380V驱动电源，三相380V交流电，接在伺服驱动器4的RST端子上，通过伺服驱动器4内部控制，将电源传输到伺服电机9 上，提供伺服电机9工作；
所述主电源5为伺服驱动器4的过渡性电源，逆变电路13用于将输入的直流电路转化为交流电路输出至整流电路12进行电流整流，在电源控制和电路转化的过程中，避免了因传统机器手臂平台内所使用的整流电路12与逆变电路13皆包含在伺服驱动器4内导致机械手臂高频率故障的情况，伺服驱动器4间接通过PLC控制模块3进行电流逆变和整流，将PLC控制模块3放置于电源启动信号的初始和第一位置，使信号的电源的应用转化更加清晰和快速，同步提高机械手臂的工作效率和智能化程度，这个整流过程由电流控制电路17进行跟踪和监控，其电流控制电路17由PWN18控制用于判断电流控制范围；
所述整流电路12将逆变电路13处输入的交流电整流为交流电，并通过降压电路16用于将接受到的直流信号降压并将转换后的电压在输出和输入过程中持续进行过压保护，降压电路16反馈电压与保护电路用于接受所述电压反馈信号并判断其值，若超过阈值则控制电压开关并输出低电压，停止输出电压以保护设备。。
在本说明书的描述中，属于“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述属于在本发明中的具体含义。
在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或实例中以合适的方式结合。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.人工智能机械手臂平台联合运营设备，包括触控屏、PLC控制模块、伺服驱动器和伺服电机，所述触控屏用于与PLC控制模块连接通讯，并与生产线的电气设备进行总控控制连接；
所述PLC控制模块接收触控屏输入的控制信号，同步或异步输出控制所述伺服驱动器的运作，输入并接收伺服驱动器的反馈电路信号；
所述伺服驱动器与位置控制电路、速度控制电路相连接，并通过所述控制电路和速度控制电路对所述伺服电机的位置和速度这两种方式进行控制；
所述伺服电机对应设置于机器人的各个转轴处，用于通过所述伺服驱动器控制信号的变化，转速与信号呈正比或近正比产生的不同力矩来控制机器人的动作，
所述伺服电机的转子上固定有编码器；
所述伺服电机电性连接有伺服驱动器，所述伺服驱动器通过与PLC控制模块连接有逆变电路，用于将输入的直流电路转化为交流电路输出至整流电路进行电流整流，整流过程由电流控制电路进行跟踪和监控，其电流控制电路由PWN控制用于判断电流控制范围；
所述整流电路将逆变电路处输入的交流电整流为交流电，并通过降压电路用于将接受到的直流信号降压并将转换后的电压在输出和输入过程中持续进行过压保护。
2.根据权利要求1所述的人工智能机械手臂平台联合运营设备，其特征在于：所述伺服驱动器的控制动能源为控制电源，控制电源为电压V的交流电，和用于PLC控制模块的主电源。
3.根据权利要求1所述的人工智能机械手臂平台联合运营设备，其特征在于：所述PLC控制模块电性号连接有超声发波器，所述超声发波器将输入电源转换成高频交流电信号，该输入电源优选指定为的V电压电源，用以驱动换能器的工作。
4.根据权利要求1所述的人工智能机械手臂平台联合运营设备，其特征在于：所述伺服驱动器电信输出与示教器，所述示教器跟随并编写机器人运行程序，以及对各个位置处的伺服电机的参数机型配置，所述示教器为人工手持装置。
5.根据权利要求1所述的人工智能机械手臂平台联合运营设备，其特征在于：所述主电源为电压V的交流电，所述主电源为伺服驱动器的过渡性电源。
6.根据权利要求1所述的人工智能机械手臂平台联合运营设备，其特征在于：所述换能器将与超声发波器处输入的电功率转换成机械功率,此处机械功率优选为超声波功率，在传递到超声波焊接头处。
7.根据权利要求1所述的人工智能机械手臂平台联合运营设备，其特征在于：所述超声波焊接头机械传动连接有换能器。
8.根据权利要求1所述的人工智能机械手臂平台联合运营设备，其特征在于：所述降压电路反馈电压与保护电路用于接受所述电压反馈信号并判断其值，若超过阈值则控制电压开关并输出低电压，停止输出电压以保护设备。
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