工业机器人电控ppt课件

工业机器人电气控制系统简介、机器人电气控制系统简介、机器人控制系统基本结构、工业机器人控制系统结构方案比较、机器人关键部件简介、通用可编程控制器PLC、机器人控制系统基本结构，从基本机构角度看，典型机器人电气控制系统主要由上位机、运动控制器、驱动器、电机、执行器和反馈装置组成。工业机器人控制系统组成方案比较，基于可编程控制器的运动控制基于PC机运动控制卡的运动控制纯PC机控制，基于可编程控制器的运动控制，可编程控制器的运动控制有两种：1、利用一些可编程控制器的输出端口利用脉冲输出命令产生脉冲驱动电机，同时利用通用I/O或计数元件实现电机的闭环位置控制；2.电机的闭环位置控制是通过在可编程控制器外扩展的位置模块来实现的，大大提高了运动控制的速度和精度。机器人控制基于PC机运动控制卡，简单的PC机控制，机器人系统完全采用PC机的全软件形式。在高性能工业PC机和嵌入式PC机(配有专门为工业应用开发的主板)的硬件平台上，可通过软件程序实现PLC和运动控制等功能，实现机器人所需的逻辑控制和运动控制。当然，PC机既有高性能的任务管理功能，又有人机交互功能。通过高速工业总线实现PC机与驱动程序的实时通信，可以显著提高机器人的生产效率和灵活性。然而，在提供灵活的应用平台的同时，也大大增加了开发难度，延长了开发周期。由于其先进的结构，这种结构代表了未来机器人控制结构的发展方向。机器人的关键部件编码器驱动传感器、编码器和闭环控制是提高机器人控制系统运动精度的重要手段，而位置检测传感器是形成闭环控制的重要组成部分。位置检测传感器检测控制对象的实际位置，并将位置信息传输到运动控制器，运动控制器根据控制对象的实际值调整输出信号。常见的位置传感器包括电位器、编码器、光栅尺、差动变压器、旋转变压器等。按输出信号划分，有增量编码器和绝对编码器。工业机器人电机都是应用绝对编码器。交流伺服电机驱动器，交流伺服元件：永磁同步交流伺服电机；全数字交流永磁同步伺服驱动器。伺服驱动器由驱动硬件和控制算法两部分组成。控制算法是决定交流伺服系统性能的关键技术。伺服驱动器的连接：1。主电路的连接1)驱动器r、s和t的电源线的连接；2)驱动器和电机电源线之间的接线；2.控制电源连接1)电阻和电阻控制电源连接；2)输入/输出接口控制电源连接；3.信号命令行1)命令接口2)输入/输出接口3)反馈检测型连接4。通讯连接，传感器，有各种物理量(如位移，压力，速度等。)需要在机器人控制系统中进行测量和控制。如果没有传感器来精确和可靠地检测原始的各种参数，那么就不能实现对机器人的各种控制。因此，能够将各种非电量转换成电量的传感器成为机器人控制系统不可缺少的一部分。传感器：传感器是一种测量部件或装置，用于转换测量值(如位移、力、加速度等)。)转换成与其有明确对应关系且易于精确处理和测量的某一物理量(例如，电量)。称重传感器：电阻应变式称重传感器，用于检测工件重量。机械开关：常用的接近开关，用于检测运动部件是否到位。光电开关：包括对射、反射板和漫反射红外光电开关，用于检测工件的位置。磁性开关：用于检测运动部件是否到位。材料传感器：用于检测工件的材料。位移传感器：滑动阻力位移传感器，用于检测孔深。彩色se色码传感器形状传感器光纤传感器：光在调制区，外部信号与光的相互作用会引起光的强度、波长、频率、相位和偏振态等光学特性的变化，从而形成不同的调制-抗干扰能力、传感器分类、触觉传感器红外传感器力传感器超声波传感器激光传感器电子罗盘-倾角全球定位系统条形码扫描仪电子标签、欧姆龙CP1H:具有4路高速脉冲输出和4轴高速计数功能，具有快速的计算速度和模拟输入/输出接口。非常适合码垛机和桌面柔性加工系统。主体的价格较低，但一些扩展模块(如Profibus总线模块和以太网模块)的价格相对较高。三菱FX3U:具有3路高速脉冲输出，运算速度快，适用于台式柔性加工系统和自动输送线机组，且主体价格相对较高。模拟量需要扩大。西门子S200系列：具有2路低速脉冲输出，适用于自动输电线机组。主体的价格很低，但是一些扩展模块的价格很高。模拟量需要扩大。西门子S200XP系列：有2路高速脉冲输出，带模拟输入输出接口。适用于码垛机和桌面柔性加工系统(需要增加定位模块)。主体的价格很低，但是一些扩展模块的价格很高。常用可编程控制器PLC、电气元件、DC继电器：弱电开关控制；开关电源：提供控制系统所需的DC电源、按钮、指示灯和紧急停止按钮：负责系统运行控制、状态指示和紧急停止。西门子可编程控制器(CPU224)控制电机的正反转。首先，设计理念1。可编程控制器控制一维运动平台，实现电机的自动正反转和手动正反转。2.一维运动平台的行程两端分别设有行程开关，行程开关分别定义为正极限和负极限；3.电机应在其自动正转和反转之前复位。复位过程包括启动电机在负方向运行，运行到负极限，在正方向运行一定距离，并以此位置为电机自动在正、负方向运行的初始位置；4.复位完成后，按下向前旋转按钮，将电机向前移动一定距离(该距离由运动包络参数设置)，并在电机就位时停止。按下倒档按钮，电机将向反方向运行一段距离，并在就位时停止。5、如运行过程中正反转，触动行程开关，电机停止运行。此时，可通过手动前进和后退按钮控制电机远离限位开关，或按下复位按钮复位平台；6.行程开关激活后，自动前进和后退操作控制只能在复位后执行。7.在电机运行过程中，可通过“停止按钮”和“紧急停止按钮”随时控制电机停止运行。8.操作停止后，需要复位后才能进行自动正反转操作控制；9、“复位指示器”、“运行指示器”和“停止指示器”用于指示一维平台的运行状态。S7-200中央处理器提供两个高速脉冲输出点(Q0.0和Q0.1)，可分别工作在动力输出(脉冲串输出)和脉宽调制(脉宽调制)状态。速度和位置的开环运动控制可以用动力输出或脉宽调制来实现。PTO功能可以输出一系列脉冲，用户可以控制脉冲的周期(频率)和数量。脉宽调制功能可以连续输出一系列占空比可调的脉冲，用户可以控制脉冲的周期和脉冲宽度(占空比)。高速脉冲输出点和公共数字输出点共享输出图Q0.0和Q0.1。当在Q0.0和Q0.1上启动动力输出或脉宽调制功能时，动力输出/脉宽调制发生器控制输出，输出波形不受其他因素影响。只有晶体管输出型的中央处理器才能支持高速脉冲输出功能。轮廓是以位置为横坐标、速度为纵坐标的预定义曲线。该配置文件是一个图形化的des位置控制的思想是通过参数设置创建一个包络，以图形方式显示包络曲线，并自动生成位置控制子程序。4.运动包络在编写程序之前，首先按如下方式设置运动包络：(1)双击左侧显示的“指南-动力输出/脉宽调制”，打开“脉冲输出指南”窗口。(2)选择Q0.0，然后单击下一步。(3)选择线性脉冲序列输出(PTO)，然后单击下一步。(4)设置项目中应用的最大速度、最小速度和电机启动/停止速度。(5)点击“下一步”设置加速和减速时间。(6)单击下一步。(7)单击“新信封”并选择“是”。图27的灰色部分被激活。选择“相对位置”并设置参数。步骤0的目标位置不应太小，但应大于加速和减速脉冲的总和。(9)点击“确认”。(10)将参数“VB0”更改为“VB1000”。请注意，“Vb1000-Vb1069”不应在程序中重复定义。单击下一步。(11)单击完成并在弹出对话框中选择是。(12)运动包络设置完成。对应于Q0.0的位控制子程序出现在调用子程序中。6.可编程逻辑控制器程序，VD1033:运动包络加速度脉冲数；VD1053:运动包络减速脉冲数；VD1080:运动包络加速和减速脉冲；VD1080=VD1033 VD1053 1 .1，上电初始化，Q0.2:驱动器方向信号，Q0.4:复位指示器熄灭，Q0.6:停止指示器开启，SM0.1:该位在第一个扫描周期开启，用于调用初始化子程序。2。电机控制子程序和初始化，EN:使能端，与SM0.0连接，保持常开；停止：电机在有效时立即停止；停止：有效时，电机减速停止；完成：完成的标志。值“1”表示前一条指令的执行完成。错误：显示错误代码，“0”表示没有错误；当高速计数器功能开启时，它指示运行脉冲的数量；否则，它是0。在程序中，PTO0 _ CTRL只使用一次，并在每次扫描期间执行，因此SM0.0用作EN的输入。3，复位，VD1100:复位返回脉冲数，设置在数据块的“用户定义1”中。根据电机的减速比、驱动器的细分和电机的行程设置。VD1043:运行包络恒速段的脉冲数；VD1100-VD1080=VD1043 .VD60.1:运动包络运行完成标志，PTO0 _ CTRL“完成”参数；V100.1:正常运行状态。V101.3:正向旋转结束。4、正转、I0.1:正转按钮；V100.1:正常运行状态。V101.2:复位完成标志。在自动操作之前，必须重置正向和反向旋转。Q0.2:电机方向。VD1104:正向和反向脉冲的数量在“数据块”的“用户定义1”中设置，如在VD1100参数中。vd1104-vd1080=vd1043。反转VD60.1:运动包络运行完成标志，PTO0 _ CTRL“完成”参数；V100.2:反向运行状态。V101.4:反转结束。10.2:反向按钮；V100.2:反向运行状态。V101.2:复位完成标志。在自动操作之前，必须重置正向和反向旋转。和、和、和、和、和，Q0.2:电机方向；VD1104:正脉冲和负脉冲的数量在“数据块”的“用户定义1”中设置，如在VD1100参数中。VD1104-VD1080=VD1043 .手动正转是电机的点动控制。只有按住按钮，电机才能运行。运行到正极限后，即使按下并按住按钮，它也不能运行，只能反向运行。手动反转是电机的点动控制，只有按住按钮，电机才能运行。在运行到负极限后，即使按下并按住按钮，它也不能运行，只能正向运行。紧急停机：系统运行到正负极限时的保护策略。在任何情况下，按下紧急停止按钮停止系统。(1) ENvelope操作，en:使能终端，由SM0.0链路指示以保持正常连接；开始：当参数打开时，运动包络被执行。为了确保命令只发送一次，使用上升沿信号。轮廓：设定运动包络数；中止：位控制模块的停止参数。启动后停止运行当前包络，并停止减速；完成：完成的标志。当模块完成子程序时，该参数为“1”；错误：错误代码，0表示没有错误；包含当前由位控制模块执行的配置文件；当前正在执行的轮廓步骤；位置：如果启用动力输出装置向