基于西門子1200的滴定儀機械手控制研究
發(fā)布時間:2021-11-16 02:04
自從步入工業(yè)發(fā)展以來,工業(yè)機器人的使用大大提高了工作效率。傳統(tǒng)的滴定方式由人工進(jìn)行滴定,檢驗人員通過眼睛來判斷顏色的變化,隨著科技的進(jìn)步,本文將機械手與圖像識別系統(tǒng)相結(jié)合,由機械手代替人的手臂,由圖像識別系統(tǒng)代替人的眼睛,大大提高了檢測精度和工作效率。本文為某鋼鐵廠化學(xué)實驗室研究并設(shè)計了一套智能化學(xué)溶液滴定裝置,針對化學(xué)溶液滴定檢測工作設(shè)計三自由度機械手進(jìn)行搬運溶液試驗瓶工作,PLC控制機械手與NI my RIO控制圖像識別系統(tǒng)進(jìn)行通訊連接。運用TIA博圖軟件編寫控制程序;通過伺服驅(qū)動器驅(qū)動伺服電機實現(xiàn)機械手動作;機械手設(shè)置手動和自動兩種工作方式;通過操作觸摸屏來實現(xiàn)機械手示教模式控制、回原點操作及報警燈顯示。本文通過對機械手的結(jié)構(gòu)分析總結(jié)運動結(jié)構(gòu)方程,并通過分析機械手空間坐標(biāo)點與機械臂夾角的關(guān)系來界定機械手的動作范圍。對于點到點的直線路徑,采用直線插補算法;針對機械手連續(xù)動作的軌跡問題,為了將點到點之間的分步動作的直線運動轉(zhuǎn)化為連續(xù)動作的曲線運動,使運動軌跡更加平滑,機械手的動作更具有連貫性,以Bezier曲線算法和B-spline曲線算法為基礎(chǔ),對其進(jìn)行優(yōu)化,提出反算控制點B-sp...
【文章來源】:遼寧科技大學(xué)遼寧省
【文章頁數(shù)】:90 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
現(xiàn)場控制系統(tǒng)配電設(shè)計
遼寧科技大學(xué)碩士學(xué)位論文9產(chǎn)的要比進(jìn)口的便宜大概30%,考慮到產(chǎn)品的穩(wěn)定性和綜合性能,還是選擇進(jìn)口的西門子產(chǎn)品。PLC輸出分為繼電器輸出和晶體管輸出,晶體管的響應(yīng)要快于繼電器,晶體管也可直接接入直流24V,繼電器輸出的動作次數(shù)有額度,動作一次消耗一次,而晶體管只有老化的程度,沒有次數(shù)要求,所以本課題選擇使用西門子型號為CPU1214CDC/DC/DC如圖2.4所示,參數(shù)如表2.1所示。圖2.4西門子S7-1214CDC/DC/DCFig.2.4SiemensS7-1214CDC/DC/DC表2.1CPU1214CDC/DC/DC技術(shù)規(guī)范Tab.2.1CPU1214CDC/DC/DCtechnicalspecification用戶存儲器75KB工作存儲器/4MB負(fù)載存儲器板載數(shù)字I/O14點輸入/10點輸出位存儲器(M)8192字節(jié)脈沖輸出最多可以組態(tài)四個脈沖發(fā)生器電壓范圍20.4-28.8VDC/22.0-28.8VDC輸入電流24VDC時500mA數(shù)字輸入額定電壓4mA時24VDC,額定值數(shù)字輸出類型固態(tài)-MOSFET數(shù)字輸出電流0.5A通信類型以太網(wǎng)通信端口數(shù)1個
遼寧科技大學(xué)碩士學(xué)位論文11DIR+(CW+)/DIR-(CW-)、使能控制信號ENA+(ALM+)/ENA-(ALM-),DM432驅(qū)動器采用差分式接口電路可適用差分信號。它可以驅(qū)動4、6、8線的兩相和四相混合式步進(jìn)電機,步距角1.8度和0.9度都可,步進(jìn)與伺服驅(qū)動器如圖2.5所示。圖2.5步進(jìn)與伺服驅(qū)動器Fig.2.5Steppingandservodrive2.3.2伺服驅(qū)動器伺服驅(qū)動器在系統(tǒng)中把接收的電信號轉(zhuǎn)換為角速度輸出,不同品牌的驅(qū)動器的電路的時鐘有高有低,電流過載能力不同,從而造成允許的負(fù)載慣量比不同,它一般是閉環(huán)控制[39]。一般在選擇驅(qū)動器的時候都同時選擇相匹配的對應(yīng)電機,伺服驅(qū)動器一般是通過速度、位置、力矩來控制伺服電機。精度取決于它的編碼器,隨著編碼器刻度的增加,精度也在隨之增高。伺服驅(qū)動器有以下幾種特點:(1)調(diào)速范圍寬;(2)響應(yīng)迅速,沒有超調(diào);(3)有足夠的傳動剛性和高的速度穩(wěn)定性;(4)定位精度高;(5)過載性能好。本課題選擇伺服驅(qū)動器是西門子200VSINAMICSV90伺服驅(qū)動器,它有四種控制模式,分別是外部脈沖位置控制、內(nèi)部設(shè)定值位置控制、速度控制和扭矩控制?梢酝ㄟ^驅(qū)動器顯示屏調(diào)節(jié)參數(shù),也可以通過連接上位機下載SINAMICSV-ASSISTANT軟件進(jìn)行調(diào)試。伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2.6所示。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]六自由度機械臂的設(shè)計與軌跡規(guī)劃研究[J]. 李琳琳,寇子明,吳娟. 煤礦機械. 2019(08)
[2]西門子工業(yè)控制的PLC應(yīng)用與技術(shù)分析[J]. 劉洋. 南方農(nóng)機. 2019(11)
[3]基于PLC控制的工業(yè)機械手設(shè)計[J]. 杜凌欣,姚春革,林文鈞. 內(nèi)燃機與配件. 2019(07)
[4]基于PLC的工業(yè)機械手控制系統(tǒng)設(shè)計[J]. 金薇. 數(shù)字通信世界. 2019(04)
[5]工業(yè)機器人的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 曹泓浩. 科技風(fēng). 2019(05)
[6]基于博途軟件的PLC電梯控制和仿真研究[J]. 趙秀芬,王先宏,王守飛,杜麗,董英漢. 產(chǎn)業(yè)與科技論壇. 2018(24)
[7]我國工業(yè)機器人技術(shù)現(xiàn)狀與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展戰(zhàn)略[J]. 王豐. 科技風(fēng). 2018(24)
[8]步進(jìn)伺服驅(qū)動器在定日鏡控制器中的應(yīng)用研究[J]. 蒲華豐,丁永健,徐能,張歡歡,胡玉超. 能源研究與管理. 2018(01)
[9]淺談機械手的類型、應(yīng)用及發(fā)展趨勢[J]. 韓伯龍. 中國高新區(qū). 2018(04)
[10]基于S7-1200PLC的機械手控制[J]. 張曉萍. 中國新通信. 2017(14)
碩士論文
[1]融合耦合電感技術(shù)的直流三電平變換器及其控制研究[D]. 余岱玲.青島理工大學(xué) 2018
[2]面粉自動包裝機械手及PLC控制系統(tǒng)研究[D]. 劉金雯.河南工業(yè)大學(xué) 2017
[3]四自由度機械手軌跡規(guī)劃算法與應(yīng)用研究[D]. 劉江南.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[4]搬運機械手運動控制的研究[D]. 王亮.太原科技大學(xué) 2012
[5]珠三角地區(qū)工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀分析與技術(shù)路線圖設(shè)計[D]. 馮宇.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
本文編號:3497968
【文章來源】:遼寧科技大學(xué)遼寧省
【文章頁數(shù)】:90 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
現(xiàn)場控制系統(tǒng)配電設(shè)計
遼寧科技大學(xué)碩士學(xué)位論文9產(chǎn)的要比進(jìn)口的便宜大概30%,考慮到產(chǎn)品的穩(wěn)定性和綜合性能,還是選擇進(jìn)口的西門子產(chǎn)品。PLC輸出分為繼電器輸出和晶體管輸出,晶體管的響應(yīng)要快于繼電器,晶體管也可直接接入直流24V,繼電器輸出的動作次數(shù)有額度,動作一次消耗一次,而晶體管只有老化的程度,沒有次數(shù)要求,所以本課題選擇使用西門子型號為CPU1214CDC/DC/DC如圖2.4所示,參數(shù)如表2.1所示。圖2.4西門子S7-1214CDC/DC/DCFig.2.4SiemensS7-1214CDC/DC/DC表2.1CPU1214CDC/DC/DC技術(shù)規(guī)范Tab.2.1CPU1214CDC/DC/DCtechnicalspecification用戶存儲器75KB工作存儲器/4MB負(fù)載存儲器板載數(shù)字I/O14點輸入/10點輸出位存儲器(M)8192字節(jié)脈沖輸出最多可以組態(tài)四個脈沖發(fā)生器電壓范圍20.4-28.8VDC/22.0-28.8VDC輸入電流24VDC時500mA數(shù)字輸入額定電壓4mA時24VDC,額定值數(shù)字輸出類型固態(tài)-MOSFET數(shù)字輸出電流0.5A通信類型以太網(wǎng)通信端口數(shù)1個
遼寧科技大學(xué)碩士學(xué)位論文11DIR+(CW+)/DIR-(CW-)、使能控制信號ENA+(ALM+)/ENA-(ALM-),DM432驅(qū)動器采用差分式接口電路可適用差分信號。它可以驅(qū)動4、6、8線的兩相和四相混合式步進(jìn)電機,步距角1.8度和0.9度都可,步進(jìn)與伺服驅(qū)動器如圖2.5所示。圖2.5步進(jìn)與伺服驅(qū)動器Fig.2.5Steppingandservodrive2.3.2伺服驅(qū)動器伺服驅(qū)動器在系統(tǒng)中把接收的電信號轉(zhuǎn)換為角速度輸出,不同品牌的驅(qū)動器的電路的時鐘有高有低,電流過載能力不同,從而造成允許的負(fù)載慣量比不同,它一般是閉環(huán)控制[39]。一般在選擇驅(qū)動器的時候都同時選擇相匹配的對應(yīng)電機,伺服驅(qū)動器一般是通過速度、位置、力矩來控制伺服電機。精度取決于它的編碼器,隨著編碼器刻度的增加,精度也在隨之增高。伺服驅(qū)動器有以下幾種特點:(1)調(diào)速范圍寬;(2)響應(yīng)迅速,沒有超調(diào);(3)有足夠的傳動剛性和高的速度穩(wěn)定性;(4)定位精度高;(5)過載性能好。本課題選擇伺服驅(qū)動器是西門子200VSINAMICSV90伺服驅(qū)動器,它有四種控制模式,分別是外部脈沖位置控制、內(nèi)部設(shè)定值位置控制、速度控制和扭矩控制?梢酝ㄟ^驅(qū)動器顯示屏調(diào)節(jié)參數(shù),也可以通過連接上位機下載SINAMICSV-ASSISTANT軟件進(jìn)行調(diào)試。伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2.6所示。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
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[3]基于PLC控制的工業(yè)機械手設(shè)計[J]. 杜凌欣,姚春革,林文鈞. 內(nèi)燃機與配件. 2019(07)
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[6]基于博途軟件的PLC電梯控制和仿真研究[J]. 趙秀芬,王先宏,王守飛,杜麗,董英漢. 產(chǎn)業(yè)與科技論壇. 2018(24)
[7]我國工業(yè)機器人技術(shù)現(xiàn)狀與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展戰(zhàn)略[J]. 王豐. 科技風(fēng). 2018(24)
[8]步進(jìn)伺服驅(qū)動器在定日鏡控制器中的應(yīng)用研究[J]. 蒲華豐,丁永健,徐能,張歡歡,胡玉超. 能源研究與管理. 2018(01)
[9]淺談機械手的類型、應(yīng)用及發(fā)展趨勢[J]. 韓伯龍. 中國高新區(qū). 2018(04)
[10]基于S7-1200PLC的機械手控制[J]. 張曉萍. 中國新通信. 2017(14)
碩士論文
[1]融合耦合電感技術(shù)的直流三電平變換器及其控制研究[D]. 余岱玲.青島理工大學(xué) 2018
[2]面粉自動包裝機械手及PLC控制系統(tǒng)研究[D]. 劉金雯.河南工業(yè)大學(xué) 2017
[3]四自由度機械手軌跡規(guī)劃算法與應(yīng)用研究[D]. 劉江南.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[4]搬運機械手運動控制的研究[D]. 王亮.太原科技大學(xué) 2012
[5]珠三角地區(qū)工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀分析與技術(shù)路線圖設(shè)計[D]. 馮宇.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
本文編號:3497968
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