plc在爬行式焊接機(jī)器人中的應(yīng)用

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1、維普資訊http://www.cqvip.com第25卷第4期南昌大學(xué)學(xué)報(bào)(工科版)VO1．25NO．42003年l2月JournalofNanchangUniversity(Engineering&Technology)Dec．2003文章編號：1006—0456(2003)04—0014—03PLC在爬行式焊接機(jī)器人中的應(yīng)用劉偉力，劉國平，張華，歐光鋒(南昌大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，江西南昌330029)摘要：針對爬行式智能弧焊機(jī)器人的控制，提出了一種由PLC作為主控制器的控制方法．提出了PLC作為控制器在焊接過程中的優(yōu)勢，對系統(tǒng)的硬件組成作了簡要的

2、介紹，分析了系統(tǒng)的工作過程．詳細(xì)闡述了PLC的選型、各種信號的確定及I／O分配、接口的接線和PIC的編程．實(shí)驗(yàn)證明該系統(tǒng)工作穩(wěn)定，跟蹤精度可達(dá)到1mm，滿足了焊接質(zhì)量的要求．關(guān)鍵詞：PLC；人機(jī)界面；爬行機(jī)器人中圖法分類號：TP242．6文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A滑塊及其控制系統(tǒng)、焊接機(jī)構(gòu)(包括焊接電源、送絲1引言送氣設(shè)備、焊槍、擺動機(jī)構(gòu)及其控制器)、PLC、小車對于機(jī)器人的控制，大部分采用的是通用的計(jì)驅(qū)動電路(包括交流伺服電機(jī)、電機(jī)驅(qū)動器、光碼算機(jī)和單片機(jī)系統(tǒng)，通用計(jì)算機(jī)和單片機(jī)控制系統(tǒng)盤【2)、人機(jī)界面(可編程觸摸式顯示器和各種指示對工作環(huán)境要求高，可靠

3、性不是很強(qiáng)，且其編程復(fù)燈及操作按鈕)、電流變送器等組成，如圖1所示．雜，必須具有一定的專業(yè)知識，對操作人員要求高，十字滑塊跟蹤系統(tǒng)是一個獨(dú)立的系統(tǒng)，它能實(shí)推廣性差．PLC是一種工業(yè)專用計(jì)算機(jī)，輸入量可現(xiàn)各種焊縫的識別并在一定的范圍內(nèi)可以進(jìn)行焊縫以直接為按鈕或觸點(diǎn)開關(guān)量，輸出口帶載能力較強(qiáng)，的跟蹤，但它左右方向上的移動范圍為60mm，跟可直接驅(qū)動電磁閥或繼電器，擴(kuò)展后還可以驅(qū)動各蹤范圍窄，焊接的自動化程度也是不夠高的．為了提種電機(jī)．因此，系統(tǒng)連線簡單，省去眾多的觸點(diǎn)控制高它的跟蹤范圍，可以把它安裝到能夠進(jìn)行爬壁的環(huán)節(jié)．同時，它還具有通用性強(qiáng)(系列化

4、、模塊化、軟爬行機(jī)構(gòu)上由于它提供了一些對外的接口，通過接件編程)、可靠性高、環(huán)境適應(yīng)性好等優(yōu)點(diǎn)．在PLC口，PLC可以獲取它的一些有用的信息，根據(jù)十字梯形圖中使用的順序控法是一種先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法，滑塊的狀態(tài)來驅(qū)動爬行機(jī)構(gòu)配合它的運(yùn)動，十字滑它易學(xué)易懂，具有很好的通用性和規(guī)范性，使用它可塊進(jìn)行精確跟蹤，爬行機(jī)構(gòu)進(jìn)行粗跟蹤，最終達(dá)到焊以節(jié)約大量的系統(tǒng)開發(fā)時間，提高開發(fā)的效率【1J．縫的精確跟蹤．2系統(tǒng)簡介及工作過程分析2．2工作過程分析控制系統(tǒng)需要完成的工作分為兩個部分：手動2．1系統(tǒng)簡介過程和自動過程，系統(tǒng)的工作流程圖如圖2所示．系統(tǒng)主要由爬行機(jī)構(gòu)(

5、輪履復(fù)合式小車)、十字可電流變送器悍倭吧編r_1j光電編碼器f程l，l序==j電機(jī)驅(qū)動器——l電機(jī)一I爬行機(jī)構(gòu)寅焊電工控制一l槍弧件器—l十字滑塊控制系統(tǒng)—ll-卜字滑塊l卜^．IlTL激光圖像傳感系統(tǒng)圖1爬行式智能弧焊機(jī)器人系統(tǒng)收稿日期：2003—05—09基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(50075037)；國家高新技犬研究發(fā)展計(jì)劃(863計(jì)劃)項(xiàng)目(2001AA422220)作者簡介；劉偉力，男，1978年生，碩士研究生．維普資訊http://www.cqvip.com第4期劉偉力等：PLC在爬行式焊接機(jī)器人中的應(yīng)用00001自動的停止按

6、鍵系統(tǒng)啟動I轉(zhuǎn)換到自動跟蹤焊接00010滑塊右控位開關(guān)一00002手動／自動的切換手調(diào)小車進(jìn)行跟蹤焊接控制00011滑塊左控位開關(guān)焊槍基本對準(zhǔn)焊縫00003小車向前運(yùn)動按鍵00012滑塊中位開關(guān)設(shè)置各種參數(shù)00004小車向后運(yùn)動按鍵●Y00014系統(tǒng)出錯報(bào)警十字滑塊尋找焊縫00005小車向左運(yùn)動按鍵00101焊縫找到00006小車向右運(yùn)動按鍵圖2系統(tǒng)工作流程圖00104滑塊向右運(yùn)動2．2．1手動過程完成的任務(wù)00105滑塊向左運(yùn)動當(dāng)系統(tǒng)處于手動狀態(tài)時，操作者可以通過具有232檢測電流值(模擬量)4個控制方向的搖柄來控制小車的運(yùn)動，它的兩輪233左

7、輪速度反饋電壓值(模擬量)速度可通過人機(jī)界面(可編程顯示器)來設(shè)定，經(jīng)過234右輪速度反饋電壓值(模擬量)小車的調(diào)整使焊槍基本上對上焊縫，為下步的自動系統(tǒng)主要輸出點(diǎn)分配如下：跟蹤打好基礎(chǔ)，同時在這個狀態(tài)中還可以對焊接的10000找到焊縫指示燈各種參數(shù)和工藝進(jìn)行設(shè)置．10001啟動指示燈2．2．2自動過程完成的任務(wù)10003起弧指示燈當(dāng)系統(tǒng)處在自動狀態(tài)時，操作者可以通過啟動、10004中位指示燈停止來控制焊接過程，系統(tǒng)自動狀態(tài)一旦啟動，就必10005報(bào)警指示燈須自動完成焊縫的軌跡跟蹤、焊接及焊接過程的監(jiān)10012開始送絲信號視，同時還要處理系統(tǒng)出錯

8、的問題．10006～10011PLC對滑塊控制系統(tǒng)的啟動、3PLC控制電路的設(shè)計(jì)停止、錯誤確認(rèn)等控制信號236小車左電機(jī)轉(zhuǎn)速控制電壓輸出