玻璃涂膠機(jī)器人控制系統(tǒng)

楊欣慧

摘要:本文講述了了引入玻璃涂膠機(jī)器人控制系統(tǒng)的必要性,然后圍繞玻璃涂膠機(jī)器人控制系統(tǒng)的構(gòu)成,深入分析了系統(tǒng)各部分的特點(diǎn)和控制方式。

關(guān)鍵詞:機(jī)器人PLC控制器 供膠系統(tǒng)

玻璃涂膠機(jī)器人系統(tǒng)一般是由三部分組成,即機(jī)器人(執(zhí)行機(jī)構(gòu))、供膠系統(tǒng)(電氣控制柜)和涂膠系統(tǒng)(傳動(dòng)裝置)。伺服電機(jī)是專門為機(jī)器人設(shè)計(jì)的,具有體積小、出力大、響應(yīng)快、低速穩(wěn)定等特點(diǎn),具有很高的動(dòng)作性能。涂膠系統(tǒng)是由PLC控制的,通過(guò)光電開關(guān)檢測(cè)發(fā)出信號(hào)給PLC,然后由PLC給電機(jī)帶動(dòng)傳動(dòng)裝置在指定的工位,通過(guò)多個(gè)檔柱完成夾緊玻璃,并由吸盤吸緊玻璃進(jìn)行涂膠的操作,形成閉環(huán)控制。供膠系統(tǒng)是由多個(gè)電氣元件完成的,即由中間繼電器、斷路器等電器元件控制伺服電機(jī)從而控制排膠量。

一、機(jī)器人部分

機(jī)器人的結(jié)構(gòu)

機(jī)器人系統(tǒng),通常是指連接1臺(tái)控制裝置的機(jī)器人與懸式示教作業(yè)操縱按鈕臺(tái),以及外圍設(shè)備所組合者。

二、伺服電機(jī)

(一)概述

機(jī)器人關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)是伺服電機(jī),伺服電機(jī)中的“伺服”二字,從字面上理解,可作“伺候”與“服務(wù)”講,“伺候”與“服務(wù)”者肯定要跟隨其伺候與服務(wù)的對(duì)象,所以“伺服”的含義是“跟隨”控制信號(hào)的意思。伺服電動(dòng)機(jī)作為自動(dòng)控制系統(tǒng)中跟隨控制信號(hào)的執(zhí)行元件,因此又稱為“執(zhí)行電動(dòng)機(jī)”。伺服器對(duì)電機(jī)的作用就是提供一個(gè)電壓大小可控,電壓相位與勵(lì)磁電壓相差90度電角度的控制電壓信號(hào)。

(二)控制方式

伺服電機(jī)一般為三個(gè)環(huán)控制,最內(nèi)的PID環(huán)就是電流環(huán),此環(huán)完全在伺服驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部進(jìn)行,通過(guò)霍爾裝置檢測(cè)驅(qū)動(dòng)器給電機(jī)的各相的輸出電流,負(fù)反饋給電流的設(shè)定進(jìn)行PID調(diào)節(jié),從而達(dá)到輸出電流盡量接近等于設(shè)定電流,電流環(huán)就是控制電機(jī)轉(zhuǎn)矩的,所以在轉(zhuǎn)矩模式下驅(qū)動(dòng)器。

第2環(huán)是速度環(huán),通過(guò)檢測(cè)的電機(jī)編碼器的信號(hào)來(lái)進(jìn)行負(fù)反饋PID調(diào)節(jié),它的環(huán)內(nèi)PID輸出直接就是電流環(huán)的設(shè)定,所以速度環(huán)控制時(shí)就包含了速度環(huán)和電流環(huán)。

第3環(huán)是位置環(huán),由于位置控制環(huán)內(nèi)部輸出就是速度環(huán)的設(shè)定,位置控制模式下系統(tǒng)進(jìn)行了所有3個(gè)環(huán)的運(yùn)算,此時(shí)的系統(tǒng)運(yùn)算量最大,動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度也最慢。

2.1 涂膠系統(tǒng)

2.1.1核心:三菱Q系列PLC

特點(diǎn):

(1)節(jié)省空間:其體積僅相當(dāng)于以前ANS系列PLC的60%

(2)節(jié)省配線:優(yōu)越的模塊插口設(shè)置可節(jié)省配線時(shí)間和空間

(3)安裝靈活:有多種主基板和擴(kuò)展基板供選擇

組成:

電源模塊、CPU模塊、輸入模塊、輸出模塊、高速計(jì)數(shù)器模塊、串行通訊模塊 和CC-LINK模塊組成。

軟件編程:

根據(jù)具體的工藝過(guò)程進(jìn)行編程。玻璃傳輸?shù)街付ㄎ恢?到位開關(guān)有信號(hào),電磁閥作用,氣缸伸出,將玻璃拖起,在此過(guò)程,到位開關(guān)失去信號(hào),此時(shí)電磁閥作用,玻璃對(duì)中,吸盤上升,真空發(fā)生器作用,吸盤吸緊玻璃,機(jī)器人對(duì)玻璃進(jìn)行涂膠。

2.1.2布線特點(diǎn)——CC-LINK總線網(wǎng)絡(luò)

特點(diǎn)

CC-Link是一種高可靠性、高性能的網(wǎng)絡(luò)。

(1)CC-Link使分布控制成為現(xiàn)實(shí)

CC-Link同樣用于低價(jià)的中間控制層網(wǎng)絡(luò)。

(2)自動(dòng)刷新功能、預(yù)約站功能

以PLC作為CC-Link的主站為例,由主站模塊管理整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行和數(shù)據(jù)刷新,主站模塊與PLC的CPU的數(shù)據(jù)刷新可在主站參數(shù)中設(shè)置刷新參數(shù),便可以將所有的網(wǎng)絡(luò)通信數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)監(jiān)視數(shù)據(jù)自動(dòng)刷新到PLC的CPU中,不需要編寫刷新程序,這樣,也不必要考慮CC-Link主站模塊緩沖寄存區(qū)的結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)類型與緩沖區(qū)的對(duì)應(yīng)關(guān)系,簡(jiǎn)化編程指令,減少程序運(yùn)行步驟,縮短掃描周期,保證系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)時(shí)性。

2.2供膠系統(tǒng)

2.2.1組成

由泵、加熱器、伺服控制器、伺服電機(jī)、中間繼電器等組成。

2.2.2功能

泵:把玻璃膠通過(guò)泵抽出供機(jī)器人涂膠

加熱器:通過(guò)不同的加熱器給玻璃膠進(jìn)行加熱以備涂膠

伺服控制器:控制伺服電機(jī)準(zhǔn)確無(wú)誤的控制排膠量

伺服電機(jī):作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)來(lái)給機(jī)器人涂膠。

中間繼電器:通過(guò)中間繼電器完成對(duì)泵的控制,對(duì)機(jī)器人槍閥啟動(dòng)、停止的控制,對(duì)各項(xiàng)加熱器的控制、即中間繼電器相當(dāng)于紐帶、完成對(duì)各元件的控制。

三、結(jié)論

微型車玻璃涂膠機(jī)器人控制系統(tǒng)集合于機(jī)器人、PLC控制器、供膠系統(tǒng)為一身,完成給擋風(fēng)玻璃涂膠。應(yīng)用機(jī)器人汽車風(fēng)擋玻璃涂膠系統(tǒng),改變了以往人工作業(yè)方式,更具有超乎人類行為功能,它不僅有一雙靈巧的“手”,可以將玻璃的尺寸誤差沿玻璃周邊均勻分布,確保膠形沿玻璃周邊涂布的均勻性。而且它還有精度極高的“眼”,可以對(duì)玻璃自動(dòng)識(shí)別、自動(dòng)拾取、一次性自動(dòng)對(duì)中涂膠。

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