一種基於PLC的噴塗機器人控制系統的製作方法

2023-06-05 22:20:11

本發明屬於工業機器人技術領域，特別是涉及一種基於PLC的噴塗機器人控制系統。

背景技術：

噴漆作業是一種有害有毒、單調重複的勞動，是工業機器人應用的重要行業之一。開發噴漆機器人，最終向用戶提供成本較低的機器人生產線，開發的機器人最好能在用戶原有人工噴漆生產線上直接代替噴漆工人進行生產。而目前對於噴塗機器人的設計，存在一些困難，主要表現在：在產品空間佔用上受原有生產環境的制約，另外由於是面向實際生產過程而設計的機器人系統，對於機器人的靈活性、重複性和穩定性要求就較高。因此，需要在現有生產環境和生產條件下設計一種適應性強、便於靈活操作的機器人控制系統，以解決上述技術問題。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供一種基於PLC的噴塗機器人控制系統，通過該系統的應用，解決了現有的問題。

為解決上述技術問題，本發明是通過以下技術方案實現的：

本發明為一種基於PLC的噴塗機器人控制系統，包括PLC控制器，所述PLC控制器連接有控制面板、觸控螢幕、端子轉接臺一、端子轉接臺二、端子轉接臺三、生產線啟停控制模塊、定位系統傳感信號模塊、電磁閥，所述端子轉接臺一連接有第一伺服驅動器和第二伺服驅動器，所述第一伺服驅動器依次連接有第一伺服電機、機器人縱臂，所述第二伺服驅動器依次連接有第二伺服電機、機器人橫臂；所述端子轉接臺二連接有第三伺服驅動器，所述第三伺服驅動器依次連接有第三伺服電機、旋轉平臺；所述端子轉接臺三連接有第四伺服驅動器和第五伺服驅動器，所述第四伺服驅動器依次連接有第四伺服電機、機器人擺臂，所述第五伺服驅動器依次連接有第五伺服電機、噴頭；所述電磁閥連接至噴頭。

進一步地，所述PLC控制器包括CPU模塊、位置速度控制模塊和數字量輸出模塊，所述CPU模塊用於完成整個系統的邏輯運算以及與上位機觸控螢幕的信息交互，所述位置速度控制模塊主要完成伺服驅動器的位置和方向控制，所述數字量輸出模塊用於採集外部信息並將系統的工作狀況通過控制面板顯示出來，所述數字量輸出模塊分別與控制面板、生產線啟停控制模塊、定位系統傳感信號模塊進行信息交互。

進一步地，所述觸控螢幕觸控螢幕作為PLC控制器的上位機，與PLC控制器進行信息交互，通過觸控螢幕向PLC控制器發送相應控制指令，並將PLC控制器的運行的狀況顯示出來。

進一步地，所述第一伺服驅動器、第二伺服驅動器和第三伺服驅動器均採用交流伺服驅動器，第一伺服電機、第二伺服電機和第三伺服電機均採用交流伺服電機；所述第四伺服驅動器和第五伺服驅動器均採用直流伺服驅動器，第四伺服電機和第五伺服電機均採用直流伺服電機。

進一步地，所述噴頭的開關狀態由PLC控制器的一個輸出點經電磁閥控制，該噴頭開關的具體時序有PLC控制器內部的控制算法和控制邏輯實現。

進一步地，所述定位系統傳感信號模塊用於檢測待噴漆產品的位置信號並反饋至PLC控制器，然後由PLC控制器控制生產線啟停控制模塊進行啟停控制動作。

本發明具有以下有益效果：

本發明通過PLC控制器作為系統控制中心，對該系統各模塊進行統一控制，且各模塊功能相對獨立，有利於提高系統的自動化控制水平以及各模塊的單獨調試和維保；通過選用交流伺服驅動器以及交流伺服電機，有利於驅動機器人縱臂、機器人橫臂和旋轉平臺這些相對較大的負載機構；通過選用直流伺服驅動器和直流伺服電機，有利於驅動機器人擺臂和噴頭等相對較小的負載機構，便於相應機構的靈活運轉；通過設置觸控螢幕，作為PLC控制器的上位機，繼而控制機械臂的運轉以及顯示PLC控制器的運行狀態，避免設置過多輸入輸出模塊，有利於節約成本和簡化系統。

當然，實施本發明的任一產品並不一定需要同時達到以上所述的所有優點。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例描述所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明的一種基於PLC的噴塗機器人控制系統的組成框圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬於本發明保護的範圍。

請參閱圖1所示，本發明為一種基於PLC的噴塗機器人控制系統，包括PLC控制器，PLC控制器連接有控制面板、觸控螢幕、端子轉接臺一、端子轉接臺二、端子轉接臺三、生產線啟停控制模塊、定位系統傳感信號模塊、電磁閥，端子轉接臺一連接有第一伺服驅動器和第二伺服驅動器，第一伺服驅動器依次連接有第一伺服電機、機器人縱臂，第二伺服驅動器依次連接有第二伺服電機、機器人橫臂；端子轉接臺二連接有第三伺服驅動器，第三伺服驅動器依次連接有第三伺服電機、旋轉平臺；端子轉接臺三連接有第四伺服驅動器和第五伺服驅動器，第四伺服驅動器依次連接有第四伺服電機、機器人擺臂，第五伺服驅動器依次連接有第五伺服電機、噴頭；電磁閥連接至噴頭。

其中，PLC控制器中的CPU採用OMRON的CJ2M-CPU14控制器，PLC控制器內部配置有位置速度控制模塊和兩個數字量輸出模塊，位置速度控制模塊選用OMRON的CJ1W-NC414，數字量輸出模塊選用OMRON的CJ1W-ID211，CPU主要完成整個系統的邏輯運算以及與上位機觸控螢幕的信息交互，位置速度控制模塊主要完成伺服驅動器的位置和方向控制，數字量輸出模塊用於採集外部信息並將系統的工作狀況通過控制面板顯示出來，數字量輸出模塊分別與控制面板、生產線啟停控制模塊、定位系統傳感信號模塊進行信息交互；觸控螢幕採用OMRON的NB-Designer10觸控螢幕，該觸控螢幕作為PLC控制器的上位機，與PLC控制器進行信息交互，通過觸控螢幕向PLC控制器發送相應控制指令，繼而控制機械臂的動作，並將PLC控制器的運行的狀況顯示出來，避免使用過多的輸入輸出模塊，有利於節約成本，簡化系統。

其中，端子轉接臺是連接位置速度控制模塊與伺服驅動器的中繼單元；第一伺服驅動器、第二伺服驅動器和第三伺服驅動器均採用松下的A5交流伺服驅動器，第一伺服電機、第二伺服電機和第三伺服電機均採用松下的A5交流伺服電機，交流伺服電機體積較大，能驅動較大負載，繼而便於驅動縱臂、橫臂和旋轉平臺；第四伺服驅動器和第五伺服驅動器均採用直流伺服驅動器，第四伺服電機和第五伺服電機均採用直流伺服電機，這是由於機器人擺臂和噴頭負載較小，選用體積和質量較小的直流電機，便於機器人擺臂和噴頭的靈活運轉。

其中，噴頭的開關狀態由PLC控制器的一個輸出點經電磁閥控制，噴頭開關的具體時序有PLC內部的控制算法和控制邏輯實現。

其中，定位系統傳感信號模塊用於檢測待噴漆產品的位置信號並反饋至PLC控制器，然後由PLC控制器控制生產線啟停控制模塊進行啟停控制動作。

在本說明書的描述中，參考術語「一個實施例」、「示例」、「具體示例」等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特徵、結構、材料或者特點包含於本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特徵、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。

最後需要說明的是，以上公開的本發明優選實施例只是用於幫助闡述本發明。優選實施例並沒有詳盡敘述所有的細節，也不限制該發明僅為所述的具體實施方式。顯然，根據本說明書的內容，可作很多的修改和變化。本說明書選取並具體描述這些實施例，是為了更好地解釋本發明的原理和實際應用，從而使所屬技術領域技術人員能很好地理解和利用本發明。本發明僅受權利要求書及其全部範圍和等效物的限制。