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          基于PLC的機(jī)器人伺服控制系統(tǒng)

          作者: 時(shí)間:2011-05-12 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

          1 引 言

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/162094.htm

            目前,工業(yè)關(guān)節(jié)主要是采用交流系統(tǒng)進(jìn)行控制,本研究將技術(shù)成熟、編程方便、可靠性高、體積小的SIEMENS S-200可編程控制器 ,應(yīng)用于可控環(huán)流可逆調(diào)系統(tǒng),研制出關(guān)節(jié)直流系統(tǒng),用以對(duì)工業(yè)關(guān)節(jié)進(jìn)行控制。

            2 工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)直流伺服系統(tǒng)

            工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)是由直流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng),通過環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)來達(dá)到對(duì)工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)的伺服控制的目的。

            2.1 結(jié)構(gòu)

            系統(tǒng)采用SIEMEN S7-200型, 外加D/A數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊,將數(shù)字信號(hào)變成模擬信號(hào),通過BT—I變流調(diào)速系統(tǒng)(主要由轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR、電流調(diào)節(jié)器ACR、環(huán)流調(diào)節(jié)器ARR,正組觸發(fā)器GTD、反組觸發(fā)器GTS、電流反饋器TCV組成)驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),驅(qū)動(dòng)機(jī)器人關(guān)節(jié)按控制要求進(jìn)行動(dòng)作。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

            

            圖1 機(jī)器人關(guān)節(jié)直流伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

            2.2 系統(tǒng)工作原理

            系統(tǒng)原理如圖2所示,可控環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)的主電路采用交叉聯(lián)接方式,整流變壓器的一個(gè)副邊繞組接成Y型,另一個(gè)接成△ 型,2個(gè)交流電源的相位錯(cuò)開30°,其環(huán)流電壓的頻率為l2倍工頻。為了抑交流環(huán)流,在2組可控整流橋之間接放了2只均衡電抗器,電樞回路中仍保留一只平波電抗器。

            控制電路主要由轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR、電流調(diào)節(jié)器ACR、環(huán)流調(diào)節(jié)器ARR, 正組觸發(fā)器GTD、反組觸發(fā)器GTS、電流反饋器TCV組成(見圖2),其中2組觸發(fā)器的同步信號(hào)分別取自與整流變壓器相對(duì)應(yīng)的同步變壓器。

            

            圖2 工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)直流伺服系統(tǒng)原理圖

            系統(tǒng)給定為零時(shí),轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR、電流調(diào)節(jié)器ACR被零速封鎖信號(hào)鎖零。此時(shí),系統(tǒng)主要由環(huán)流調(diào)節(jié)器ARR組成交叉反饋的恒流系統(tǒng)。由于環(huán)流給定的影響,2組可控硅均處于整流狀態(tài),輸出的電壓大小相等、極性相反,直流電機(jī)電樞電壓為零,電機(jī)停轉(zhuǎn),輸出的電流流經(jīng)2組可控硅形成環(huán)流。環(huán)流不宜過大,一般限制在電機(jī)額定電流的5%左右。正向啟動(dòng)時(shí),隨著轉(zhuǎn)速信號(hào)Ugn的增大,封鎖信號(hào)解除,轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR輸正, 電機(jī)正向運(yùn)行。此時(shí),正組電流反饋電壓+Ufi2反映電機(jī)電樞電流與環(huán)流電流之和; 反組電流反饋電壓-Uril反映了電樞電流, 因此可以對(duì)主電流進(jìn)行調(diào)節(jié)。而正組環(huán)流調(diào)節(jié)器輸入端所加的環(huán)流給定信號(hào)-Ugih和交叉電流反饋信號(hào)-Ufil對(duì)這個(gè)調(diào)節(jié)過程影響極小。反組環(huán)流調(diào)節(jié)器的輸入電壓為(+Uk)+(-Ugih)+(Ufi2),隨著電樞電流的不斷增大,當(dāng)達(dá)到一定程度時(shí),環(huán)流自動(dòng)消失,反組可控硅進(jìn)入待逆變狀態(tài)。反向啟動(dòng)時(shí)情況相反。另外,可控環(huán)流可逆調(diào)速系統(tǒng)制動(dòng)時(shí)仍然具有本橋逆變,反接制動(dòng)和反饋制動(dòng)等過程。由于啟動(dòng)過程也是環(huán)流逐漸減小的過程, 因此, 電機(jī)停轉(zhuǎn)時(shí),系統(tǒng)的環(huán)流達(dá)最大值。環(huán)流有助于系統(tǒng)越過切換死區(qū),改善過渡特性。

          伺服電機(jī)相關(guān)文章:伺服電機(jī)工作原理



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