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四自由度直角坐标码垛机器人控制系统研究中主控制器的比较

时间：2017-07-31 来源：机器人在线阅读：8794 原创

码垛机器人控制系统包括软件系统和硬件系统，只有软件和硬件的结合才能够使码垛机器人完成预期动作和控制要求。控制系统是码垛机器人的最重要、最核心的组成部分，相当于人体的大脑一样。它能够决定码垛机器人的功能能否实现、运动控制是否在合理的范围以内以及对不同任务之间的协调。机器人控制系统的使命便是在一定的前提条件下，把伺服电机的运动转化为机械运动，实现对各关节位置、速度的精准控制。码垛机器人运动控制系统主要包括以下两种，第一种控制系统以单片机为控制器，第二种系统以PLC作为控制器。以下分别讲述这两种控制系统的特点:

(1)基于单片机的运动控制系统

单片机最小系统由中央处理器、存储器、输入输出接口、定时器/计数器和一些外部电路组成，以上缺一不可[f221。单片机的成本低，功能比较强大，控制性能良好，应用广泛，但是抗干扰能力差，没有强大的数据处理能力。基本上，单片机不太适合用于工业控制系统

(2)基于PLC的控制系统

PLC是一种专门为了工业控制而在单片机的基础上改进的一种控制器。PLC有强大的模拟式或者数字式输入输出功能，能够驱动变频器、伺服系统、气缸和各种阀门等比较常用的部件，还能够接受编码器的反馈信息。PLC控制技术成熟、编程简洁，在对环境的适应性上有很明显的优势。

2.3控制系统总体方案

码垛机器人一共有前后、左右、上下3个直线运动轴和1个旋转运动轴。其中XYZ三个轴的运动需要三个交流伺服电机控制，三个电机分别带动三根运动轴。每个伺服电机和伺服驱动器以及它所驱动的运动轴构成了一个子系统。为了协调调度四个子系统的伺服电机带动机械手运动，还应有一个主控制器来对四个子系统集中控制和任务调度。

综合考虑，确定了如图2.11所示的控制系统总体结构图。采用三菱PLC作为主控制器，交流伺服电机和气缸作为执行机构，位置传感器和光电编码器作为实时检测装置。主要作用是用来检测是否码垛和码垛的位置，实现对码垛位置的精确定位以及控制电机的运转。控制面板作为信号的输入，现场工作人员按照生产控制要求操作控制面板，指挥码垛机器人完成相关的工作任务。