基于西门子1200的滴定仪机械手控制研究
发布时间：2021-11-16 02:04
自从步入工业发展以来,工业机器人的使用大大提高了工作效率。传统的滴定方式由人工进行滴定,检验人员通过眼睛来判断颜色的变化,随着科技的进步,本文将机械手与图像识别系统相结合,由机械手代替人的手臂,由图像识别系统代替人的眼睛,大大提高了检测精度和工作效率。本文为某钢铁厂化学实验室研究并设计了一套智能化学溶液滴定装置,针对化学溶液滴定检测工作设计三自由度机械手进行搬运溶液试验瓶工作,PLC控制机械手与NI my RIO控制图像识别系统进行通讯连接。运用TIA博图软件编写控制程序;通过伺服驱动器驱动伺服电机实现机械手动作;机械手设置手动和自动两种工作方式;通过操作触摸屏来实现机械手示教模式控制、回原点操作及报警灯显示。本文通过对机械手的结构分析总结运动结构方程,并通过分析机械手空间坐标点与机械臂夹角的关系来界定机械手的动作范围。对于点到点的直线路径,采用直线插补算法;针对机械手连续动作的轨迹问题,为了将点到点之间的分步动作的直线运动转化为连续动作的曲线运动,使运动轨迹更加平滑,机械手的动作更具有连贯性,以Bezier曲线算法和B-spline曲线算法为基础,对其进行优化,提出反算控制点B-sp...
【文章来源】：辽宁科技大学辽宁省
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
现场控制系统配电设计
辽宁科技大学硕士学位论文9产的要比进口的便宜大概30%，考虑到产品的稳定性和综合性能，还是选择进口的西门子产品。PLC输出分为继电器输出和晶体管输出，晶体管的响应要快于继电器，晶体管也可直接接入直流24V，继电器输出的动作次数有额度，动作一次消耗一次，而晶体管只有老化的程度，没有次数要求，所以本课题选择使用西门子型号为CPU1214CDC/DC/DC如图2.4所示，参数如表2.1所示。图2.4西门子S7-1214CDC/DC/DCFig.2.4SiemensS7-1214CDC/DC/DC表2.1CPU1214CDC/DC/DC技术规范Tab.2.1CPU1214CDC/DC/DCtechnicalspecification用户存储器75KB工作存储器/4MB负载存储器板载数字I/O14点输入/10点输出位存储器（M）8192字节脉冲输出最多可以组态四个脉冲发生器电压范围20.4-28.8VDC/22.0-28.8VDC输入电流24VDC时500mA数字输入额定电压4mA时24VDC，额定值数字输出类型固态-MOSFET数字输出电流0.5A通信类型以太网通信端口数1个
辽宁科技大学硕士学位论文11DIR+(CW+)/DIR-(CW-)、使能控制信号ENA+(ALM+)/ENA-(ALM-)，DM432驱动器采用差分式接口电路可适用差分信号。它可以驱动4、6、8线的两相和四相混合式步进电机，步距角1.8度和0.9度都可，步进与伺服驱动器如图2.5所示。图2.5步进与伺服驱动器Fig.2.5Steppingandservodrive2.3.2伺服驱动器伺服驱动器在系统中把接收的电信号转换为角速度输出，不同品牌的驱动器的电路的时钟有高有低，电流过载能力不同，从而造成允许的负载惯量比不同，它一般是闭环控制[39]。一般在选择驱动器的时候都同时选择相匹配的对应电机，伺服驱动器一般是通过速度、位置、力矩来控制伺服电机。精度取决于它的编码器，随着编码器刻度的增加，精度也在随之增高。伺服驱动器有以下几种特点：（1）调速范围宽；（2）响应迅速，没有超调；（3）有足够的传动刚性和高的速度稳定性；（4）定位精度高；（5）过载性能好。本课题选择伺服驱动器是西门子200VSINAMICSV90伺服驱动器，它有四种控制模式，分别是外部脉冲位置控制、内部设定值位置控制、速度控制和扭矩控制。可以通过驱动器显示屏调节参数，也可以通过连接上位机下载SINAMICSV-ASSISTANT软件进行调试。伺服系统结构如图2.6所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]六自由度机械臂的设计与轨迹规划研究[J]. 李琳琳,寇子明,吴娟. 煤矿机械. 2019(08)
[2]西门子工业控制的PLC应用与技术分析[J]. 刘洋. 南方农机. 2019(11)
[3]基于PLC控制的工业机械手设计[J]. 杜凌欣,姚春革,林文钧. 内燃机与配件. 2019(07)
[4]基于PLC的工业机械手控制系统设计[J]. 金薇. 数字通信世界. 2019(04)
[5]工业机器人的应用现状及发展趋势[J]. 曹泓浩. 科技风. 2019(05)
[6]基于博途软件的PLC电梯控制和仿真研究[J]. 赵秀芬,王先宏,王守飞,杜丽,董英汉. 产业与科技论坛. 2018(24)
[7]我国工业机器人技术现状与产业化发展战略[J]. 王丰. 科技风. 2018(24)
[8]步进伺服驱动器在定日镜控制器中的应用研究[J]. 蒲华丰,丁永健,徐能,张欢欢,胡玉超. 能源研究与管理. 2018(01)
[9]浅谈机械手的类型、应用及发展趋势[J]. 韩伯龙. 中国高新区. 2018(04)
[10]基于S7-1200PLC的机械手控制[J]. 张晓萍. 中国新通信. 2017(14)
硕士论文
[1]融合耦合电感技术的直流三电平变换器及其控制研究[D]. 余岱玲.青岛理工大学 2018
[2]面粉自动包装机械手及PLC控制系统研究[D]. 刘金雯.河南工业大学 2017
[3]四自由度机械手轨迹规划算法与应用研究[D]. 刘江南.哈尔滨工业大学 2015
[4]搬运机械手运动控制的研究[D]. 王亮.太原科技大学 2012
[5]珠三角地区工业机器人产业现状分析与技术路线图设计[D]. 冯宇.哈尔滨工业大学 2010
本文编号：3497968
【文章来源】：辽宁科技大学辽宁省
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
现场控制系统配电设计
辽宁科技大学硕士学位论文9产的要比进口的便宜大概30%，考虑到产品的稳定性和综合性能，还是选择进口的西门子产品。PLC输出分为继电器输出和晶体管输出，晶体管的响应要快于继电器，晶体管也可直接接入直流24V，继电器输出的动作次数有额度，动作一次消耗一次，而晶体管只有老化的程度，没有次数要求，所以本课题选择使用西门子型号为CPU1214CDC/DC/DC如图2.4所示，参数如表2.1所示。图2.4西门子S7-1214CDC/DC/DCFig.2.4SiemensS7-1214CDC/DC/DC表2.1CPU1214CDC/DC/DC技术规范Tab.2.1CPU1214CDC/DC/DCtechnicalspecification用户存储器75KB工作存储器/4MB负载存储器板载数字I/O14点输入/10点输出位存储器（M）8192字节脉冲输出最多可以组态四个脉冲发生器电压范围20.4-28.8VDC/22.0-28.8VDC输入电流24VDC时500mA数字输入额定电压4mA时24VDC，额定值数字输出类型固态-MOSFET数字输出电流0.5A通信类型以太网通信端口数1个
辽宁科技大学硕士学位论文11DIR+(CW+)/DIR-(CW-)、使能控制信号ENA+(ALM+)/ENA-(ALM-)，DM432驱动器采用差分式接口电路可适用差分信号。它可以驱动4、6、8线的两相和四相混合式步进电机，步距角1.8度和0.9度都可，步进与伺服驱动器如图2.5所示。图2.5步进与伺服驱动器Fig.2.5Steppingandservodrive2.3.2伺服驱动器伺服驱动器在系统中把接收的电信号转换为角速度输出，不同品牌的驱动器的电路的时钟有高有低，电流过载能力不同，从而造成允许的负载惯量比不同，它一般是闭环控制[39]。一般在选择驱动器的时候都同时选择相匹配的对应电机，伺服驱动器一般是通过速度、位置、力矩来控制伺服电机。精度取决于它的编码器，随着编码器刻度的增加，精度也在随之增高。伺服驱动器有以下几种特点：（1）调速范围宽；（2）响应迅速，没有超调；（3）有足够的传动刚性和高的速度稳定性；（4）定位精度高；（5）过载性能好。本课题选择伺服驱动器是西门子200VSINAMICSV90伺服驱动器，它有四种控制模式，分别是外部脉冲位置控制、内部设定值位置控制、速度控制和扭矩控制。可以通过驱动器显示屏调节参数，也可以通过连接上位机下载SINAMICSV-ASSISTANT软件进行调试。伺服系统结构如图2.6所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]六自由度机械臂的设计与轨迹规划研究[J]. 李琳琳,寇子明,吴娟. 煤矿机械. 2019(08)
[2]西门子工业控制的PLC应用与技术分析[J]. 刘洋. 南方农机. 2019(11)
[3]基于PLC控制的工业机械手设计[J]. 杜凌欣,姚春革,林文钧. 内燃机与配件. 2019(07)
[4]基于PLC的工业机械手控制系统设计[J]. 金薇. 数字通信世界. 2019(04)
[5]工业机器人的应用现状及发展趋势[J]. 曹泓浩. 科技风. 2019(05)
[6]基于博途软件的PLC电梯控制和仿真研究[J]. 赵秀芬,王先宏,王守飞,杜丽,董英汉. 产业与科技论坛. 2018(24)
[7]我国工业机器人技术现状与产业化发展战略[J]. 王丰. 科技风. 2018(24)
[8]步进伺服驱动器在定日镜控制器中的应用研究[J]. 蒲华丰,丁永健,徐能,张欢欢,胡玉超. 能源研究与管理. 2018(01)
[9]浅谈机械手的类型、应用及发展趋势[J]. 韩伯龙. 中国高新区. 2018(04)
[10]基于S7-1200PLC的机械手控制[J]. 张晓萍. 中国新通信. 2017(14)
硕士论文
[1]融合耦合电感技术的直流三电平变换器及其控制研究[D]. 余岱玲.青岛理工大学 2018
[2]面粉自动包装机械手及PLC控制系统研究[D]. 刘金雯.河南工业大学 2017
[3]四自由度机械手轨迹规划算法与应用研究[D]. 刘江南.哈尔滨工业大学 2015
[4]搬运机械手运动控制的研究[D]. 王亮.太原科技大学 2012
[5]珠三角地区工业机器人产业现状分析与技术路线图设计[D]. 冯宇.哈尔滨工业大学 2010
本文编号：3497968
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