一种基于PLC的末端抓取器的控制方法技术

本发明专利技术属于自动化控制领域，涉及一种基于PLC的末端抓取器的控制方法，该控制方法基于PLC控制技术，利用SIMATIC S7‑200可编程序控制器(PLC)控制末端抓取器上的伺服电动机转动，通过伺服电动机的转动带动卡爪抓取并夹紧货物，并通过机械臂将货物搬运至指定区域，整个控制过程完全实现自动化控制，提高了工厂流水线上货物搬运的效率。

A Control Method of Terminal Grabber Based on PLC

The invention belongs to the field of automation control and relates to a control method of an end grabber based on PLC. The control method is based on PLC control technology. The servo motor on the end grabber is controlled by SIMATIC S7 200 programmable logic controller (PLC), and the cargo is grasped and clamped by the claw driven by the rotation of the servo motor, and the cargo is transported to the designated area by the mechanical arm. The whole control process is fully automated, which improves the efficiency of cargo handling on the factory assembly line.

【技术实现步骤摘要】
一种基于PLC的末端抓取器的控制方法
本专利技术涉及一种基于PLC控制的末端抓取器的控制方法，更具体的说，本专利技术涉及一种对工厂流水线上的货物进行夹紧并搬运的控制方法。
技术介绍
传统的流水线搬运货物的控制方法都存在搬运效率低，路径规划不合理抓取货物不牢靠等缺点，搬运效率高、定位精度高、响应速度快等特点成为当今工厂流水线行业发展的一个重要方向，本专利技术通过对抓取器结构和控制方法的优化，实现了在搬运货物的过程中规划路径合理，搬运效率高。近年来随着可编程控制器PLC控制技术的发展，解决了新型抓取器控制方法执行效率低的弊端，因此本专利技术采用PLC控制技术，基于PLC的控制方法不仅控制效果稳定，而且响应速度快，大大提高了工厂流水线上的搬运效率。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于PLC的末端抓取器的控制方法，该控制方法可实现对工厂流水线上的货物进行快速抓取并自动夹紧，改善传统搬运货物效率低的不足。所述的末端抓取器控制方法的硬件包括：用于搬运货物的机械臂；用于实现顺序控制的SIMATICS7-200可编程序控制器(PLC)；用于抓取货物的末端抓取器。本专利技术设计了一种基于PLC控制的末端抓取器的控制方法，其特征在于，包含步骤如下：步骤1：末端抓取器的各执行机构处于图1所示的初始位置，卡爪A1位置保持不变，货物已到达被抓取的位置且处于等待被抓取的状态；步骤2：伺服电动机B1通电，开始正转并带动卡爪A2沿直线导轨Y轴正方向匀速前进；步骤3：在步骤2所述的伺服电动机B1通电1秒后，伺服电动机B2通电并开始正转，B2带动卡爪A3、A4沿着直线滑槽X轴正方向匀速前进；步骤4：在步骤3所述的伺服电动机B2通电1秒后，伺服电动机B3通电并开始正转，B3带动卡爪A3沿着直线导轨Y轴正方向匀速前进；步骤5：根据步骤2、步骤3和步骤4中所述的B1、B2和B3三个伺服电动机正转分别带动A2、A3和A4三个卡爪匀速将货物夹紧，采用四个压力传感器分别测量卡爪A1、A2、A3和A4的夹紧力，当夹紧力达到预设阈值50N时，相应的伺服电动机断电停止转动；步骤6：当A1、A2、A3和A4的夹紧力均达到步骤5中所述的预设阈值50N后，末端抓取器通过已连接好的机械臂将夹紧的货物运送至指定区域，机械臂运动时间为30秒；步骤7：根据步骤6所述的机械臂运动至指定区域后，伺服电动机B3通电并开始反转，带动卡爪A3沿直线导轨Y轴负方向匀速后退；步骤8：在步骤7所述的伺服电动机B3反转启动1秒后，伺服电动机B2通电并开始反转，带动卡爪A3、A4沿直线滑槽X轴负方向匀速后退；步骤9：在步骤8所述的伺服电动机B2反转启动1秒后，伺服电动机B1通电并开始反转，带动卡爪A2沿直线导轨Y轴负方向匀速后退；步骤10：根据步骤7、步骤8和步骤9所述的B1、B2和B3三个伺服电动机反转带动A2、A3和A4三个卡爪匀速回到卡爪的初始位置后，B1、B2和B3三个伺服电动机断电，末端抓取器上的四个卡爪保持相对静止；步骤11：在步骤10所述的末端抓取器上的卡爪保持相对静止后，机械臂带动末端抓取器回到初始位置，运动时间为30秒，继续抓取下一个货物，返回步骤2。附图说明图1是本专利技术的末端抓取器模型图；图2是本专利技术的控制顺序功能图。具体实施方式如图1箭头所对应的1、2、6、7分别是末端抓取器的卡爪A1、A2、A3、A4；3、4、5分别是末端抓取器上的伺服电机B1、B2、B3；8是安装在卡爪内侧的压力传感器，四个卡爪上都有压力传感器，根据流水线上货物的重量，压力传感器的预设阈值设定为50N；9是两个直线滑槽，10是两个直线导轨；X、Y分别表示X轴、Y轴，箭头指向代表正方向。该控制方法的控制器选用SIMATICS7-200可编程序控制器(PLC)，它利用Lora模块实现末端抓取器与上位机的信息交互和控制。本专利技术介绍的控制方法如图2所示，中间序列为PLC控制顺序，前一步到后一步的切换通过可执行条件来控制；右边序列为PLC控制的执行动作，；左边序列为控制结果的输出，其中T37、T38表示计时器，当计时到达设定时常，则执行下一动作，S(置位信号)表示使对应的伺服电机通电，R(复位信号)表示使对应的伺服电机断电，三个伺服电动机B1、B2和B3启动的时间间隔设定为1秒，当复位信号指令发出时，三个伺服电动机同时断电，M表示中间寄存器；当满足右边序列的控制条件时，就会产生左边的控制结果，同时使相应的中间寄存器通电。一个完整的抓取货物的过程共有11步，当完成一个抓取周期后且上一工位满足有货物条件时，末端抓取器就可以实现连续的抓取和搬运的动作。本专利技术设计了一种基于PLC控制的末端抓取器的控制方法，其特征在于，包含步骤如下：步骤1：末端抓取器的各执行机构处于图1所示的初始位置，卡爪A1位置保持不变，货物已到达被抓取的位置且处于等待被抓取的状态；步骤2：伺服电动机B1通电，开始正转并带动卡爪A2沿直线导轨Y轴正方向匀速前进；步骤3：在步骤2所述的伺服电动机B1通电1秒后，伺服电动机B2通电并开始正转，B2带动卡爪A3、A4沿着直线滑槽X轴正方向匀速前进；步骤4：在步骤3所述的伺服电动机B2通电1秒后，伺服电动机B3通电并开始正转，B3带动卡爪A3沿着直线导轨Y轴正方向匀速前进；步骤5：根据步骤2、步骤3和步骤4中所述的B1、B2和B3三个伺服电动机正转分别带动A2、A3和A4三个卡爪匀速将货物夹紧，采用四个压力传感器分别测量卡爪A1、A2、A3和A4的夹紧力，当夹紧力达到预设阈值50N时，相应的伺服电动机断电停止转动；步骤6：当A1、A2、A3和A4的夹紧力均达到步骤5中所述的预设阈值50N后，末端抓取器通过已连接好的机械臂将夹紧的货物运送至指定区域，机械臂运动时间为30秒；步骤7：根据步骤6所述的机械臂运动至指定区域后，伺服电动机B3通电并开始反转，带动卡爪A3沿直线导轨Y轴负方向匀速后退；步骤8：在步骤7所述的伺服电动机B3反转启动1秒后，伺服电动机B2通电并开始反转，带动卡爪A3、A4沿直线滑槽X轴负方向匀速后退；步骤9：在步骤8所述的伺服电动机B2反转启动1秒后，伺服电动机B1通电并开始反转，带动卡爪A2沿直线导轨Y轴负方向匀速后退；步骤10：根据步骤7、步骤8和步骤9所述的B1、B2和B3三个伺服电动机反转带动A2、A3和A4三个卡爪匀速回到卡爪的初始位置后，B1、B2和B3三个伺服电动机断电，末端抓取器上的四个卡爪保持相对静止；步骤11：在步骤10所述的末端抓取器上的卡爪保持相对静止后，机械臂带动末端抓取器回到初始位置，运动时间为30秒，继续抓取下一个货物，返回步骤2。综上所述，本专利技术所述的末端抓取器控制方法的优点是：(1)利用Lora模块实现末端抓取器与上位机的信息交互和无线远程控制。(2)实现了一次抓取设备，无需要反复调节，节约大量时间，大大提高了流水线的工作效率。(3)控制器选用的是SIMATICS7-200可编程序控制器，响应速度快，抓取牢固可靠。以上示意性的对本专利技术及其实施方式进行了描述，该描述没有局限性，附图中所示的也只是本专利技术的实施方式之一。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本专利技术创造宗旨的情况下，采用其它形式的同类部件或其它形式的各部件布局方式，不经创造性的设计出与该技本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.本专利技术设计了一种基于PLC控制的末端抓取器的控制方法，其特征在于，包含步骤如下：步骤1：末端抓取器的各执行机构处于图1所示的初始位置，卡爪A1位置保持不变，货物已到达被抓取的位置且处于等待被抓取的状态；步骤2：伺服电动机B1通电，开始正转并带动卡爪A2沿直线导轨Y轴正方向匀速前进；步骤3：在步骤2所述的伺服电动机B1通电1秒后，伺服电动机B2通电并开始正转，B2带动卡爪A3、A4沿着直线滑槽X轴正方向匀速前进；步骤4：在步骤3所述的伺服电动机B2通电1秒后，伺服电动机B3通电并开始正转，B3带动卡爪A3沿着直线导轨Y轴正方向匀速前进；步骤5：根据步骤2、步骤3和步骤4中所述的B1、B2和B3三个伺服电动机正转分别带动A2、A3和A4三个卡爪匀速将货物夹紧，采用四个压力传感器分别测量卡爪A1、A2、A3和A4的夹紧力，当夹紧力达到预设阈值50N时，相应的伺服电动机断电停止转动；步骤6：当A1、A2、A3和A4的夹紧力均达到步骤5中所述的预设阈值50N后，末端抓取器通过已连接好的机械臂将夹紧的货物运送至指定区域，机械臂运动时间为30秒；步骤7：根据步骤6所述的机械臂运动至指定区域后，伺服电动机B3通电并开始反转，带动卡爪A3沿直线导轨Y轴负方向匀速后退；步骤8：在步骤7所述的伺服电动机B3反转启动1秒后，伺服电动机B2通电并开始反转，带动卡爪A3、A4沿直线滑槽X轴负方向匀速后退；步骤9：在步骤8所述的伺服电动机B2反转启动1秒后，伺服电动机B1通电并开始反转，带动卡爪A2沿直线导轨Y轴负方向匀速后退；步骤10：根据步骤7、步骤8和步骤9所述的B1、B2和B3三个伺服电动机反转带动A2、A3和A4三个卡爪匀速回到卡爪的初始位置后，B1、B2和B3三个伺服电动机断电，末端抓取器上的四个卡爪保持相对静止；步骤11：在步骤10所述的末端抓取器上的卡爪保持相对静止后，机械臂带动末端抓取器回到初始位置，运动时间为30秒，继续抓取下一个货物，返回步骤2。...

【技术特征摘要】
1.本发明设计了一种基于PLC控制的末端抓取器的控制方法，其特征在于，包含步骤如下：步骤1：末端抓取器的各执行机构处于图1所示的初始位置，卡爪A1位置保持不变，货物已到达被抓取的位置且处于等待被抓取的状态；步骤2：伺服电动机B1通电，开始正转并带动卡爪A2沿直线导轨Y轴正方向匀速前进；步骤3：在步骤2所述的伺服电动机B1通电1秒后，伺服电动机B2通电并开始正转，B2带动卡爪A3、A4沿着直线滑槽X轴正方向匀速前进；步骤4：在步骤3所述的伺服电动机B2通电1秒后，伺服电动机B3通电并开始正转，B3带动卡爪A3沿着直线导轨Y轴正方向匀速前进；步骤5：根据步骤2、步骤3和步骤4中所述的B1、B2和B3三个伺服电动机正转分别带动A2、A3和A4三个卡爪匀速将货物夹紧，采用四个压力传感器分别测量卡爪A1、A2、A3和A4的夹紧力，当夹紧力达到预设阈值50N时，相应的伺服电动机断电停止转动；步骤6：当A1、A2、A3和A4的夹紧力均达...

【专利技术属性】
技术研发人员：王红一，张坤，宋丽梅，李金义，王红玉，李昂，
申请(专利权)人：天津工业大学，
类型：发明
国别省市：天津,12