浅谈钳杯机械手电器控制系统设计

浅谈钳杯机械手电器控制系统设计

许平平

许平平

（佛山市顺德区美的洗涤电器制造有限公司广东佛山）

摘要：随着社会的快速发展，钳杯机械手电器控制系统设计也越来越重要。其不仅能够有效地实现机电的一体化，还能让机械电器控制系统的设计更加完善。本文主要针对钳杯机械手电器控制系统设计进行分析，并提出了相应的设计方法。

关键词：钳杯机械手电器控制系统设计

机械手电器控制系统设计十分重要，在工业的生产以及制造中，其常常能够有效地提升生产的效率。但是在实际的设计过程中其依旧会面临诸多的设计问题，现在很多玻璃器皿的生产都采用人工进行制造，其不仅制造难度十分巨大，而且制作的效率也相对较低。所以对电器控制系统进行智能化设计意义深远。

一、钳杯机械手电器控制对象要求

1.1机械手电基础系统设计

一般来说，在钳杯机械手的运行的过程中，其中的玻璃器皿压制机作的是圆周运动，但是供口网带作的是直线运动。整个钳杯机械手动作的原理是将压机上压制的工件放到直线运动的网带上，从而实现整个运动。

在运动的过程中,机械手的动作过程是:开钳→降臂→闭钳→升臂→转90°→降臂→开钳→升臂→闭钳。而在此过程中，一定要注意嵌子的开闭以及手臂的升降一定要各自单独用一个电磁阀推动气动阀来完成。经过一定的研究，通常情况下在进行实际操作的过程中，往往会将手臂制成两套，以便于钳杯和放杯能够同时进行，从而达到提高生产率的目的，那么这个时候，就需要用到4个电磁阀才能够从真正意义上提高效率。除此之外，利用4个电磁阀进行控制主要有以下两个原因：（1）在整个生产机械进行运转的过程中，转速会发生一定程度的变化，那么利用4个电磁阀进行控制，以稳定阀的位置。（2）用4个电磁阀还可以方便在生产的过程中通过随时调节阀的动作位置的方式，以满足取杯放杯在时间上的要求。由此可见，做好钳杯机械手电器中各个部件的控制工作，在整个机械手的运转过程中是非常重要的。

1.2机械手电器控制的意义

机械手电器的控制对于对于中小企业的制造业具有十分重要的作用。其不仅能够让产品的制造能够以较为规范的型号展现出来，同时在制造的效率上也会得到全面的提升。同时电控制系统的设计也会根据机械制造的需求进行相应的改善，这样其在制造的过程中，就会制造的更加精确，从很大程度上解决机械手电器控制力的不足。

二、钳杯机械手电器控制系统设计

2.1电器控制主系统设计

一般情况下，都是通过采用同步电机动作机器手的传动动力的方式，才能够达到机器手动作与整个机械同步的目的。在整个机械的结构中，主要是通过离合器与机器主轴之间的连接来实现电动机转轴的正常工作。除此之外，为了能够更加方便地进行对电动机调速的工作，电动机最好是使用变频电源进行拖动，还能够时使机械运行的过程更加稳定。与此同时，还要注意电磁离合器的控制，电磁离合器的控制最大作用就是调节机器与手机之间的同步，尤其是在一些比较紧急状态下，可以快速制动，这在整个机器的运作过程中，也起到了很重要的调节作用。一般而言，整个钳杯机器手电器控制结构中，4个控制电磁阀动作的单片控制系统是其中最为核心的一个部分。那么在选用控制机的时候，就应该选择体积较小、控制灵活的机器，在实际的作业中，大部分都选用了STD总线工业控制机，这种控制机工作比较稳定，抗干扰能力比较强，非常适合小型自动化的控制。接下来，我们就来对一些钳杯机器手控制系统的电路以及相关的控制软件来进行一定的介绍：

从输入部分的电路中我们可以看到，在主轴的基础动作中，其完成取杯以及进行基础的完整工作都具有很强的规范性。同时，其还能通过二极管进行基础信号的单向输出，从而实现其硬件部分的数字化控制，这样也能提升整体的系统控制力。

2.3软件程序设计

控制程序设计。从理论上来讲，程序主要是有主程序、定时中断服务程序和外部中断程序这三个部分组成的。控制程序主要是为了解决人机对话的问题。一般来说，在每次开机之前，都要保持一定程度的运行状态，尤其是在数据的导入以及存储工作上，控制程序的设计就显得非常重要了。一个设计良好的控制程序，不仅能够实现数据的应用，还能够用来检测外部中断信号是否正常。由此可见，做好控制程序的设计工作是非常重要的。

但是在一般的机械运作过程中，控制的动作要点并不是很多，那么，为了能够保证时间的准确性，其中的一些工作可以使用相应的一些定时类型的服务器来进行，例如：判断和发控制信号可以放到定时器服务程序中来进行，以达到时间准确控制的目的。但是，其中控制点的数量要尤为注意，动作点不能够过多，否则，容易造成一个死循环，从而导致程序在运行的过程中发生错误，不能够及时发出信号。由此可见，控制程序的设计是相当重要。下图为软件程序设计中的主程序图：

从上图中我们能够清楚的看到其软件程序的相应设计，其需要进行相应的数字化程序的判断，这样就能保证其控制系统避免出现误动故障。其首先会从外界获取相应的角度值，然后进行信号的输入判断，然后检查其中断信号的相关数据，从而进行信号的显示以及输出，最后进行全面的生产。

三、系统理论控制分析

3.1控制过程分析：

系统运动分为三个阶段：（1）加速阶段，初始位置为夹钳最大开度0.2m，加速时间为0.5s，加速位移为0.1m。（2）减速阶段，起始时为夹钳接触玻璃容器开始，减速最大行程为5mm，以上两个阶段采用开环控制，以提高响应速度。（3）夹紧阶段，减速阶段完成后，这时传感器开始有输出，起始位置为减速结束的位置。

3.2控制系统模型分析：

根据电动机输出转矩与电动机转子角速度之间的关系，我们可以利用传感器进行相应的数据组合，并将其应用到数据模型之中，在这个过程中其主系统就能因为传感器的启动而进行相应的保护，其在工作运行的过程中，其系统的敏锐性也能得到全面的提升。下图为其相应的模型结构图：

从上图中我们可以很清楚的看到其基础的模型设计图，其整体系统在进行运行的过程中通常会按照直接的顺序进行相应的过程性的控制，同时其主系统以及控制系统的节点之间通常会采用相应的传感器进行相应的连接，这就在很大程度上提升了其控制的连贯性。

四、结语：

钳杯机械手电器控制系统设计十分重要。但是在实际的设计过程中，其依旧需要克服很多的困难。在进行系统设计的过程中，要对整个系统进行规划。对其主系统结构进行全面的完善，同时对于控制系统结构要进行重点设计，要不断加强其硬件基础以及软件基础的程序设计，并进行相应的理论基础分析，让钳杯机械手电器控制系统设计得到全面的优化，并使得其应用的可靠性得到全面的提升。

参考文献：

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