基于plc空间定位控制系统

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1、学兔兔www.xuetutu.com基于PLC的室问定侄控制季统口袁冬生口陆林海口朱方文上海大学机械工程与自动化学院上海200072摘要：位置控制是可编程序逻辑控制器的重要应用。现采用PLC作为运行主控单元解决了送靶机构的空间定位问题。提出了一种基于PLC多轴运动空间定位控制系统方案，并通过PLC的程序设计对控制系统进行了软件设计，实际应用中取得了良好的效果。关键词：送靶机构PLC空间定位多轴控制中图分类号：TP273文献标识码：A文章编号：1000—4998f2011)06—0033—03在很多工程

2、领域，空间定位是不可缺少的一项控和上层X大行程运动分别由步进电机驱动精密滚珠丝制技术。近年来，空间定位技术在机器人导航、精密工杠传动，以实现把靶架从辅助真空室送入真空靶球室业测量、数控机床、军事等多方面都得到广泛应用。空中；粗调结束后，磁性固定器工作，锁定靶架的位置。三间定位的自动化控制受到了高度的重视并对此进行了维平移工作台分别由3个微位移电机驱动。实现靶架深入研究⋯。、Y、Z3个方向的平移微调：靶架的头部可绕3个坐标本文介绍某工程项目中的靶丸空间定位系统．它轴旋转，分别由3个微位移电机驱动．以实现

3、靶丸的姿是基于PLC构成的控制系统，按照预先设定的空间位态调整。置，由控制系统自行进行控制。把目标靶丸送到所设定2靶丸的空间定位的位置，实现了控制过程的自动化。PLC作为工业环境的主要控制器，在生产实际中大量应用，其范围涵盖了靶丸安装在靶架头部末端，是由特殊材料制成的，顺序及其逻辑控制、过程控制、位置控制等领域[z]：PLC靶丸形状不固定，有圆饼、球、长方体等。在辅助真空室配合步进电机驱动单元、CCD摄像头视觉反馈单元、专换好靶丸后，通过真空微位移电机驱动丝杠，从而驱动业伺服单元已经广泛应用于高精度位

4、置控制，通过软下层和上层两级大行程移动台，把靶架送到真空件实现多轴切换控制，可得到稳定良好的解决方案l4靶球室，这样就把靶丸初步定位到靶心(含有位置偏差)；磁性固定器动作，使靶架吸附在支撑架上，保持住1送靶机构结构简介靶架的位置。接着进行靶架的精确定位．首先由装在靶送靶机构是实验装置的重要组成部分，靶架具有球赤道平面的3个CCD摄像头检测靶架头部的靶丸6个自由度的调整功能，即三维平移加三维旋转．实现与球心的位置偏差，CCD拍摄到的位置偏差信号传送入、调整、精密定位靶丸于靶心位置。送靶机构的结送给上位机

5、，上位机经过信号处理把位置偏差分解成构如图1所示，送靶机构采用两级伸展结构(下层大、y、分量和姿态偏差、、分量，再转换成脉冲数行程和上层大行程)，以缩短总长度。下层大行程传送给PLC，PLC控制靶架的6个微位移电机调整相机械制造49卷第562期2011／6学兔兔www.xuetutu.com应的量。调整好后再由CCD摄像头检测偏差，重复上面的步骤．直至到达没定的位置。这个调整过程是一个逐渐逼近靶心的过程。靶心的调准范丽：三维平移工作台、y、Z平移范．围为△=△y：=±5mm，分辨率为ltxrn／ste

6、p；绕靶架的旋转范围为：±60。，其余两维旋转范围==±3。，分辨率为1／step。靶架头部靶丸的位置坐标函数与、_y、Oy、这6个变量有关，即P(x，Y，)-厂(，Y，，，，)，坐标原点设为真空靶球室的球心。2．1Oy、机械手2．2转台靶架前端的两维旋转、机械手的结构如图2转台的结构如图4所示，电机工作驱动蜗轮蜗所示，西12中心球固定不动，5架子可以偏摆，当驱动杆副传动，从而使连接套绕轴旋转，当转台绕电机向上运动时，推动5架子绕西l2中心球旋转一轴旋转时，头部靶丸的位置坐标不变，只调整靶丸个角度．从

7、而达到y、Z方向靶丸的姿态调整。在轴的姿态，即~y2=0；2=0；的调整：如图3所示，靶丸离机械手顶面距离为2．3三维平移工作台90mm，Oy电机向上移动v0，机械手绕】／轴旋转，头当靶架的机械结构确定后．三维平移工作台在、部靶丸的位置坐标在、y方向改变，1=90sin；l=l，、Z方向分别移动、Y、，靶架头部靶丸也在、y、Z90—90cos8y；L、0=15tan8∞方向平移相同的位移量，且某一个分量的改变不会影同理，的调整可推导为：2=90sin；1=90—响其它两个分量的变化。90cos：；L0

8、=15tan。综合以上分析可得靶丸的坐标函数表达式：=+1+~x2=x+90sin0y+90sin一3<，y,z<3Y=y1+6v2=y+90—90cos-3。