基于可編程控制器的工業(yè)機械手無(wú)線(xiàn)遙控系統
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針對多關(guān)節工業(yè)機械手的比例和開(kāi)關(guān)控制，以PLC作為其控制器，通過(guò)無(wú)線(xiàn)數傳模塊進(jìn)行數據傳輸，實(shí)現遠程無(wú)線(xiàn)遙控操作。
手持操作器采用16位單片機，對檢測到的按鈕和搖桿操作進(jìn)行數據編碼后通過(guò)無(wú)線(xiàn)的方式發(fā)送至PLC，PLC對其解碼后獲得指令實(shí)現對機械手各關(guān)節運動(dòng)的控制。該方案成本低，具有良好的通用性和可擴展性。
前言
可編程序邏輯控制器（ProgrammableLogicController，PLC）是一種適用性強的工業(yè)用控制器，廣泛應用于各類(lèi)工業(yè)生產(chǎn)線(xiàn)，移動(dòng)機械設備的控制等環(huán)境較惡劣的工業(yè)場(chǎng)合。其工作性能穩定，可擴展性強，應用簡(jiǎn)便。根據不同的模塊配置，可以進(jìn)行邏輯及算數運算，對數字開(kāi)關(guān)量、
在一些環(huán)境復雜的應用場(chǎng)合，尤其是對于移動(dòng)機械設備，控制系統的布線(xiàn)受到諸多限制，操作人員與控制系統的位置安排不方便。因此，具有高度靈活性的無(wú)線(xiàn)遙控操作系統的應用得到了推廣。目前工業(yè)上應用的無(wú)線(xiàn)遙控操作系統一般采用無(wú)線(xiàn)電數字傳輸方式。一些芯片廠(chǎng)商如Infineon、Micrel、
無(wú)線(xiàn)數傳模塊是一種集成式的專(zhuān)用于無(wú)線(xiàn)數據收發(fā)的模塊，可直接通過(guò)數據總線(xiàn)與其它控制、采集等模塊連接完成無(wú)線(xiàn)數據收發(fā)功能，廣泛應用于工業(yè)遙控、遙測，無(wú)線(xiàn)抄表，自動(dòng)化數據采集等場(chǎng)合。具有可靠性高，功耗低，協(xié)議透明使用方便等優(yōu)點(diǎn)。傳輸距離可以達到幾十至上百米，有些甚至可以到上千米的距離。目前很多廠(chǎng)商推出了工業(yè)化、系列化的產(chǎn)品，可以根據不同的使用場(chǎng)合和要求選擇合適的產(chǎn)品。
目前一些廠(chǎng)家推出了專(zhuān)用的基于嵌入式處理器的工業(yè)用無(wú)線(xiàn)遙控器，其性能優(yōu)異，集成度高。如HBC、JAY等，應用于混凝土泵車(chē)、裝載機等場(chǎng)合。但由于其一般針對專(zhuān)用工程設備，不具有較好的通用性及可擴展性，且主要是國外廠(chǎng)家，價(jià)格高昂，其應用推廣受到限制。
在我們研制的多關(guān)節工業(yè)機械手中，采用PLC作為其主控制器，完成對液壓泵站和各關(guān)節液壓閥的開(kāi)關(guān)及比例控制，實(shí)現機械手的基本功能。采用無(wú)線(xiàn)數傳模塊通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信方式收發(fā)數字信號，實(shí)現遠程無(wú)線(xiàn)遙控功能，所設計的手持遙控器的輸入開(kāi)關(guān)量及模擬量由16位單片機采集并編碼輸出。
1.總體方案
該機械手用于巷道內進(jìn)行混凝土噴漿作業(yè)，有自動(dòng)和手動(dòng)操作兩種模式。自動(dòng)模式下，PLC控制機械手各關(guān)節按程序預定的軌跡運動(dòng)，調整機械手末端的方位與角度，使噴漿噴頭按設定軌跡運動(dòng)，且始終垂直于受?chē)姷南锏烂?，完成巷道表面的噴漿作業(yè)。手動(dòng)模式下，由操作員分別采用按鈕和比例搖桿對開(kāi)關(guān)閥和比例閥進(jìn)行控制，驅動(dòng)各關(guān)節運動(dòng)，控制混凝土噴頭的方位及角度。其中按鈕控制泵站的啟停及開(kāi)關(guān)閥的方向切換，比例搖桿則根據操作人員的控制，形成一個(gè)±10V范圍內的模擬量，比例閥根據模擬量的大小及方向，控制關(guān)節運動(dòng)速度的大小及方向。其控制系統功能框圖如圖1所示。
圖1機械手控制系統功能框圖
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