一種基于PLC與電液伺服的油罐清洗機(jī)器人控制系統(tǒng)技術(shù)方案

一種基于PLC與電液伺服的油罐清洗機(jī)器人控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)采用PLC控制和電液伺服控制的聯(lián)合液壓控制系統(tǒng)，液壓控制系統(tǒng)包括液壓系統(tǒng)和控制系統(tǒng)；電液伺服系統(tǒng)分為閥控和泵控兩種。系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，便于自動化控制，實(shí)現(xiàn)人工智能化。

A tank cleaning robot control system based on PLC and electrohydraulic servo system

A control system of tank cleaning robot based on PLC and electro hydraulic servo, the control system adopts PLC control and electro-hydraulic servo control and hydraulic control system, hydraulic control system including hydraulic system and control system; electro-hydraulic servo system is divided into two kinds of control valves and pumps. The system runs stably and reliably, which is convenient for automatic control and realizes artificial intelligence.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種基于PLC與電液伺服的油罐清洗機(jī)器人控制系統(tǒng)所屬
本專利技術(shù)涉及一種基于PLC與電液伺服的油罐清洗機(jī)器人控制系統(tǒng)，適用于機(jī)械領(lǐng)域。
技術(shù)介紹
可編程控制器簡稱PLC，是一種綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動控制技術(shù)和通信技術(shù)的一種通用的工業(yè)自動控制裝置。它以微處理器為基礎(chǔ)，采用可以編制程序的存儲器，在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。電液伺服控制系統(tǒng)是液壓伺服控制系統(tǒng)的一種，因其響應(yīng)速度快、控制精度高，近年來得到了廣泛的發(fā)展和應(yīng)用。電液伺服系統(tǒng)是由電的信號處理部分與液壓的功率輸出部分組成的閉環(huán)控制系統(tǒng)。由檢測器的多樣性使組成包含許多物理量的閉環(huán)控制系統(tǒng)稱為可能，如位置、速度和力或壓力伺服控制系統(tǒng)等，克服了普通液壓系統(tǒng)龐大笨重、精確度低的缺點(diǎn)。油罐清洗機(jī)器人是一種智能服務(wù)機(jī)器人，它可以在油罐內(nèi)部自由移動，對油罐進(jìn)行沖洗、清掃和刮鏟等動作，代替人工進(jìn)行油罐清理作業(yè)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)提出了一種基于PLC與電液伺服的油罐清洗機(jī)器人控制系統(tǒng)，采用PLC控制和電液伺服控制的聯(lián)合液壓控制系統(tǒng)，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，便于自動化控制，實(shí)現(xiàn)人工智能化。本專利技術(shù)所采用的技術(shù)方案是：所述油罐清洗機(jī)器人的液壓控制系統(tǒng)包括液壓系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。把各液壓元件用油管有機(jī)地連接起來的組合體即是機(jī)器人的液壓系統(tǒng)，該系統(tǒng)的功能是把發(fā)動機(jī)的機(jī)械能以油液為介質(zhì)，利用油泵轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤耗埽瑐魉徒o油缸、油馬達(dá)等轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，再傳動各執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)各種運(yùn)動和工作過程。液壓系統(tǒng)包括執(zhí)行元件、控制元件等。所述機(jī)器人液壓系統(tǒng)執(zhí)行元件主要有能實(shí)現(xiàn)直線往復(fù)運(yùn)動的液壓缸和能實(shí)現(xiàn)往復(fù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的液壓馬達(dá)。執(zhí)行元件系統(tǒng)組成包括移動單元和清洗單元。移動單元由液壓馬達(dá)驅(qū)動的3個(gè)對稱布置的全向麥克納姆輪構(gòu)成，可以使機(jī)器人實(shí)現(xiàn)平面內(nèi)的全方位移動；清洗單元包括3個(gè)對稱布置的清洗盤刷和機(jī)械臂，清洗盤刷由液壓馬達(dá)驅(qū)動進(jìn)行清掃作業(yè)，機(jī)械臂的3個(gè)關(guān)節(jié)分別由1個(gè)液壓馬達(dá)和2個(gè)液壓缸驅(qū)動，末端固定有射流噴嘴和刮鏟，進(jìn)行沖洗和刮鏟作業(yè)。所述液壓系統(tǒng)通過各種閥體等控制元件控制執(zhí)行元件的運(yùn)動。機(jī)器人液壓系統(tǒng)控制元件對液壓回路的工作狀態(tài)進(jìn)行控制。溢流閥、蓄能器和壓力監(jiān)測器對回路進(jìn)行減壓和穩(wěn)壓，起安全保護(hù)作用；三位四通電磁換向閥和調(diào)速閥控制液壓缸和液壓馬達(dá)的伸出收回、轉(zhuǎn)動方向和轉(zhuǎn)速等；電液伺服閥通過調(diào)節(jié)流經(jīng)各執(zhí)行元件的流量，對液壓缸的工作位移及液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)動角度進(jìn)行控制。所述油罐清洗機(jī)器人的控制系統(tǒng)包括PLC控制系統(tǒng)和電液伺服位置控制系統(tǒng)，二者聯(lián)合實(shí)現(xiàn)對各執(zhí)行元件的工作方向、位移和角度進(jìn)行控制。所述控制系統(tǒng)的各個(gè)液壓缸和液壓馬達(dá)的動作由三位四通電磁閥來控制，為了實(shí)現(xiàn)PLC對回路的控制，用PLC的輸入/輸出信號控制1DT-14DT的狀態(tài)而實(shí)現(xiàn)動作的先后順序。根據(jù)機(jī)器人工作過程，需要19個(gè)數(shù)字輸人點(diǎn)和16個(gè)數(shù)字輸出點(diǎn)。系統(tǒng)選用SIMATIC57-200系列CPU226DC/DC/DC型PLC，根據(jù)電液伺服系統(tǒng)中有7個(gè)模擬量輸人(2個(gè)位移傳感器和5個(gè)編碼器)和7個(gè)模擬量輸出(7個(gè)伺服放大器)的要求，擴(kuò)展了7個(gè)EM235模塊。所述電液伺服系統(tǒng)分為閥控和泵控兩種。在閥控電液伺服系統(tǒng)中，電液伺服閥是電信號和液壓信號的橋梁，其作用是:將電氣和液壓兩種傳動連接起來，將輸人到系統(tǒng)的小功率電信號轉(zhuǎn)變?yōu)殚y的運(yùn)動，進(jìn)而控制流向液壓執(zhí)行元件的流量與壓力，實(shí)現(xiàn)電一液信號的轉(zhuǎn)換與放大以及對液壓執(zhí)行元件的控制。油罐清洗機(jī)器人的電液伺服裝置均是閥控位置伺服控制系統(tǒng)。選用滑閥位置反饋電液伺服閥，通過控制流向各液壓缸和液壓馬達(dá)的流量，實(shí)現(xiàn)對液壓缸的位移及液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)角的控制，進(jìn)而控制機(jī)器人的移動距離及清洗角度。本專利技術(shù)的有益效果是：該控制系統(tǒng)采用PLC控制和電液伺服控制的聯(lián)合液壓控制系統(tǒng)，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，便于自動化控制，實(shí)現(xiàn)人工智能化。附圖說明圖1是本專利技術(shù)的機(jī)器人液壓系統(tǒng)。圖2是本專利技術(shù)的PLC的I/0端子接線圖。圖3是本專利技術(shù)的閥控位置伺服系統(tǒng)框圖。圖中：1.油箱；2.過濾器；3.電動機(jī)；4.雙向定量液壓泵；5.溢流閥；6.蓄能器；7.壓力監(jiān)測器；8、9、10、11、12、13、14.電液伺服閥；15、16、17、18、19、20、21.三位四通電磁換向閥；22.調(diào)速閥；23.位移傳感器；24.扭矩傳感器和編碼器；25、26.機(jī)械臂可調(diào)雙緩沖雙作用缸；27、28、29.全向輪雙向定量液壓馬達(dá)；30.清洗盤刷雙向定量液壓馬達(dá)；31.機(jī)械臂雙向定量液壓馬達(dá)。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本專利技術(shù)作進(jìn)一步說明。如圖1，油罐清洗機(jī)器人的液壓控制系統(tǒng)包括液壓系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。把各液壓元件用油管有機(jī)地連接起來的組合體即是機(jī)器人的液壓系統(tǒng)，該系統(tǒng)的功能是把發(fā)動機(jī)的機(jī)械能以油液為介質(zhì)，利用油泵轉(zhuǎn)變?yōu)橐簤耗?，傳送給油缸、油馬達(dá)等轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，再傳動各執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)各種運(yùn)動和工作過程。液壓系統(tǒng)包括執(zhí)行元件、控制元件等。機(jī)器人液壓系統(tǒng)執(zhí)行元件主要有能實(shí)現(xiàn)直線往復(fù)運(yùn)動的液壓缸和能實(shí)現(xiàn)往復(fù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的液壓馬達(dá)。執(zhí)行元件系統(tǒng)組成包括移動單元和清洗單元。移動單元由液壓馬達(dá)驅(qū)動的3個(gè)對稱布置的全向麥克納姆輪構(gòu)成，可以使機(jī)器人實(shí)現(xiàn)平面內(nèi)的全方位移動；清洗單元包括3個(gè)對稱布置的清洗盤刷和機(jī)械臂，清洗盤刷由液壓馬達(dá)驅(qū)動進(jìn)行清掃作業(yè)，機(jī)械臂的3個(gè)關(guān)節(jié)分別由1個(gè)液壓馬達(dá)和2個(gè)液壓缸驅(qū)動，末端固定有射流噴嘴和刮鏟，進(jìn)行沖洗和刮鏟作業(yè)。液壓系統(tǒng)通過各種閥體等控制元件控制執(zhí)行元件的運(yùn)動。機(jī)器人液壓系統(tǒng)控制元件對液壓回路的工作狀態(tài)進(jìn)行控制。溢流閥、蓄能器和壓力監(jiān)測器對回路進(jìn)行減壓和穩(wěn)壓，起安全保護(hù)作用；三位四通電磁換向閥和調(diào)速閥控制液壓缸和液壓馬達(dá)的伸出收回、轉(zhuǎn)動方向和轉(zhuǎn)速等；電液伺服閥通過調(diào)節(jié)流經(jīng)各執(zhí)行元件的流量，對液壓缸的工作位移及液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)動角度進(jìn)行控制。油罐清洗機(jī)器人的控制系統(tǒng)包括PLC控制系統(tǒng)和電液伺服位置控制系統(tǒng)，二者聯(lián)合實(shí)現(xiàn)對各執(zhí)行元件的工作方向、位移和角度進(jìn)行控制。如圖2，控制系統(tǒng)的各個(gè)液壓缸和液壓馬達(dá)的動作由三位四通電磁閥來控制，為了實(shí)現(xiàn)PLC對回路的控制，用PLC的輸入/輸出信號控制1DT-14DT的狀態(tài)而實(shí)現(xiàn)動作的先后順序。根據(jù)機(jī)器人工作過程，需要19個(gè)數(shù)字輸人點(diǎn)和16個(gè)數(shù)字輸出點(diǎn)。系統(tǒng)選用SIMATIC57-200系列CPU226DC/DC/DC型PLC，根據(jù)電液伺服系統(tǒng)中有7個(gè)模擬量輸人(2個(gè)位移傳感器和5個(gè)編碼器)和7個(gè)模擬量輸出(7個(gè)伺服放大器)的要求，擴(kuò)展了7個(gè)EM235模塊。如圖3，電液伺服系統(tǒng)分為閥控和泵控兩種。在閥控電液伺服系統(tǒng)中，電液伺服閥是電信號和液壓信號的橋梁，其作用是:將電氣和液壓兩種傳動連接起來，將輸人到系統(tǒng)的小功率電信號轉(zhuǎn)變?yōu)殚y的運(yùn)動，進(jìn)而控制流向液壓執(zhí)行元件的流量與壓力，實(shí)現(xiàn)電一液信號的轉(zhuǎn)換與放大以及對液壓執(zhí)行元件的控制。油罐清洗機(jī)器人的電液伺服裝置均是閥控位置伺服控制系統(tǒng)。選用滑閥位置反饋電液伺服閥，通過控制流向各液壓缸和液壓馬達(dá)的流量，實(shí)現(xiàn)對液壓缸的位移及液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)角的控制，進(jìn)而控制機(jī)器人的移動距離及清洗角度。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種基于PLC與電液伺服的油罐清洗機(jī)器人控制系統(tǒng)，其特征是：所述油罐清洗機(jī)器人的液壓控制系統(tǒng)包括液壓系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于PLC與電液伺服的油罐清洗機(jī)器人控制系統(tǒng)，其特征是：所述油罐清洗機(jī)器人的液壓控制系統(tǒng)包括液壓系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于PLC與電液伺服的油罐清洗機(jī)器人控制系統(tǒng)，其特征是：所述機(jī)器人液壓系統(tǒng)執(zhí)行元件主要有能實(shí)現(xiàn)直線往復(fù)運(yùn)動的液壓缸和能實(shí)現(xiàn)往復(fù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的液壓馬達(dá)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于PLC與電液伺服的油罐清洗機(jī)器人控制系統(tǒng)，其特征是：所述執(zhí)行元件系統(tǒng)組成包括移動單元和清洗單元，移動單元由液壓馬達(dá)驅(qū)動的3個(gè)對稱布置的全向麥克納姆輪構(gòu)成，可以使機(jī)器人實(shí)現(xiàn)平面內(nèi)的全方位移動。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于PLC與電液伺服的油罐清洗機(jī)器人控制系統(tǒng)，其特征是：所述清洗單元包括3個(gè)對稱布置的清洗盤刷和機(jī)械臂，清洗盤刷由液壓馬達(dá)驅(qū)動進(jìn)行清掃作業(yè)，機(jī)械臂的3個(gè)關(guān)節(jié)分別由1...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：申久祝，
申請(專利權(quán))人：申久祝，
類型：發(fā)明
國別省市：遼寧,21