以PLC为技术基础的工业机器人关节直流伺服系统设计随着现代科学.pdf
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2023-09-02
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以 PLC 为技术基础的工业机器人关节直流伺服系统
设计
随着现代科学技术的发展，PLC 己广泛地应用于工业控制微型计算机中。
目前，工业机器人关节主要是采用交流伺服系统进行控制，本研究将技术成熟、
编程方便、可靠性高、体积小的 SIEMENS S-200 可编程控制器，应用于可控环流可逆调
系统，研制出机器人关节直流伺服系统，用以对工业机器人关节进行伺服控制。
2 工业机器人关节直流伺服系统
工业机器人关节是由直流伺服电机驱动，通过环流可逆调速系统控制电机的正反
转来达到对工业机器人关节的伺服控制的目的。
2.1 控制系统结构
系统采用 SIEMEN S7-200 型 PLC，外加 D/A 数模转换模块，将 PLC 数字信号
变成模拟信号，通过 BT—I 变流调速系统(主要由转速调节器 ASR、电流调节器 ACR、环
流调节器 ARR，正组触发器 GTD、反组触发器 GTS、电流反馈器 TCV 组成)驱动直流电机
运转，驱动机器人关节按控制要求进行动作。系统结构如图 1 所示。
图 1 机器人关节直流伺服系统结构示意图
2.2 系统工作原理
系统原理如图 2 所示，可控环流可逆调速系统的主电路采用交叉联接方式，整流
变压器的一个副边绕组接成 Y 型，另一个接成△型，2 个交流电源的相位错开 30°，其环
流电压的频率为 l2 倍工频。为了抑交流环流，在 2 组可控整流桥之间接放了 2 只均衡电抗
器，电枢回路中仍保留一只平波电抗器。
控制电路主要由转速调节器 ASR、电流调节器 ACR、环流调节器 ARR，正组触
发器 GTD、反组触发器 GTS、电流反馈器 TCV 组成(见图 2)，其中 2 组触发器的同步信
号分别取自与整流变压器相对应的同步变压器。
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