高压成型机用取坯机械手控制电路的制作方法

1.本实用新型属于机械手控制技术领域，涉及到一种高压成型机用取坯机械手控制电路。


背景技术：

2.高压成型机在生产过程中，大多都是循环工作的状态，需要人工将坯子放入高压成型机，等到高压成型机加工好后，再由人工将加工好的产品取出，进行下一轮的加工。需要人工成本巨大，并且人工很难保证持续的高度集中，很容易造成取放的不及时，降低高压成型机的工作效率。
3.机械手是一种按照固定程序来抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。机械手是最早出现的工业机器人，也是最早出现的现代机器人，由于可以模仿人手和臂的某些动作功能因此可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化。
4.将机械手应用于高压成型机中，代替人工劳动，对高压成型机的生产有很好的促进作用。


技术实现要素：

5.为解决上述问题，本实用新型设计了高压成型机用取坯机械手控制电路，操作机械手对高压成型机进行取坯操作，方便快捷，大大提高了工作效率。
6.本实用新型采用的技术方案是，
7.高压成型机用取坯机械手控制电路，包括plc控制器、电机、电机驱动器、过流保护电路和高温保护电路，所述plc控制器用于给电机驱动器相应的控制信号，连接所述电机驱动器的输入端，所述电机驱动器的输出端连接所述电机，所述电机作为机械手的电动执行元件，所述电流保护电路用于检测电机驱动器输出的电流，所述电流保护电路的输出端连接所述plc控制器，所述高温保护电路用于检测电机的工作温度，所述高温保护电路的输出端连接所述plc控制器。
8.进一步，所述plc控制器与所述电机驱动器之间连接有电压转换电路，所述电压转换电路包括光电耦合器u2和cmos器件u1，所述光电耦合器u2的输入端串联电阻r1后连接plc控制器的控制信号，所述光电耦合器u2的输出端连接cmos器件u1的输出端，所述cmos器件u1的输出端连接电压驱动器。
9.进一步，所述过流保护电路包括电阻r3、r4、r5和运放u3，所述电阻r3、r4、r5并联在gnd1和gnd2之间，所述gnd2为电机驱动电路的公共地，所述gnd1为除了电机驱动电路之外的公共地，所述gnd1串联电阻r7后连接运放u3的反相输入端，运放u3的反相输入端连接基准电压verf，所述gnd串联电阻r6后连接运放u3的同相输入端，所述运放u3的输出端连接plc控制器。
10.进一步，所述高温保护电路包括电阻r8-r14，热敏电阻rt1、rt2,，运放u4和三极管q1，所述电阻r8、r9、热敏电阻rt1、rt2电桥连接，热敏电阻rt1和电阻r9的连接点借助电阻
r10连接所述运放u4的同向输入端，热敏电阻rt2和电阻r8的连接点借助电阻r11连接所述运放u4的反相输入端，所述运放u4的反相输入端和输出端之间通过电阻r12连接，所述运放u4的输出端通过电阻r13连接三极管q1的基极，所述三极管q1的发射极作为高温保护电路的输出端连接plc控制器。
11.本实用新型的工作原理和有益效果是：
12.本实用新型通过plc控制器输出信号给电机驱动电路，电机驱动电路再控制电机，实现机械手的控制，代替人工劳动，精确性高，容错率小，提高了高压成型机的生产效率。其中增加了过流保护电路和高温保护电路，对电机驱动器和电机的电流和工作温度实时监测，当超出设定值时，反馈给plc控制器，便于采取措施。
13.下面结合附图对本实用新型进行详细说明。
附图说明
14.图1是本实用新型的结构框图；
15.图2是本实用新型电压转换电路的电路图；
16.图3是本实用新型过流保护电路的线路图；
17.图4是本实用新型高温保护电路的电路图。
具体实施方式
18.以下结合具体实施例及附图对本发明的技术方案作进一步详细的描述，但本发明的保护范围及实施方式不限于此。
19.具体实施例，如图1所示，
20.本实用新型为高压成型机用取坯机械手控制电路，包括plc控制器、电机、电机驱动器、过流保护电路和高温保护电路，所述plc控制器用于给电机驱动器相应的控制信号，连接所述电机驱动器的输入端，所述电机驱动器的输出端连接所述电机，所述电机作为机械手的电动执行元件，所述电流保护电路用于检测电机驱动器输出的电流，所述电流保护电路的输出端连接所述plc控制器，所述高温保护电路用于检测电机的工作温度，所述高温保护电路的输出端连接所述plc控制器。
21.通过plc控制器输出信号给电机驱动电路，电机驱动电路再控制电机，实现机械手的控制，其中增加了过流保护电路和高温保护电路，对电机的电流和工作温度实时监测，当超出设定值时，反馈给plc控制器，plc控制器可以连接其他控制电路进行断电处理，或者连接显示器显示报警信息，工作人员进行相应处理，进一步保障了机械手的工作状态。
22.进一步，如图2所示，
23.本实用新型中的plc控制器与电机驱动器之间连接有电压转换电路，所述电压转换电路包括光电耦合器u2和cmos器件u1，所述光电耦合器u2的输入端串联电阻r1后连接plc控制器的控制信号，所述光电耦合器u2的输出端连接cmos器件u1的输出端，所述cmos器件u1的输出端连接电压驱动器。
24.由于plc输出控制信号电压和电机接收的控制信号电压不同，因此须进行电平转换；采用光电耦合器u2和cmos器件u1组成电平转换电路，一是进行电平转换；二是隔离plc输出信号和后续电路的输入信号，防止干扰。cmos器件u1对光电耦合器u2输出的信号进行
整形，电机驱动电路进行处理。
25.进一步，如图3所示，
26.本实用新型中的过流保护电路包括电阻r3、r4、r5和运放u3，所述电阻r3、r4、r5并联在gnd1和gnd2之间，所述gnd2为电机驱动电路的公共地，所述gnd1为除了电机驱动电路之外的公共地，所述gnd1串联电阻r7后连接运放u3的反相输入端，运放u3的反相输入端连接基准电压verf，所述gnd串联电阻r6后连接运放u3的同相输入端，所述运放u3的输出端连接plc控制器。
27.由于在高压成型机正常生产中，需要不断的对加工件进行取放操作，因此机械手需要不断的工作，控制机械手不同方向的电机也需要不断工作，保证电机运行条件的标准，对机械手的控制提供了一定的保障。出现电机堵转或者三相无刷电机出现缺相运行时，电机驱动器容易引起过流，电机驱动器控制电机部分为大功率部分，电流保护电路实时监测大功率部分的电流大小，大功率部分的电流通过电阻r3、r4、r5从gnd2流向gnd1，当电流增大时，流过电阻r3、r4、r5的电流也增大，则gnd2相对于gnd1的电位变大，正常情况下，电流在允许范围内，gnd1和gnd2之间的电压不会超过运放u3的基准电压verf(基准电压以常规方式获取，可以是通过电阻分压，)，运放u3输出低电平，plc控制器不做处理，当出现短路，或者电机电流超出标准范围，运放u3输出高电平，plc控制器控制断开大功率部分的工作，过流保护电路对电机驱动器实现过流保护。这里的运放u3作为比较器使用。
28.进一步，如图4所示，
29.本实用新型的高温保护电路包括电阻r8-r14，热敏电阻rt1、rt2,，运放u4和三极管q1，所述电阻r8、r9、热敏电阻rt1、rt2电桥连接，热敏电阻rt1和电阻r9的连接点借助电阻r10连接所述运放u4的同向输入端，热敏电阻rt2和电阻r8的连接点借助电阻r11连接所述运放u4的反相输入端，所述运放u4的反相输入端和输出端之间通过电阻r12连接，所述运放u4的输出端通过电阻r13连接三极管q1的基极，所述三极管q1的发射极作为高温保护电路的输出端连接plc控制器。
30.电阻r8、r9、热敏电阻rt1、rt2构成电桥，其中热敏电阻rt1、rt2为电机内部测温电阻，使用时，设置在电机内部，接收电机温度转化成电流变化。当电机温度超过允许温升时，电桥失去平衡，即rt1/r8≠rt2/r9，这时有信号输出给运放u4,其中电阻r10、r11为限流电阻。信号经运放u4放大，经由电阻r13输出到三极管q1使其饱和导通，输出高电平信号，关断电机驱动或者进行散热处理。