PLC步进电机驱动的单轨道平面关节型机器人设计+CAD图纸(12)
分布式控制系统的优点在于：系统灵活性好，控制系统的危险性降低，采用多处理器的分散控制，有利于系统功能的并行执行，提高系统的处理效率，缩短响应时间。
对于具有多自由度的工业机器人而言，集中控制对各个控制轴之间的藕合关系处理得很好，可以很简单的进行补偿。但是，当轴的数量增加到使控制算法变得很复杂时，其控制性能会恶化。而且，当系统中轴的数量或控制算法变得很复杂时，可能会导致系统的重新设计。与之相比，分布式结构的每一个运动轴都由一个控制器处理，这意着，系统有较少的轴间祸合和较高的系统重构性。
5.3 控制系统方案设计
分布式控制结构具有松耦合、灵活性好、执行效率高等特点。开放性是机器人发展的必然趋势，但是其体系结构的研究还不成熟，研究空间很大；嵌入式技术的迅速发展为开放性提供了良好的技术支持。选择合适的体系结构形式和控制形式可以保证机器人控制系统设计的合理性，提高开发速度和系统的适用性、开放性。
因此综上，本设计采用分布式控制系统,上位机选用工控机，下位机选用plc控制系统，其可靠性高，抗干扰能力强，配套齐全，功能完善，适用性强；易学易会，深受工程技术人员欢迎；系统的设计、建造工作量小，文护方便，容易改造；体积小，质量轻，能耗小。其控制系统机构框图如图5.3所示：
图5.3 选用控制系统框图
5.4 传感器的选择
传感器使得机器人初步具有类似于人的感知能力，不同类型的传感器组合构成了机器人的感觉系统。其传感器类型主要分为视觉、听觉、力觉和接近觉五大类。不过从人类生理学观点来看，人的感觉可分为内部感觉和外部感觉，类似的，机器人传感器也可分为内部传感器和外部传感器。
本设计为确保机器人的安全运行，选用限位开关。选用速度传感器来检测机器人相关关节的运动速度。
5．4 .1 限位开关
限位开关是限制工作机械位置的主令电器。一般用于工作机械到达终点时发生作用，故又称终端开关。行程开关要控制的是工作机械的行程，而限位开关要控制的则是工作机械的位置，且往往是终端位置或极限位置。本设计选用限位开关来控制运动的极限位置，从而来确保工作的可靠进行。
图5.4 限位开关图
如上图5.4所示，设计选用WLCA2微型行程开关。其安装在基座箱体内壁、基座顶部两侧以及大臂两侧来限制大臂和小臂的运动极限位置。
5．4．2 位移传感器
位移传感器又称为线性传感器，把位移转换为电量的传感器。位移传感器是一种属于金属感应的线性器件，传感器的作用是把各种被测物理量转换为电量它分为电感式位移传感器，电容式位移传感器，光电式位移传感器，超声波式位移传感器，霍尔式位移传感器。根据运动方式可分为直线位移传感器和角度位移传感器。在导轨主轴的水平以及垂直移动方面，本设计选用通用滑块导电塑胶膜系列，有效行程75mm～3000mm，两端均有4mm缓冲行程，精度0.05%～0.02%FS。外壳表面阳极处理，防腐蚀；内置导电塑料测量单元，无温漂，寿命长；具有自动电气接地功能。密封等级为IP54（向下安装时为IP57），DIN430650标准插头插座，可以适用在大多数通用场合，特别是长度方向受到限制，对中较困难的场合；拉杆配合球头具有10mm自动校正功能，允许极限运动速度为10m/s。其外形如下图5.5所示：