图

2 搬运机械手整体结构模型

　　搬运机械手整体吸附机构采用了框架组合结构，材料选用铝合金型材，采用高强度专
用螺栓加弹性扣件的内部隐藏连接方式，坚固而又可靠。为了满足用户生产的不同规格太阳
能电池组件的搬运操作，搬运机械手真空吸盘的位置可以根据具体的太阳能电池组件尺寸
进行调节，从而增强了搬运机械手的适应性。

2 PLC 与触摸屏联合控制系统

　　由于

PLC 的人机交互性能较差，操作人员难以直观地观测 PLC 和搬运机械手系统的工

作状况，故需配备一个上位机来配合

PLC 进行控制。搬运机械手的控制系统主要包括四个

模块：

PLC 与触摸屏联合控制模块、执行模块、检测模块和显示模块。根据搬运机械手的功能

要求，在设计中，上位机、下位机、执行模块和检测模块分别采用了触摸屏、

PLC、驱动系统

和传感系统，其中显示模块的功能由触摸屏实现，控制系统硬件结构如图

3 所示。触摸屏作

为操作人员与

PLC 交互的工具，其作用为接收指令输入、显示操作画面和当前的工作状态。

PLC 及其扩展模块接收传感器采集开关量信号，同时通过串口与触摸屏实时通讯，并接收
触摸屏传来的中间变量信号，发送脉冲信号给驱动器，驱动伺服电机带动机械手运动。

　　根据工作过程中所需要

I/O 点数和控制系统的功能要求，可编程控制器选用了 Micro

PLC SIMATIC S7-200 系列(CPU 224)，触摸屏选用了为 MicroPLC SIMATIC S7—200 应用而
定制的具有图形功能的设备

SIMATIC HMI K-TP 178micro。伺服电机与驱动器选用了松下公

司的

AC 伺服电机 MHMD042P1 C 和驱动器 MBDDT2210。

3 PLC 位里伺服控制方法

　　根据生产过程中太阳能电池组件的搬运路线，搬运机械手控制模式采用点到点的位置
伺服控制。位置伺服控制过程通过

57-200 CPU 发送脉冲序列来完成。CPU 发送一个脉冲序

列和一个方向信号给伺服驱动器，经过驱动器转换为响应的电压信号提供给伺服电机，驱
动器接收伺服电机反馈信号，重新计算伺服电机运动目标的位置，达到精确控制伺服电机
运动的目的。图

4 是由 57-200 CPU 和松下伺服驱动器 MBDDT2210 组成的位置伺服控制系

统其中

MBDDT2210 接收来自 S7-200 CPU 的目标位置和方向的脉冲信号后完成对定位单元

的闭环位置伺服控制。

　　为了实现
PLC 的位置