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摘要：文章采用基于PLC高速并联自动化控制策略, 通过该策略成功值得的机器人能够通过PC上位机对樱桃的图像进行采集, 然后对采集得到的图像进行二值化处理和膨化腐蚀化处理, 能够准确识别成熟的樱桃;在使用PLC控制方法对机器人的角度进行控制, 通过对设计的机器人进行测试, 能够发现通过PLC高速并联自动化的设计方式能够在很大程度上提高机器人的工作效率, 缩短工作时间, 有利于樱桃的采摘, 本设计使用了模糊控制的方法, 通过模糊控制的方法能够使得采摘角度处于比较平稳的状态, 并且不会出现比较大的超调量, 所以能够在很大程度上降低采摘过程中的破损率, 提高樱桃的采摘效率。

关键词：PLC高速; 自动化控制; 策略;

1 机器人的总体设计

本次设计的机器人由自由度机器人、移动设备、主控制电脑和视觉传感器组成, 视觉传感器位于机器人的头部, 对樱桃的位置和成熟情况等信息进行采集[1]。

采摘整体过程如下, 在整个采摘活动开始之前, 需要对系统进行初始化, 然后机械手接近樱桃目标, 通过调整机器人的手腕来调整采摘角度, 然后进行图像的收集, 将图像信息二值化, 然后进行进一步的膨胀腐蚀化处理, 若是判断樱桃果实没有成熟, 则放弃采摘, 若是判断樱桃果实已经成熟, 通过模糊控制来调整采摘角度, 然后将调整好的角度的信号进行输出, 将输出的信号传送给机械手内部的控制系统, 机械手内部的控制系统就会发出信号给执行系统, 机械手的执行系统就会发出采摘樱桃的动作, 进行樱桃的采摘。这样的采摘过程中完整的, 相对于传统的樱桃采摘方式具有很好的可控制性[2]。

以上的设计主要使用了PLC控制技术和图像识别技术, 通过图像识别技术能够对樱桃的成熟程度进行准确的识别, 并且将采摘过程中使用的采摘角度进行准确判断, 然后将信息传输给机器人机械手, 通过机械手内部的控制系统和执行系统进行樱桃的采摘[3]。

目前, 机械手的设计方式也有很多种, 如吸附型、夹持型、托持型等。一般驱动系统主要负责机械手的旋转动作的完成和移动, 并且其能够为手部执行系统的末端提供一个剪断力, 从而将樱桃采摘过程中遇到的梗剪断, 更好地完成采摘作业。

2 基于PLC高速并联自动化控制策略

自动化控制策略的基础部分是图像识别技术, 其是根据图像分割技术进行设计和完成的, 其仿真模拟图画框如图1所示。

PLC控制以及机器人的运动控制为核心部分, 并且使用机械手增益PID单轴误差的整机系统控制和反馈运动控制, 对整个采摘环节进行反馈调节, 从而能够使机器人高效率、高质量的完成工作任务。

3 对于基于PLC高速并联自动化控制机器人进行性能测试

为了对于PLC高速并联自动化控制机器人进行性能进行测试, 测试的主要部分为成熟樱桃的识别、自动化PLC采摘以及并联控制的工作效率等。自动化采摘机器人首先通过自动化装置对樱桃的图像进行采集, 然后将彩色的图像信息转换为二值图, 将图像信息转换为电信号, 为了将得到的图像信号进行放大, 需要对得到的图像进行膨胀腐化处理, 这样能够使得成熟的樱桃的轮廓更加清晰, 从而将输出的图像信号更加清晰化。由于传统的自动化机器人的输出角度有很大的误差, 并且系统也不稳定, 为了能够实现比较稳定的输出, 本设计使用了模糊控制的方法, 通过模糊控制的方法能够使得采摘角度处于比较平稳的状态, 并且不会出现比较大的超调量, 从而能够在很大程度上降低樱桃的破损率, 提高采摘效率。

图1 仿真模拟图画框

4 结束语

文章采用基于PLC高速并联自动化控制策略, 通过该策略成功值得的机器人能够通过PC上位机对樱桃的图像进行采集, 然后对采集得到的图像进行二值化处理和膨化腐蚀化处理, 能够准确识别成熟的樱桃;在使用PLC控制方法对机器人的角度进行控制, 通过对设计的机器人进行测试, 能够发现通过PLC高速并联自动化的设计方式能够在很大程度上提高机器人的工作效率, 缩短工作时间, 有利于樱桃的采摘, 本设计使用了模糊控制的方法, 通过模糊控制的方法能够使得采摘角度处于比较平稳的状态, 并且不会出现比较大的超调量, 所以能够在很大程度上降低采摘过程中的破损率, 提高樱桃的采摘效率。

参考文献

[1]赵君, 谭博, 丁力等.基于并联SiC MOSFET架构的无刷直流电机高效驱动技术研究[J].现代电子技术, 2018, 41 (9) :147-151.

[2]周润, 黄叙辉, 高荣钊.等.风洞CTS试验并联装置的速度控制方法[J].兵工自动化, 2017, 36 (4) :63-68.

[3]吴存存, 杨桂林, 陈庆盈.等.四自由度2PPPaR并联机构运动学及性能分析[J].机械工程学报, 2018, 54 (3) :36-45.