【正文】 自動(dòng)程序流程圖 三江高等職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 圖 自動(dòng)程序步進(jìn)梯形圖 三江高等職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 圖 自動(dòng)程序步進(jìn)梯形圖（續(xù)） 三江高等職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 結(jié)束語 大四的最后一學(xué)期進(jìn)行了畢業(yè)設(shè)計(jì)。 表 脈沖計(jì)數(shù)存儲(chǔ)區(qū) D200 D327 D201 D202 D203 D204 D205 D206 X 方向脈沖信息 Y 方向脈沖信息 旋轉(zhuǎn)脈沖信息 統(tǒng)計(jì)區(qū) 暫存區(qū) 三江高等職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 1 D207 D208 D209 D210 D211 D212 X 方向脈沖信息 Y 方向脈沖信息 旋轉(zhuǎn)脈沖信息 存儲(chǔ)區(qū) 2 D213 D214 D215 D216 D217 D218 X 方向脈沖信息 Y 方向脈沖信息 旋轉(zhuǎn)脈沖信息 存儲(chǔ)區(qū) 3 D219 D220 D221 D222 D223 D224 X 方向脈沖信息 Y 方向脈沖信息 旋轉(zhuǎn)脈沖信息 存儲(chǔ)區(qū) 其他存儲(chǔ)區(qū)：運(yùn)動(dòng)方向存儲(chǔ)和機(jī)械手手爪狀態(tài)。長期存儲(chǔ)自動(dòng)程序數(shù)據(jù)值。 統(tǒng)計(jì)區(qū)：對(duì)保存數(shù)據(jù)的組數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，確定有效區(qū)域范圍，配備 16 位斷電保持?jǐn)?shù)據(jù)寄存器 D200 和 D327。 缺點(diǎn)：價(jià)格略高。 （ 2）程序簡單，無需添置編碼、解碼張芯片及其抗干擾設(shè)施。 （ 3）適當(dāng)?shù)姆椒ü?jié)約 I/O 點(diǎn)數(shù)。如表 所示。繼電器的每分鐘開關(guān)次數(shù)也有限制的，而晶體管則沒有。 晶體管輸出型原理是 CPU 通過光耦合使晶體管通斷，以控制外部直流負(fù)載，響應(yīng)時(shí)間快（約 甚至更?。? 電壓：晶體管可接直流 24V（繼電器可以接直流 24V 或交流 220V）。就功能而言， FX2N系列是不錯(cuò)之選，選配 3 個(gè) FX2N1PGE 脈沖輸出模塊給步進(jìn)電機(jī)啟動(dòng)設(shè)備提供穩(wěn)定信號(hào)，同時(shí)模塊程序簡化了 PLC 程序的結(jié)構(gòu)。 FX1PG 脈沖輸出模塊是一種根據(jù) FROM/TO 指令進(jìn)行與 FX FX2C 系列 PLC數(shù)據(jù)交換的特殊功能模塊。 利用 PLC 模塊實(shí)現(xiàn)位置控制的優(yōu)點(diǎn)： （ 1）在實(shí)現(xiàn)位置控制的時(shí)候，可充分利用 PLC 系統(tǒng)的硬件和軟件資源。主單元可配置 8 個(gè)特殊功能模塊。 （ 4）寄存器容量擴(kuò)展。 （ 2）靈活的配置。在系統(tǒng)要求精度控制時(shí)使用 PID 指令。 （ 2） EEPROM 寄存器更大，達(dá) 8000 步。 FX1N 系列 PLC 增加了特殊功能模塊或擴(kuò)展板。 （ 11）密碼保護(hù)。 （ 8）電源使用范圍很寬。 （ 6）具有實(shí)時(shí)時(shí)鐘功能?；局噶钍? s/指令～ s/指令；應(yīng)用指令是 μ s/指令至幾百μ s/指令。 SFX1 體積雖小，但功能強(qiáng)大： （ 1）主機(jī)點(diǎn)數(shù) 10/14/20/30，分為晶體管輸出 /繼電器輸出，交流電源 /直流電源。各型號(hào)的 PLC 在性能上都有所區(qū)別。 在國內(nèi)，日本三菱公司生產(chǎn)的 FX 系列小型 PLC 以其良好的性能得到了廣泛的應(yīng)用，同時(shí)各大高校、職業(yè)技術(shù)學(xué)校，也為其提供了專業(yè)技術(shù)人才的支持。在小型 PLC 方面，他已是青出于藍(lán)而勝于藍(lán)，日本產(chǎn) 品在世界小型 PLC 市場上占 70%的份額。 日本的微型小型 PLC 產(chǎn)品是非常有特色的，他對(duì)梯形圖、語句表并重，而且配置了包括功能指令在內(nèi)的功能很強(qiáng)的指令系統(tǒng)用戶常常會(huì)發(fā)現(xiàn)，同一個(gè)應(yīng)用問題，選用日本的小型 PLC 產(chǎn)品就能解決，而用歐美產(chǎn)品常要選用中型乃至大型PLC 才行。 圖 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟流程圖 三菱 PLC 品牌選擇 世界上生產(chǎn) PLC 的廠商有數(shù)百家，構(gòu)成美國、歐洲和日本三大技術(shù)陣營，其代表機(jī)型有美國羅克韋爾 (Rockwell)自動(dòng)化公司所屬的 AB(AllenBradley)公司生產(chǎn)的 PLC5 系列 PLC、 GEFanuc 公司生產(chǎn)的 90TM30 系列和 90YM70 系列的PLC、德國西門子 (Siemens)公司生產(chǎn)的 S5 系列 PLC 和 S7 系列 PLC，日本三菱公司生產(chǎn)的 FX 系列、 A 系列、 Q 系列 PLC、歐姆龍公司生產(chǎn)的 CS 系列、從 200 系列、 CPM 系列 PLC。 程序設(shè)計(jì)，繪制工作循環(huán)圖或狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。 三菱 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟 分析被控對(duì)象，提出控制要求。 三菱 PLC的選擇 三菱 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則 滿足被控制 對(duì)象的控制要求考慮將來的發(fā)展的需要， PLC 選用功能較強(qiáng)的新產(chǎn)品，并留有適當(dāng)?shù)挠嗔俊? 用戶在手動(dòng)原點(diǎn)狀態(tài)下，控制機(jī)械手至 A 點(diǎn)位 (到 A 點(diǎn)的路徑可制定中間點(diǎn)實(shí)現(xiàn)繞行 )，按下保存，記錄該店重要參數(shù)。實(shí)現(xiàn)手動(dòng)模式下 點(diǎn)位輸入，自動(dòng)模式查表“ 仿行”運(yùn)動(dòng)。該按鈕使用來接通或斷開 PLC 外部負(fù)載的電源。 單周期：旋鈕旋轉(zhuǎn)單周期工作，按動(dòng)一次啟動(dòng)按鈕，進(jìn)行一個(gè)周期。 手動(dòng)方式：各自的按鈕使各個(gè)負(fù)載單獨(dú)接通或斷開。 該機(jī)械手工作方式有手動(dòng)、單步、單周期、連續(xù)工作 (自動(dòng) )四種形 式。 在初始位置添置限位開關(guān)，當(dāng)觸及時(shí)發(fā)出已達(dá)原點(diǎn)命令，停止遠(yuǎn)動(dòng)。 ST2HB02X 驅(qū)動(dòng)器采用MicrosChip 芯片，采用新型的雙極性恒相流驅(qū)動(dòng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)最大 64 細(xì)分高性能驅(qū)動(dòng)，適合驅(qū)動(dòng) 2A。 選擇步進(jìn)電機(jī)需要進(jìn)行以下計(jì)算： （ 1）計(jì)算電機(jī)的步距角比，根據(jù)所要求脈沖當(dāng)量，步距角θ 計(jì)算如下： ?????? 10 2 6 0S i3 6 0Δθ 三江高等職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 式中： S絲杠螺距 (mm) Δ (mm/脈沖 ) i減速比 （ 2）計(jì)算電機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)矩 M NmFM 0 0 100 2 0 0i2 10 33 ???? ?????? ??πη△ 式中： F啟動(dòng)單元負(fù)載 (N) η 傳動(dòng)系統(tǒng)總效率 (此處先以 1 帶入 ) 根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可以選擇 17HS001 電機(jī)。在機(jī)械傳動(dòng)過程中為了使得有更小的脈沖當(dāng)量，一是可以改變絲杠導(dǎo)程，二是可以通過步進(jìn)電機(jī)的細(xì)分驅(qū)動(dòng)來完成。而在選用功率步進(jìn)電機(jī)時(shí)，首先要計(jì)算機(jī)械系統(tǒng)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩，電機(jī)的矩頻性能滿足機(jī) 械負(fù)載并有一定的余量保證其運(yùn)行可靠。是永磁式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)兩者的結(jié)合，并兼有兩者的優(yōu)點(diǎn)。這 種步進(jìn)電動(dòng)機(jī)步距角可做到 1176。 A 相繞組通電時(shí)，轉(zhuǎn)子磁鋼將轉(zhuǎn)向該相所確定的磁場方向； A 相斷電、 B 相繞組通電時(shí)，就產(chǎn)生一個(gè)新的磁場方向，這是，轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度而位于新的磁場方向上，被激勵(lì)相的順序決定了轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向。 三江高等職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 機(jī)電式步進(jìn)電機(jī)由鐵芯、線圈、齒輪機(jī)構(gòu)等組成。當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器收到一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度(稱為“布 距角” )，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的。 三江高等職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 圖 傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 電氣傳動(dòng)使利用電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，以獲得機(jī)械手的各種運(yùn)動(dòng)。 為滿足自鎖要求，優(yōu)先選用絲杠螺母機(jī)構(gòu)。 矩形、梯形螺紋結(jié)構(gòu)，因傳動(dòng)力大，應(yīng)用廣泛。主要結(jié)構(gòu)有伸縮式和關(guān)節(jié)式，本文優(yōu)選伸縮式。本設(shè)計(jì)中機(jī)座為落地固定式機(jī)座。由于夾緊的為剛性工件，為了提高安全性能，防止破壞工件，我們可以在夾持部分加上一層橡膠，這樣可以通過增大工件和手指之間的摩擦系數(shù)來增加安全性，通過橡膠的 彈性變形來緩沖對(duì)工件的沖擊，可以減輕乃至消除對(duì)工件的損壞。 假定被夾持工件為有凹槽回轉(zhuǎn)體，且自重不超過機(jī)械手允許安全負(fù)載，作以下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)： 圖 機(jī)械手手爪示意圖 工作原理：杠桿原理 、胡克定律及安培定律。手指數(shù)量又可分為二指、三指、四指等，其中以二指用得較多。該設(shè)備可以應(yīng)用于中、小批量生產(chǎn)柔性制造自動(dòng)化生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)工件在兩工作臺(tái)間的搬移，大大的減輕工人的勞 動(dòng)強(qiáng)度、減少人力資源的浪費(fèi)，節(jié)省生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率，減少因?yàn)槿斯な韬鲈斐傻陌踩鹿??？梢栽O(shè)定中間點(diǎn)位避讓繞行。結(jié)構(gòu)中在極限位置采用行程開關(guān)進(jìn)行超程保護(hù)，各極限位置保留了一定工作區(qū)域，不作為工作行程。機(jī)械手夾持部位采用電磁控制。 、重量輕、功耗低 PLC 采用了半導(dǎo)體集成電路，外形尺寸很小，重量輕，同時(shí)功耗也很低，空載功耗約 。 可編程序控制器的特點(diǎn) 、抗干擾能力強(qiáng) PLC 能在惡劣的環(huán)境如電磁干擾、電源電壓波動(dòng)、機(jī)械振動(dòng)、溫度變化等中可靠地工作， PLC 的平均無故障間隔時(shí)間高，日本三菱公司的 F1 系列 PLC 平均無故障時(shí)間間隔長達(dá) 30 萬 h，這是一般微機(jī)所不能比擬的?，F(xiàn)代 PLC 具有很強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理功能，它可以與機(jī)械加工中的數(shù)字控制（ NC）及計(jì)算機(jī)控制（ CNC）緊密結(jié)合，實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制。例如機(jī)床的電氣控制、包裝機(jī)械的控制、自動(dòng)電梯控制等。 可編程序控制器的應(yīng)用意義 PLC 的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣，并在迅速擴(kuò)大，對(duì)于而今的 PLC 幾乎可以說凡是需要控制系統(tǒng)存在的地方就需要 PLC，尤其近幾年來 PLC 的性價(jià)比不斷提高已被廣泛應(yīng)用在冶金、機(jī)械、石油、化工、輕功、電力等各行業(yè)。以其顯著的優(yōu)點(diǎn)在冶金、化工、交通、電力等領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用，成為了現(xiàn)代工業(yè)控制三大支柱之一。 綜上所述，有效地應(yīng)用機(jī)械手是發(fā)展機(jī)械工業(yè)的必然趨勢。而應(yīng)用機(jī)械手即可部分或全部代替人安全地完成作業(yè)，大大地改善了工人的勞動(dòng)條件。從這里可看出，裝卸