【正文】 手動(dòng)程序 圖 手動(dòng)程序梯形圖 南通大學(xué)杏林學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 圖 手動(dòng)程序梯形圖（續(xù)） 自 動(dòng)程序 南通大學(xué)杏林學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 圖 自動(dòng)程序梯形圖 南通大學(xué)杏林學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 圖 自動(dòng)程序梯形圖（續(xù)） 南通大學(xué)杏林學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 圖 自動(dòng)程序梯形圖（續(xù)） 南通大學(xué)杏林學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 圖 自動(dòng)程序梯形圖（續(xù)） 南通大學(xué)杏林學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 圖 自動(dòng)程序梯形圖（續(xù)） 南通大學(xué)杏林學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 圖 自動(dòng)程序梯形圖（續(xù)） 南通大學(xué)杏林學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 32 圖 自動(dòng)程序梯形圖（續(xù)） 南通大學(xué)杏林學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 33 圖 自動(dòng)程序梯形 圖（續(xù)） 南通大學(xué)杏林學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 34 圖 自動(dòng)程序梯形圖（續(xù)） 南通大學(xué)杏林學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 35 圖 自動(dòng)程序梯形圖（續(xù)） 南通大學(xué)杏林學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 36 圖 自動(dòng)程序梯形圖（續(xù)） 南通大學(xué)杏林學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 37 圖 自動(dòng)程序梯形圖（續(xù)） 南通大學(xué)杏林學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 38 圖 自動(dòng)程序梯形圖（續(xù)） 南通大學(xué)杏林學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 39 圖 自動(dòng)程序梯形圖（續(xù)）南通大學(xué)杏林學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 40 第 4 章 結(jié)語(yǔ) 在本次課題設(shè)計(jì)中，鋼絲繩工業(yè)生產(chǎn)中的機(jī)械手模型控制系統(tǒng)采用 PLC 進(jìn)行控制，大大提高了該系統(tǒng)的自動(dòng)化程度，減少了大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器和硬件接線，提高了控制系統(tǒng)的可靠性。 南通大學(xué)杏林學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 41 參考文獻(xiàn) [1]臺(tái)達(dá)可編程控制器 DVP60ES200T 系列編程手冊(cè)，步進(jìn)梯形圖指令，應(yīng)用指令說(shuō)明書(shū) . [2]李寧 , 劉啟新 . 電機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng) [M]. 北京 : 機(jī)械工業(yè)出版社出版 , 2021. [3]齊占慶 . 機(jī)床電氣控制技術(shù) [M]. 北京 : 機(jī)械工業(yè)出版社出版 , 2021. [4]程子華 . PLC 原理與編程實(shí)例分析 [M]. 北京 : 國(guó)防工業(yè)出版社出版 , 2021. [5]秦曾煌 . 電工學(xué)電子技術(shù) [M]. 第六版 , 北京 : 高等教育出版社出版 , 2021. [6]張建民 . 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) [M]. 北京 : 北京理工大學(xué)出版社 , 2021. [7]白傳悅 . 裝配機(jī)械手 PLC 控制系統(tǒng) [J]. 機(jī)械制造行業(yè)應(yīng)用 , 2021,5(48),134~136 [8]凌志浩 .智能儀表原理與設(shè)計(jì)技術(shù) [M].上海，華東理工大學(xué)出版社， 2021， 6 [9]陸祥生 , 楊秀蓮 . 機(jī)械手理論及應(yīng)用 [M]. 北京 : 中國(guó)鐵道出版社出版 , 1985. [11]王永章184。通過(guò)重組構(gòu)建知識(shí)體系，靈活運(yùn)用理論工具 ，將我設(shè)想的每一想法都一一變?yōu)榻?jīng)得起推敲的論文。論文中的主要參考文獻(xiàn)均為四年內(nèi)所學(xué)的教科書(shū)，這些理論教材給我了很大的幫助。 2)在程序方面我們還可以增加一個(gè)記憶功能，可以記住每次調(diào)試時(shí)到達(dá)精確 位置的脈沖數(shù)。 3)適當(dāng)?shù)姆椒ü?jié) 省 I/O 點(diǎn) 數(shù)。繼電器是機(jī)械元件，所以有動(dòng) 作壽命，晶體管是電子元件，所以只有老化，沒(méi)有使用次數(shù)限制。 電流：晶體管電流 ，繼電器 2A。 南通大學(xué)杏林學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 4)分配 I/O 點(diǎn)數(shù)，繪制 PLC 控制系統(tǒng)輸入、輸出端子接線圖。 3. 力求簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、使用及維修方便 一個(gè)新的控制工程固然能提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量，帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，但新工程的投入、技術(shù)的培訓(xùn)、設(shè)備的維護(hù)也將導(dǎo)致運(yùn)行資金的增加。 南通大學(xué)杏林學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 圖 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器接線示意圖 圖 傳動(dòng)絲杠示意圖 南通大學(xué)杏林學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 操作臺(tái) 操作面板設(shè)計(jì)以貼近人們?nèi)粘９ぷ髁?xí)慣、符合人體工程學(xué)、方便工作人員直觀操作、反應(yīng)自動(dòng)工作狀態(tài)為原則，與后文 I/O 采用方案相匹配進(jìn)行設(shè)計(jì)。 7）可適應(yīng)供陽(yáng)，供陰，單 /雙脈沖多重模式。這樣電機(jī)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，控制精確度又能提高。運(yùn)行的最高頻率與升速時(shí)間的計(jì)算。在機(jī)械傳動(dòng)過(guò)程中為了使得有更小的脈沖當(dāng)量，一是可以改變絲桿的導(dǎo)程，二是可以通過(guò)步進(jìn)電機(jī)的細(xì)分驅(qū)動(dòng)來(lái)完成。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)。A 相斷電、南通大學(xué)杏林學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 B 相繞組通電時(shí)，就產(chǎn)生一個(gè)新的磁場(chǎng)方向，這時(shí)，轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)動(dòng)一角度而位于新的磁場(chǎng)方向上，被激勵(lì)相的順序決定了轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方向?？梢酝ㄟ^(guò)控制脈沖個(gè)數(shù)來(lái)控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的；同時(shí)可以通過(guò)控制脈沖頻率來(lái)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。滾珠絲桿效率高，但成本高。 圖 機(jī)械手手爪示意圖 本設(shè)計(jì)中手爪的工作方式：機(jī)械手的夾緊 與放松由電氣閥控制。 南通大學(xué)杏林學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 第二章 硬件設(shè)計(jì) 機(jī)械手夾持結(jié)構(gòu) 夾緊機(jī)構(gòu) —— 手爪 機(jī)械手手爪是用來(lái)抓取工件的部件。 (3) 故障報(bào)警系統(tǒng) —— 具有故障指示功能。 實(shí)現(xiàn)功能和要求： PLC 控制，預(yù)置工作程序，動(dòng)作靈活，可根據(jù)“工”字輪的位置變化可以隨時(shí)更改相關(guān)控制參數(shù)。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場(chǎng)合。近年來(lái) PLC 的功能單元大量涌現(xiàn)，使 PLC 滲透到了位置控制、溫度控制、濕度控制等各種工業(yè)控制中。 在現(xiàn)代工業(yè)運(yùn)用中可編程控制器 （ PLC） 的特點(diǎn)如下： 1）可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) 可靠性是電 氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。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鹿省? 本文 重點(diǎn)分析了基于 PLC 的機(jī)械手控制系統(tǒng)的組成，并詳細(xì)敘述了在以 PLC 為核心的基礎(chǔ)上，對(duì)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行綜合控制的軟、硬件的實(shí)現(xiàn)方法。 杜君文 , 程國(guó)全 . 數(shù)控技術(shù) [M]. 北京 : 高等教育出版社出版 , 2021. [16] 王兆義 . 小型可編程控制器實(shí)用技術(shù) [M]. 北京 : 機(jī)械工業(yè)出版社出版 , 2021. 本課題必須完成的任務(wù) 熟練掌握基本定位控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)架構(gòu)； 設(shè)計(jì)出適合鋼絲繩行業(yè)工況的機(jī)械手控制系統(tǒng)。 課題類別是指： ， 。 參與同一工作的其他同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。而本文研究的目的主要從降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度和提高工作效率的角度出發(fā)，根據(jù)鋼絲繩制作工藝的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)適合于本行業(yè)的機(jī)械手控制系統(tǒng)。從而降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率。 － 理解課題設(shè)計(jì)思想，熟悉 PLC 的機(jī)械手控制系統(tǒng)的原理，撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告提出機(jī)械手系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本功能和架構(gòu) － 開(kāi)始進(jìn)行對(duì) PLC 的機(jī)械手控制系統(tǒng)的深入研究 3 月 17 日 ~3 月 30日完成開(kāi)題答辯 － 畢業(yè)設(shè)計(jì)中期檢查。該機(jī)械手控制系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行中能夠可靠穩(wěn)定運(yùn)行。就傳統(tǒng)繼電器控制的機(jī)械手而言，因其控制裝置落后、接線復(fù)雜、易受干擾、穩(wěn)定性差、維修困難等劣勢(shì)，逐步退 出了歷史舞臺(tái)。此外， PLC 帶有硬件故障自我檢測(cè)功能，出現(xiàn)故障時(shí)可及時(shí)發(fā)出警報(bào)信息。它接口容易，編程語(yǔ)言容易為工程技術(shù)人員所接受。配套齊全， 功能完善，適用性強(qiáng) 。 （ 2）傳動(dòng)機(jī)構(gòu) —— 機(jī)械手臂 Z 軸和 Y 軸采用滾珠絲杠螺母?jìng)鲃?dòng)， X 軸采用的是齒輪傳動(dòng)。 PLC 選擇 保證設(shè)計(jì)所需的指令、 I/O 點(diǎn)數(shù)、電壓及輸出方式的要求，選擇質(zhì)優(yōu)、價(jià)廉、廣泛應(yīng)用的產(chǎn)品以降低總設(shè)計(jì)成本為主要目的，所以選擇臺(tái)達(dá)的 PLC?？筛鶕?jù)夾持對(duì)象的形狀和大小配備多種形狀和尺寸的夾頭，以適應(yīng)操作。 傳動(dòng)系統(tǒng) 傳動(dòng)定位機(jī)構(gòu) 本設(shè)計(jì)中機(jī)械手主要做三個(gè)方向上的運(yùn)動(dòng)前后 (X)、左右 (Y)和上下 (Z)。 為滿足設(shè)計(jì)要求，所以 Y、 Z 方向優(yōu)先選用絲杠螺母機(jī)構(gòu)， X 方向 選用齒輪齒條機(jī)構(gòu)。 (1)機(jī)電式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)由鐵心、線圈、齒輪機(jī)構(gòu)等組成。 反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)在定、轉(zhuǎn)子鐵心的內(nèi)外表面上設(shè)有按一定規(guī)律分布的相近齒槽，利用這兩 種齒槽相對(duì)位置變化引起磁路磁阻的變化產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。 選擇步進(jìn)電機(jī)時(shí)，首先要保證步進(jìn)電機(jī)的輸出功率大于負(fù)載所需的功率。 選擇功率步進(jìn)電機(jī)時(shí)，應(yīng)當(dāng)估算機(jī)械負(fù)載的負(fù)載慣量和設(shè)備要求的啟動(dòng)頻率，使之與步進(jìn)電機(jī)的慣性頻率特性相匹配還有一定的余量，使之最高速連續(xù)工作頻率能滿足快速移動(dòng)的需要。負(fù)載力矩可按（ 25）和（ 26）計(jì)算，電機(jī)在最大進(jìn)給速度時(shí)，由矩頻特性決定的電機(jī)輸出力矩要大于 fM 與 tM 之和，并留有余量。其驅(qū)動(dòng)器特點(diǎn)如下： 1） AC80V220V 交流供電，能適應(yīng)惡劣的電網(wǎng) 環(huán)境。 圖 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器實(shí)物圖 本驅(qū)動(dòng)器細(xì)分?jǐn)?shù)及相電流設(shè)定：本驅(qū)動(dòng)器是用驅(qū)動(dòng)器上的撥 盤(pán)開(kāi)關(guān)來(lái)設(shè)定細(xì)分?jǐn)?shù)及相位電流的，根據(jù)版面的標(biāo)注即可：請(qǐng)你在控制器頻率允許的情況下，盡量選用高細(xì)分?jǐn)?shù)這樣的電機(jī)運(yùn)行更加平穩(wěn)，所以在 X、 Y、 Z 方向上使用最大的細(xì)分?jǐn)?shù)每轉(zhuǎn) 10000 步，具體設(shè)置方法請(qǐng)參考表 和表 ：（ ON=0， OFF=1） 表 步進(jìn)電機(jī)步數(shù)設(shè)定說(shuō)明 步數(shù)設(shè)定 1234 位 每轉(zhuǎn)步數(shù) 步距角 0000 400 0001 500 0010 600 0011 800 南通大學(xué)杏林學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 0100 1000 0101 1200 0110 1600 0111 2021 1000 2400 1001 3000 1010 4000 1011 5000 1100 6000 1101 6400 1110 8000 1111 10000 表 步進(jìn)電機(jī)電流設(shè)定說(shuō)明 電流設(shè)定（設(shè)定在 OFF 位置有效） 7 位 8 位 9 位 10 位 所有撥盤(pán) 710 位都在 OFF 位置時(shí)電流最大 本設(shè)計(jì)中步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的外部接線圖如圖 所示。這就要求設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)前就要深入現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)查研究，收集控制現(xiàn)場(chǎng)的資料，收集相關(guān)先進(jìn)的國(guó)內(nèi)、國(guó)外資料。 4. 適應(yīng)發(fā)展的需要 由于技術(shù)的不斷發(fā)展，控制系統(tǒng)的要求也將會(huì)不斷地提高，設(shè)計(jì)時(shí)要適當(dāng)考慮到今后控制系統(tǒng)發(fā)展和完善的需要。先進(jìn)行模擬調(diào)試，再進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)聯(lián)機(jī)調(diào)試；先進(jìn)行局部、分段調(diào)試，再進(jìn)行整體、系統(tǒng)調(diào)試。 3） 晶體管過(guò)載能力小于繼電器過(guò)載的能力 一般