【正文】 來說，存在沖擊電流較大的情況時(shí)，晶體管過載能 力較小，需要降額更多。 I/O 點(diǎn)數(shù) I/O 點(diǎn)數(shù)是衡量可編程控制器規(guī)模大小的依據(jù)。同時(shí)，使用 PLC 進(jìn)行控制可方便更改生產(chǎn)流程，增強(qiáng)控制功能。 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. [12]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. 南通大學(xué)杏林學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 42 致謝 幾個(gè)月的努力，本次畢業(yè)論文已經(jīng)接近尾聲。 在論文的寫作過程中，也得到了許多同學(xué)的寶貴建議，同時(shí)還到許多在實(shí)習(xí)過程中結(jié)識(shí)的同事們的支持和幫助，在此一并致以誠(chéng)摯的謝意。 其次感謝大學(xué)四年以來的每一位授課老師。所以我人為繼續(xù)改進(jìn)的方向主要有一下這幾點(diǎn)： 1)目前本課題運(yùn)用的是步進(jìn)電機(jī)的開環(huán)系統(tǒng)，為了能夠更精確的控制我們 還可以選用伺服電機(jī)的閉環(huán)系統(tǒng)。 2)普通無指定 I/O 點(diǎn) 的歸類分配。 額定工作情況下，繼電器有動(dòng)作次數(shù)壽命，晶體管只有老化沒有使用次數(shù)的限制。其適 輸出區(qū)別 如下： 1） 負(fù)載電壓、電流類型不同 負(fù)載類型：晶體管只能帶直流負(fù)載，而繼電器帶交、直流負(fù)載均可。 3)確定 PLC 的 I/O 點(diǎn)數(shù)，選擇 PLC 機(jī)型。例如：應(yīng)該保證 PLC 程序不僅在正常條件下運(yùn)行，而且在非正常情況下（如突然掉電再上電、按鈕按錯(cuò)等），也能正常工作。圖 就是其一個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)示意圖。 南通大學(xué)杏林學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 5）過壓，過流，短路，溫度保護(hù) 6）所有輸入信號(hào)都經(jīng)過光電隔離。絲杠螺母?jìng)鲃?dòng)： ???????? ?? bTFtiT ??21折 （ mN? ） （ 28） mgFF ??? 0 （ N） （ 29） 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的選擇原則，確?？刂破鬏敵鲱l率足夠高的情況下，盡量使用高細(xì)分?jǐn)?shù)?？刂齐姍C(jī)的啟動(dòng)頻率與負(fù)載轉(zhuǎn)矩和慣量有很大關(guān)系，其估算公式為： 南通大學(xué)杏林學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 21011?????????????????mtitfqqJJMMMff （ 27） 式中： qf 帶載起動(dòng)頻率（ Hz） 0qf 空載起動(dòng)頻率（ Hz） iM 起動(dòng)頻率下由矩頻特性決定的電機(jī)輸出力矩（ mN? ) 若負(fù)載參數(shù)無法精確確定，則可按 021qq ff ? 進(jìn)行估算。 選擇步進(jìn)電機(jī)時(shí)，應(yīng)使步距角和機(jī)械系統(tǒng)匹配，這樣可以得到設(shè)備所需的脈沖當(dāng)量。 永磁感應(yīng)子式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)又稱混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。 A 相繞組通電時(shí)，轉(zhuǎn)子磁鋼將轉(zhuǎn)向該相繞組所確定的磁場(chǎng)方向 。當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(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“步距角” )，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的。矩形、梯形螺紋結(jié)構(gòu)，因傳動(dòng)力大，應(yīng)用廣泛。手爪的抓放動(dòng)作由通過氣缸的伸縮來實(shí)現(xiàn)。 (2)自動(dòng)程序 —— 當(dāng)切換到自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，機(jī)械手可以自動(dòng)的進(jìn)行動(dòng)作，自動(dòng)的對(duì)工字輪進(jìn)行搬運(yùn)、裝卸、和安放。 (2）行程限位保護(hù) —— 采用接近開關(guān)作為限位信號(hào)，實(shí)現(xiàn)限位控制。 主要研究?jī)?nèi)容及需要解決的關(guān)鍵問題和思路 課題研究?jī)?nèi)容 本課題研究任務(wù)：實(shí)現(xiàn)機(jī)械手在鋼絲繩生產(chǎn)線中，埝股車臺(tái)上“工”字輪的裝卸、互換和搬運(yùn)的動(dòng)作，來代替工人進(jìn)行單調(diào)持久地搬移裝卸動(dòng)作。更重要的是能夠使同一設(shè)備經(jīng)過改變程序從而改變生產(chǎn)過程。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代 PLC 大多具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，可用于各種南通大學(xué)杏林學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 控制領(lǐng)域。它采用的是可編制程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作指令，并能通過數(shù)字量或模擬量的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械手進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)。該設(shè)備可以應(yīng)用 于鋼絲繩制造自動(dòng)化生產(chǎn)線中的捻股車上的機(jī)械手的運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)工字輪在轉(zhuǎn)筒內(nèi)的裝卸、和搬運(yùn)。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)。 參 考 文 獻(xiàn) [1] 郁漢琪 .電 氣控制與可編程控制器應(yīng)用技術(shù) [M].南京 :東南大學(xué)出版社， 2021 [2] 張毅 .自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)及儀表控制系統(tǒng) [M].北京 :化學(xué)工業(yè)出版社， 2021 [3] 康華光 .電子技術(shù)（模擬） [M].北京 :高等教育出版社， 2021 [4] 羅先覺 .電路 [M].北京 :高等教育出版社， 2021 [5] 胡壽松 .自動(dòng)控制原理 [M].北京 :科學(xué)出版社， 2021 [6] 周澤魁 .控制儀表與計(jì)算機(jī)控制裝置 [M].北京 :化工工業(yè)出版社， 2021 [7] 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 [8] 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 [9] 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 [10] 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 [11] 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 [12] 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 [13] 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 [14] 白傳悅 , 裝配機(jī)械手 PLC 控制系統(tǒng) [J]. 機(jī)械制造行業(yè)用 ,2021,5(48),134~136 [15] 王永章184。 課題來源是指： ， ， 3. 其他。除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已發(fā)表或撰寫過的研究成果。 主要工作內(nèi)容包括：了解鋼絲繩生產(chǎn)工藝流程，具體工序的實(shí)施步驟和技術(shù)要求，從而為后期的機(jī)械手系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì) 與選型奠定基礎(chǔ)。研究中的幾 個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)包括：機(jī)械手的精確定位、機(jī)械手的動(dòng)作模式以及機(jī)械手系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性與可靠性等。 4 月 27 日前 完成中期檢查 － 完成軟硬件的設(shè)計(jì)，并進(jìn)行的設(shè)備調(diào)試 － 撰寫畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)說明書）。 關(guān)鍵詞 ： 可編程控制器，機(jī)械手，定位控制 II ABSTRACT At present ,wire rope industry still belongs to the traditional manufacturing industry at our production process has a typical three highs energy consumption and high pollution,high intensity of homewok .And the purpose of this study mainly from reduce labor intensity and improve the work efficiency Angle, according to the characteristics of wire rope making technology, design suitable for the industry39。現(xiàn)代機(jī)械手主要運(yùn)用的是可編程控制器。在軟件應(yīng)用中，應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除 PLC 以外的電路及 設(shè)備也獲 得故障自診斷保護(hù)。梯形圖語言的圖形符號(hào)與表達(dá)方 式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，只用 PLC的少量開關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實(shí)現(xiàn)繼電器電路的功能。 所以綜上所訴現(xiàn)代機(jī)械手，可以逐步改善勞動(dòng)條件，提高生產(chǎn)效率和保證產(chǎn)品質(zhì)量，消除枯燥無味的工作，節(jié)約勞動(dòng)力，提供更安全的工作環(huán)境，降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，減少勞動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)，減少工業(yè)生產(chǎn)中的工作量，顯著地提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，加快實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化和自動(dòng)化的步伐。 （ 3）減速機(jī)構(gòu) —— 采用步進(jìn)電機(jī)的抱死系統(tǒng)。 I/O 點(diǎn)數(shù)分配 合理選用滿足設(shè)備要求點(diǎn)數(shù)的 PLC，減少不必要的浪費(fèi)。手爪抓取工件時(shí)應(yīng)具有迅速性、 靈活性、準(zhǔn)確性和可靠性。機(jī)械手在 X、 Y、Z 這三個(gè)方向上作的都是直線運(yùn)動(dòng)，其結(jié)構(gòu)基本上是由驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和導(dǎo)向裝置組成。 傳動(dòng)方式 本設(shè)計(jì)中機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)設(shè)備是步進(jìn)電機(jī)及其步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，所以機(jī)械手的位移和運(yùn)動(dòng)速度，可由電控系統(tǒng)發(fā)出脈沖信號(hào)數(shù)量及脈沖信號(hào)頻率來控制。螺線管線圈通電時(shí)將產(chǎn)生磁力，推動(dòng)其鐵心心子運(yùn)動(dòng)，通過齒輪機(jī)構(gòu)使輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)一角度，通過抗旋轉(zhuǎn)齒輪使輸出轉(zhuǎn)軸保持在新的 工作位置；線圈再通電，轉(zhuǎn)軸又轉(zhuǎn)動(dòng)一角度，依次進(jìn)行步進(jìn)運(yùn)動(dòng)。這種步進(jìn)電動(dòng)機(jī)步矩角可做到 1176。 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)的矩頻特性要能滿足機(jī)械負(fù)載，并有一定的余量保證其運(yùn)行可靠。 選擇步進(jìn)電機(jī)需要進(jìn)行以下計(jì)算： 1)計(jì)算齒輪的減速比，根據(jù)所要求脈沖當(dāng)量，齒輪減速比 i 計(jì)算如下： ???360Si ? （ 21） 式中 : φ 步進(jìn)電 機(jī)的步距角（ o/脈沖） S 絲桿螺距（ mm) Δ (mm/脈沖） 2)計(jì)算工作臺(tái)，絲桿以及齒輪折算至電機(jī)軸上的慣量 tJ 。一般來說， fM 與 tM 之和應(yīng)小于（ ～ ) maxM 。 2）交流伺服原理，雙極性橫流細(xì)分驅(qū)動(dòng)。 輔助系統(tǒng) 原點(diǎn)定位及超程保護(hù) 為保證機(jī)械手重復(fù)定位精度，對(duì)機(jī)械手每工作循環(huán)提出返回原點(diǎn)校零位要求。同時(shí)要注意和現(xiàn)場(chǎng)的工程管理人員、工程技術(shù)人員、現(xiàn)場(chǎng)操作人員緊密配合，擬定控制方案，共同解決設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)問題和疑難問題。這就要求在選擇 PLC、輸入 /輸出模塊、 I/O 點(diǎn)數(shù)和內(nèi)存容量時(shí)，要適當(dāng)留有裕量，以滿足今后生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進(jìn)。 7)調(diào)試過程結(jié)束，整理技術(shù)資料，投入使用。 4）晶體管響應(yīng)速度快于繼電器 繼電器輸出型原理是 PLC 驅(qū)動(dòng)繼電器線圈，令觸點(diǎn)吸合，使外部電源通過閉合的觸點(diǎn)來驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載，其開路漏電流為零，響應(yīng)時(shí)間慢（約 10ms），主要是來控制開關(guān)量。其確定依據(jù)是將與 PLC 相連的全部輸入、輸出器件根據(jù)所需的電壓、電流的大小和種類分別統(tǒng)計(jì)，考慮將來發(fā)展的需要再相應(yīng)增加 10％～ 15％ 的余量。通過 本次設(shè)計(jì)，可以根據(jù)工件的變化及運(yùn)動(dòng)流程的要求隨時(shí)更改相關(guān)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械手控制系統(tǒng)的不同工作需求，機(jī)械手控制系統(tǒng)具有了很大的靈活性和可操作性。作為一個(gè)本科生的畢業(yè)設(shè)計(jì)， 經(jīng)驗(yàn) 的匱乏，難免有許多考慮不周全之處，望給予指導(dǎo)，得到更大的提高。 。陳