【正文】 章 模擬調(diào)試 27 圖 56 文件打開圖 點擊綠色三角號運行。 圖 52 文件保存圖 保存打開 S7200仿真軟件，點擊“ SIEMENS”，在“ CPU type”中選擇 CPU226。 L=*50=157 mm （ 42） 電動機所需轉(zhuǎn)的圈數(shù) ,式（ 43）。對于超出該范圍的 Speed參數(shù)值，速度將限定為啟動 /停止速度或最大速度。 圖 43 PTOx_RUN PTOx_MAN 子程序 如圖 44。確保 EN位保持接通，直至 Done位指示該子程序已完成。當 輸入為低電平時， PTO功能正常操作。 沈陽化工大學學士學位論文 第四章 機械手控制系統(tǒng)程序設(shè)計 21 如圖 42。驅(qū)動負載所需的力矩由摩 擦力、慣性以及加速 /減速時間決定。 機械手運動示意圖 A點 B點 圖 41 機械手運動過程示意圖 如圖 41，為機械手運動過程示意圖。 設(shè)計任務及要求 通過機械手搬運，把物料從取物點 A搬運到放物點 B。 接地 正確選擇接地點，完善接地系統(tǒng)接地的目的通常有兩個，其一為了安全，其二是為了抑制干擾。為了提高整個系統(tǒng)的抗干擾能力，可編程序控制器供電回路一般可采用隔離變壓器、交流穩(wěn)壓器、晶體管開關(guān)電源等。 S7200 PLC 、 ，回轉(zhuǎn)的控制端。輸出相電流可以通過驅(qū)動器上的相應撥碼開關(guān)進行設(shè)定。它串聯(lián)在電路中，當電路發(fā)生短路或嚴重過載時，如流過熔體的電流過大，它本身產(chǎn)生的熱量將使熔體熔化而自動分斷電路。它是按規(guī)定條件，對配電電路，電動機或其他用電設(shè)備實行不頻繁通斷操作，線路切換，自動分斷電路的開關(guān)電器，這種開關(guān)相當于刀開關(guān)，熔斷器，熱繼電器和 欠電壓繼電器的組合，并具有良好的滅弧性能，所以它是低壓配電系統(tǒng)中的主要電器元件，作為線路及電源設(shè)備過載，欠電壓及短路保護用。它具有體積小，可靠性高，檢測精度高和響應速度快等優(yōu)點。 步進電機驅(qū)動 Kinco174。而且它可開環(huán)位置控制，輸入一個脈沖信號就得到一個規(guī)定的位置增量，這樣的所謂增量位置控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)的直流伺服系統(tǒng)相比，其成本明顯降低，幾乎不必進行系統(tǒng)調(diào)整。 PLC 的選型及參數(shù) 我選取 PLC的是 ： S7200系列是一類可編程邏輯控制器（ Micro PLC）。 9) 上升到位后，夾手回轉(zhuǎn)、底盤回轉(zhuǎn)。 工作過程的描述： 1) 按下起動按鈕系統(tǒng)開始運行。目前機械手的 控制系統(tǒng)一般由程序控制系統(tǒng)和電氣定位 (或機械擋塊定位 )系統(tǒng)組成。用立即 I/O 指令讀輸入點的值時，相 應的輸入過程映像寄存器的值未被更新?；蛘叽_定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。為了使 PLC 的輸出及時地響應各種輸入信號，初始化后 PLC 要反復不停地分階段處理各種不同任務，這種周而復始的循環(huán)工作方式稱為掃描工作方式。 PLC 的配線比繼電器控制系統(tǒng)的配線少得多，可以節(jié)省大量的配線和附件。與相同功能的繼電器控制系統(tǒng)相比，具有很高的性能價格比。為適應生產(chǎn)工藝不斷更新的需要，美國通用汽車公司（ GM）對控制系統(tǒng)提出要 求為：（ 1）能替代各種繼電器、定時器、接觸器及其主令電器等按一定的邏輯關(guān)系用導線連接起來的控制系統(tǒng)，既傳統(tǒng)的繼電－接觸器控制，它簡單易懂，價格低廉， 能夠滿足生產(chǎn)工藝改動頻繁的需要；（ 2）編程簡單；（ 3）模塊式結(jié)構(gòu)；輸入、輸出 電壓是交流 115V（美國標準），輸出能直接驅(qū)動繼電器和電磁閥；（ 4）抗電磁干擾強；（ 5）具有數(shù)據(jù)通信功能。它是不屬于其他主機的獨立裝置，可以根據(jù)任務需要編制獨立程序完成各項規(guī)定操作。機械手是在早期出現(xiàn)的古代機器人基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，機械手研究始于 20 世紀中期，隨著計算機和自動化技術(shù)的發(fā)展，特別是 1946 年第一臺數(shù)字電子計算機問世以來，計算機取得了驚人的進步，向高速度、大容量、低價格的方向發(fā)展。 步進電機 。 機械工業(yè)的發(fā)展中，機械手已經(jīng)廣泛應用在各種自動化生產(chǎn)線上。尤其是近幾年來， PLC 的成本下降，功能又不斷增強，在國內(nèi)外已被廣泛應用于各個行業(yè)，已經(jīng)與工業(yè)生產(chǎn)完美的結(jié)合在一起。 PLC。 機械手的發(fā)展 機 械手控制系統(tǒng)是伴隨著機械手的發(fā)展而進步的。 機械手一般為三類：一是不需要人工控制的通用型機械手。 PLC 的發(fā)展概況 PLC 是在激烈的市場競爭中產(chǎn)生的， 20 世紀 60年代末，美國汽車制造業(yè)競爭激烈?？梢詫崿F(xiàn)非常復雜的控制功能。 體積小，能耗低 小型的 PLC 體積僅相當于幾個繼電器大小，因此可將開關(guān)柜的體積縮小到原來的1/21/10。 PLC 通電后，需要對硬件和軟件作一些初始化工作。并對控制線路進行邏輯運算，并以此刷新該邏輯線圈或輸出線圈在系統(tǒng) RAM 存儲區(qū)中對應位的狀態(tài)。 (7) 立即 I/O 處理 在子程序執(zhí)行中使用立即 I/O 指令可以直接存取 I/O點。 沈陽化工大學學士學位論文 第二章 機械手控制系統(tǒng)設(shè)計方案 6 第二章 機械手控制系統(tǒng)方案設(shè)計 控制系統(tǒng)支配著機械手按規(guī)定的要求運動。 沈陽化工大學學士學位論文 第二章 機械手控制系統(tǒng)設(shè)計方案 7 圖 21 機械手的結(jié)構(gòu)示意圖 機械手運行的工藝過程 分析工藝過程： 機械手的初始位置停在原點，按下啟動后按扭后，完成一個工作周期。 8) 到達指定位置后，夾手張開，縱軸上升。 機械手 電氣 控制柜 沈陽化工大學學士學位論文 第三章 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計 9 第三章 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計 在確定設(shè)計方案之后，根據(jù)需要實現(xiàn)的功能以及整個系統(tǒng)的性價比對 PLC和電氣元器件進行選型，設(shè)計機械手電氣控制系統(tǒng)。它本身就是一個完成數(shù)字 /模擬轉(zhuǎn)換的執(zhí)行組件。 3 本課題用到的是兩相步進驅(qū)動器來完成的步進驅(qū)動， PLC 無法直接驅(qū)動步進電機，所以 PLC 的輸出信號要先經(jīng)過驅(qū)動器進行控制或者細分來使運動更加平穩(wěn)。 表 34 JZ11技術(shù)參數(shù) 型號 吸引線圈額定電壓（ V） 吸引線圈消耗功率（ W） 觸點額定電流（ A） 觸點數(shù)量 JZ11 直流 1 2 4 1220 直流 5 動合 動斷 6 2 4 4 2 6 光電開關(guān) 光電開關(guān)是利用物體對光束的遮蔽，吸收或反射作用，對物體的位置，形狀和標志符號等進行無接觸檢測。 低壓斷路器 低壓斷路器又稱自動開關(guān)。 熔斷器 熔斷器是低壓電路及電動機控制電路中一種最簡單而有效地短路保護電器，應用十分廣泛。具有最高可達 10000步 /轉(zhuǎn)的細分功能，細分可以通過撥動開關(guān)設(shè)定，保證提供最好的運行平穩(wěn)性能。 圖 35 PLC輸入信號回路 機械手輸出信號回路 PLC輸出信號原理圖 ,如圖 36所示通過 S7200PLC的 、 X軸電機 正反沈陽化工大學學士學位論文 第三章 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計 16 轉(zhuǎn)， 、 Y軸電機正反轉(zhuǎn)。 PLC 的供電線路應與其他大功率用電設(shè)備或強干擾設(shè)備（如高頻爐、弧焊機等）分開。該接線端可為輸入及傳感器（如光電開關(guān)或接近開關(guān)）提供直流 24V 電源。對設(shè)計任務要求、 I/O分配、編程設(shè)計思路、 PTO各個子程序、步進電機脈沖數(shù)的計算進行逐一介紹。 自動運行調(diào)試：依次實現(xiàn)伸出及下降 —— 加緊工件 —— 上升 —— 底盤旋轉(zhuǎn)、夾手旋轉(zhuǎn) —— 再下降 —— 放松工件 —— 再上升 —— 夾手回轉(zhuǎn)、底盤回轉(zhuǎn) —— 回縮動作。 MAX_SPEED：在電機力矩能力范圍內(nèi)，輸入應用中最佳操作速度的數(shù)值。 PTOx_CTRL 子程序 “ PTOx_”，其中 x表示通道編號 (x=0時為 ， x=1時為 )。 D_STOP (減速 STOP)輸入量為一個布爾量輸入。 接通 EN位，使能該子程序。 沈陽化工大學學士學位論文 第四章 機械手控制系統(tǒng)程序設(shè)計 22 參數(shù) Error包含指令的執(zhí)行結(jié)果。 參數(shù) Speed決定 RUN使能時的速度。 n= 360/*32=12800 個 （ 41） 步進電動機驅(qū)動輪半 徑為 5cm，求得周長，式（ 42）。 圖 51 文件導出圖 導出為 AWL文件，保存到桌面：如圖 52。如圖 56。 本文通過設(shè)計基于 PLC 的控制系統(tǒng) ,來實現(xiàn)整個機械手的運動流程 ,經(jīng)過系統(tǒng)調(diào)試證明工作安全、可靠。自然科學版 . [5] 文方 ,房弛 ,陳芳 .基于 PLC的機械手控制設(shè)計 .機床電器 [6] 王永華等 .現(xiàn)代電氣控制及 PLC 應用技術(shù) [M].北京：北京航空航天大學出版社，2021 [7] 鄭萍 .現(xiàn)代電氣控制技術(shù) .重慶大學出版社 .2021 [8] SIEMENS 公司 .SIMATIC S7200 可編程控制器系統(tǒng)手冊 [M]， 2021 [9] 廖常初 .可編程控制器的編程方法與工業(yè)應用 [M].重慶：重慶大學出版社， 2021 [10] 張進秋 .可編程控制器原理及應用實例 [M].北京：機械工業(yè)出版社， 2021 [11] 戴仙金等 .西門子 S7200 系列 PLC 應用與開發(fā) [M].北京：中國水利水電出版社， 2021 [12] 欽和 .可編程控制器應用技術(shù)與設(shè)計實例 [M].北京：人民郵電出版社， 2021 [13] 張建民 .工業(yè)機器人 [M].北京 :北京理工大學出版社， 1988 [14] 嚴學高，孟正大 .機器人原理 [M].南京 :東南大學出版社， 1992 [15] 鄭洪生 .氣壓傳動及控制 [M].北京 :機械工業(yè)出版社， 1987 [16] 吳振順 .氣壓傳動與控制 [M].哈爾濱 :哈爾濱工業(yè)大學出版社， 1995 沈陽化工大學學士學位論文 致謝 31 致謝 歷經(jīng)幾 個月的努力，隨著這篇本科 畢業(yè)論文 的最后落筆，我四年的大學生活也即將劃上一個圓滿的句號。尤其要感謝我的論文指導老師 —— xx 老師， 他嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W精神，精益求精的工作作風，深深地感染和