【正文】 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(jìn)行系統(tǒng)調(diào)整。9) 上升到位后，夾手回轉(zhuǎn)、底盤回轉(zhuǎn)。目前機(jī)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(jī)械擋塊定位)系統(tǒng)組成?；蛘叽_定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。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。為適應(yīng)生產(chǎn)工藝不斷更新的需要，美國通用汽車公司（GM）對(duì)控制系統(tǒng)提出要 求為：（1）能替代各種繼電器、定時(shí)器、接觸器及其主令電器等按一定的邏輯關(guān)系用導(dǎo)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(jià)格低廉， 能夠滿足生產(chǎn)工藝改動(dòng)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(biāo)準(zhǔn)），輸出能直接驅(qū)動(dòng)繼電器和電磁閥；（4）抗電磁干擾強(qiáng)；（5）具有數(shù)據(jù)通信功能。機(jī)械手是在早期出現(xiàn)的古代機(jī)器人基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，機(jī)械手研究始于20世紀(jì)中期，隨著計(jì)算機(jī)和自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，特別是1946年第一臺(tái)數(shù)字電子計(jì)算機(jī)問世以來，計(jì)算機(jī)取得了驚人的進(jìn)步，向高速度、大容量、低價(jià)格的方向發(fā)展。機(jī)械工業(yè)的發(fā)展中，機(jī)械手已經(jīng)廣泛應(yīng)用在各種自動(dòng)化生產(chǎn)線上。 PLC。機(jī)械手一般為三類：一是不需要人工控制的通用型機(jī)械手?？梢詫?shí)現(xiàn)非常復(fù)雜的控制功能。PLC通電后，需要對(duì)硬件和軟件作一些初始化工作。(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(diǎn)。圖21 機(jī)械手的結(jié)構(gòu)示意圖 機(jī)械手運(yùn)行的工藝過程 分析工藝過程：機(jī)械手的初始位置停在原點(diǎn)，按下啟動(dòng)后按扭后，完成一個(gè)工作周期。 沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第三章 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)第三章 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)在確定設(shè)計(jì)方案之后，根據(jù)需要實(shí)現(xiàn)的功能以及整個(gè)系統(tǒng)的性價(jià)比對(duì)PLC和電氣元器件進(jìn)行選型，設(shè)計(jì)機(jī)械手電氣控制系統(tǒng)。3本課題用到的是兩相步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器來完成的步進(jìn)驅(qū)動(dòng)，PLC無法直接驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)，所以PLC的輸出信號(hào)要先經(jīng)過驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行控制或者細(xì)分來使運(yùn)動(dòng)更加平穩(wěn)。 低壓斷路器低壓斷路器又稱自動(dòng)開關(guān)。具有最高可達(dá)10000步/轉(zhuǎn)的細(xì)分功能，細(xì)分可以通過撥動(dòng)開關(guān)設(shè)定，保證提供最好的運(yùn)行平穩(wěn)性能。PLC的供電線路應(yīng)與其他大功率用電設(shè)備或強(qiáng)干擾設(shè)備（如高頻爐、弧焊機(jī)等）分開。沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第四章 機(jī)械手控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)第四章 機(jī)械手控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)本章針對(duì)機(jī)械手控制系統(tǒng)的用戶程序進(jìn)行設(shè)計(jì)。 最大速度和啟動(dòng)/停止速度向?qū)⑻崾灸鷳?yīng)用程序的最大速度(MAX_SPEED)和啟動(dòng)/停止速度(SS_SPEED)。D_STOP (減速STOP)輸入量為一個(gè)布爾量輸入。參數(shù)Error包含指令的執(zhí)行結(jié)果。 n= 360/*32=12800個(gè) （41）步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)輪半徑為5cm，求得周長，式（42）。如圖56。自然科學(xué)版. [5] 文方,房弛,[6] [M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2003[7] [8] S7200可編程控制器系統(tǒng)手冊(cè)[M]，2003[9] [M].重慶：重慶大學(xué)出版社，2001[10] [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004[11] [M].北京：中國水利水電出版社， 2007[12] [M].北京：人民郵電出版社，2004[13] [M].北京:北京理工大學(xué)出版社，1988[14] 嚴(yán)學(xué)高，[M].南京:東南大學(xué)出版社，1992[15] [M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1987[16] [M].哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1995沈陽化工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 致謝致謝歷經(jīng)幾個(gè)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(xué)生活也即將劃上一個(gè)圓滿的句號(hào)。此外，還要感謝在百忙中不辭辛勞為我審批論文的領(lǐng)導(dǎo)和老師們。（4）對(duì)機(jī)械手進(jìn)行調(diào)試，完成機(jī)械手的整個(gè)運(yùn)動(dòng)周期。如圖54。參數(shù)Error包含指令的執(zhí)行結(jié)果。要保證該命令只發(fā)一次，使用邊沿檢測指令以脈沖觸發(fā)START參數(shù)接通。在程序中僅能使用該子程序一次，并保證每個(gè)掃描周期該子程序都被執(zhí)行。 I/O分配名稱地址輸入信號(hào)啟動(dòng)按鈕X軸伸出限位X軸回縮限位Y軸上升限位Y軸下降限位夾手旋轉(zhuǎn)限位夾手回轉(zhuǎn)限位底盤旋轉(zhuǎn)限位底盤回轉(zhuǎn)限位無工件檢測PTO0立即停止PTO0減速停止PTO1立即停止PTO1減速停止X軸原點(diǎn)接近開關(guān)Y軸原點(diǎn)接近開關(guān)X軸復(fù)位開關(guān)Y軸復(fù)位開關(guān)名稱地址 輸出信號(hào) 橫向脈沖縱向脈沖X軸電機(jī)正轉(zhuǎn)X軸電機(jī)反轉(zhuǎn)夾手電機(jī)旋轉(zhuǎn)夾手電機(jī)回轉(zhuǎn)底盤電機(jī)旋轉(zhuǎn)底盤電機(jī)回轉(zhuǎn)空氣壓縮機(jī)Y軸電機(jī)正轉(zhuǎn)Y軸電機(jī)反轉(zhuǎn) 編程設(shè)計(jì)思路選用順序控制的編程方式。系統(tǒng)接地方式有：浮地方式、直接接地方式和電容接地三種方式。但如果環(huán)境干擾較小，電壓降不大時(shí)，輸入接線可適當(dāng)長些。該P(yáng)LC具有24個(gè)數(shù)字量輸入點(diǎn)，16個(gè)數(shù)字量輸出點(diǎn)，擴(kuò)展模塊數(shù)量可達(dá)7個(gè)。 行程開關(guān)行程開關(guān)主要用于檢測工作機(jī)械的位置，發(fā)出命令以控制其運(yùn)動(dòng)方向或行程長短，行程開關(guān)也稱位置開關(guān)。177。 控制方案設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)主要是對(duì)機(jī)械手進(jìn)行有序的控制，提高搬運(yùn)工作的準(zhǔn)確性、安全性。本課題中的搬運(yùn)機(jī)械手控制系統(tǒng)應(yīng)具有如下功能：控制系統(tǒng)能夠根據(jù)PLC輸入的指令，準(zhǔn)確靈活的控制搬運(yùn)機(jī)械手，完成搬運(yùn)任務(wù)；控制系統(tǒng)能夠保證搬運(yùn)機(jī)械手針對(duì)生產(chǎn)任務(wù)的要求，能夠準(zhǔn)確完成貨物的搬運(yùn)，保證快速性和準(zhǔn)確性兼顧； 機(jī)械手基本結(jié)構(gòu)四軸構(gòu)成：橫向X軸；縱向Y軸；底盤旋轉(zhuǎn)軸；夾手旋轉(zhuǎn)軸。(4) CPU自診斷測試自診斷測試包括定期檢查CPU模塊的操作和擴(kuò)展模塊的狀態(tài)是否正常，將監(jiān)控定時(shí)器復(fù)位，以及完成一些別的內(nèi)部工作。各種模塊上均有運(yùn)行和故障 指示裝置，便于用戶了解運(yùn)行情況和查找故障。 PLC的定義國際電工委員會(huì)（International Electrical Committee）在1985年的PLC標(biāo)準(zhǔn)草案第3稿中，對(duì)PLC做了如下定義：可編程序控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。第一臺(tái)機(jī)械手是在1958年美國聯(lián)合控制公司研究制作出來的。該系統(tǒng)利用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)單位脈沖所具有的步進(jìn)距離不變的特點(diǎn)，對(duì)其采用開環(huán)點(diǎn)位控制，將整個(gè)運(yùn)動(dòng)視為折線運(yùn)動(dòng)，每一個(gè)動(dòng)作可視為運(yùn)動(dòng)程序相同、特征參數(shù)各異的點(diǎn)位相對(duì)運(yùn)動(dòng)。其中如何用PLC準(zhǔn)確的控制步進(jìn)電機(jī)的位置與速度將成為本次設(shè)計(jì)的難點(diǎn)。結(jié)構(gòu)是：主機(jī)安裝一個(gè)回轉(zhuǎn)長臂，長臂頂端有電磁抓放機(jī)構(gòu)。它采用一類可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算,順序控制，定時(shí)，計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入、輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。 PLC的工作原理可編程序控制器有兩種基本的工作狀態(tài)，即運(yùn)行（RUN）狀態(tài)與停止（STOP）狀態(tài)。(5) 輸出刷新階段在輸出刷新階段，CPU按照I/O映像區(qū)內(nèi)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)和狀態(tài)刷新所有的數(shù)據(jù)鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動(dòng)響應(yīng)的外設(shè)。機(jī)械手結(jié)構(gòu)如下圖21所示，有氣控機(jī)械手、XY軸絲杠組、底盤機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)夾手等組成。 主要由S7200PLC來進(jìn)行控制，通過步進(jìn)電機(jī)，直流減速電機(jī)，電磁閥來控制搬運(yùn)機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)。5%相電流（A）保持扭矩（Nm）阻尼扭矩（Nm）相電阻（Ω）177。行程開關(guān)按結(jié)構(gòu)分為機(jī)械結(jié)構(gòu)的接觸式有觸電行程開關(guān)和電氣結(jié)構(gòu)的非接觸式接近開關(guān)。CPU內(nèi)置了2個(gè)高速脈沖發(fā)生器。 （2）輸入、輸出線不能用同一根電纜，輸入、輸出線要分開。對(duì)PLC控制系統(tǒng)而言，它屬高速低電平控制裝置，應(yīng)采用直接接地方式。編程中的最大難點(diǎn)是如何來實(shí)現(xiàn)PLC對(duì)步進(jìn)電機(jī)的控制。I_STOP (立即STOP)輸入量為一個(gè)布爾量輸入。包絡(luò)參數(shù)包含該移動(dòng)包絡(luò)的號(hào)碼或符號(hào)名。圖44 PTOx_MAN 步進(jìn)電機(jī)脈沖數(shù)的計(jì)算解決了PLC對(duì)步進(jìn)電機(jī)的控制問題以后，接下需要考慮的是具體脈沖數(shù)計(jì)算問題。