機(jī)械手的設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文(編輯修改稿)
2025-08-23 08:25 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 個(gè)內(nèi)置 PTO/PWM 發(fā)生器，用以建立高速脈沖串（PTO）或脈寬調(diào)節(jié)（PWM）信號波形。一個(gè)發(fā)生器指定給數(shù)字輸出點(diǎn) ，另一個(gè)發(fā)生器指定給數(shù)字輸出點(diǎn) 。當(dāng)組態(tài)一個(gè)輸出為 PTO 操作時(shí)，生成一個(gè) 50%占空比脈沖串用于步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的速度和位置的開環(huán)控制。內(nèi)置 PTO 功能提供了脈沖串輸出，脈沖周期和數(shù)量可由用戶控制。但應(yīng)用程序必須通過 PLC 內(nèi)置 I/O 提供方向和限位控制。為了簡化用戶應(yīng)用程序中位控功能的使用，STEP7Micro/WIN 提供的位控向?qū)Э梢詭椭脩粼诤芏痰臅r(shí)間內(nèi)全部完成 PWM、PTO 或位控模塊的組態(tài)。向?qū)Э梢陨晌恢弥噶?，用戶可以用這些指令在其應(yīng)用程序中為速度和位置提供動態(tài)控制。開環(huán)位控用于步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的基本信息借助位控向?qū)ЫM態(tài) PTO 輸出時(shí)，需要用戶提供一些基本信息，逐項(xiàng)介紹如下： 最大速度（MAX_SPEED）和啟動/停止速度（SS_SPEED）圖 36 是這兩個(gè)概念的示意圖。MAX_SPEED 是允許的操作速度的最大值，它應(yīng)在電機(jī)力矩能力的范圍內(nèi)。驅(qū)動負(fù)載所需的力矩由摩擦力、慣性以及加速/減速時(shí)間決定。圖 36 最大速度和啟動/停止速度示意SS_SPEED 的數(shù)值應(yīng)滿足電機(jī)在低速時(shí)驅(qū)動負(fù)載的能力，如果 SS_SPEED 的數(shù)值過低，電機(jī)和負(fù)載在運(yùn)動的開始和結(jié)束時(shí)可能會搖擺或顫動。如果 SS_SPEED 的數(shù)值過高，電機(jī)會在啟動時(shí)丟失脈沖，并且負(fù)載在試圖停止時(shí)會使電機(jī)超速。通常，SS_SPEED 值是 MAX_SPEED 值的 5%至 15%。加速時(shí)間 ACCEL_TIME：電機(jī)從 SS_SPEED 速度加速到 MAX_SPEED速度所需的時(shí)間。減速時(shí)間 DECEL_TIME：電機(jī)從 MAX_SPEED 速度減速到 SS_SPEED速度所需要的時(shí)間。圖 37 加速和減速時(shí)間加速時(shí)間和減速時(shí)間的缺省設(shè)置都是 1000 毫秒。通常，電機(jī)可在小于 1000 毫秒的時(shí)間內(nèi)工作。參見圖 37。這 2 個(gè)值設(shè)定時(shí)要以毫秒為單位。電機(jī)的加速和失速時(shí)間通常要經(jīng)過測試來確定。開始時(shí)，應(yīng)輸入一個(gè)較大的值。逐漸減少這個(gè)時(shí)間值直至電機(jī)開始失速，從而優(yōu)化應(yīng)用中的這些設(shè)置。 移動包絡(luò)一個(gè)包絡(luò)是一個(gè)預(yù)先定義的移動描述，它包括一個(gè)或多個(gè)速度，影響著從起點(diǎn)到終點(diǎn)的移動。一個(gè)包絡(luò)由多段組成，每段包含一個(gè)達(dá)到目標(biāo)速度的加速/減速過程和以目標(biāo)速度勻速運(yùn)行的一串固定數(shù)量的脈沖。位控向?qū)峁┮苿影j(luò)定義界面，應(yīng)用程序所需的每一個(gè)移動包絡(luò)均可在這里定義。PTO 支持最大 100 個(gè)包絡(luò)。定義一個(gè)包絡(luò)，包括如下幾點(diǎn)：①選擇操作模式；②為包絡(luò)的各步定義指標(biāo)。③為包絡(luò)定義一個(gè)符號名。選擇包絡(luò)的操作模式：PTO 支持相對位置和單一速度的連續(xù)轉(zhuǎn)動兩種模式，如圖 38 所示，相對位置模式指的是運(yùn)動的終點(diǎn)位置是從起點(diǎn)側(cè)開始計(jì)算的脈沖數(shù)量。單速連續(xù)轉(zhuǎn)動則不需要提供終點(diǎn)位置，PTO 一直持續(xù)輸出脈沖，直至有其他命令發(fā)出，例如到達(dá)原點(diǎn)要求停發(fā)脈沖。圖 38 一個(gè)包絡(luò)的操作模式一個(gè)步是工件運(yùn)動的一個(gè)固定距離，包括加速和減速時(shí)間內(nèi)的距離。PTO 每一包絡(luò)最大允許 29 個(gè)步。每一步包括目標(biāo)速度和結(jié)束位置或脈沖數(shù)目等幾個(gè)指標(biāo)。 39 圖所示為一步、兩步、三步和四步包絡(luò)。注意一步包絡(luò)只有一個(gè)常速段，兩步包絡(luò)有兩個(gè)常速段，依次類推。步的數(shù)目與包絡(luò)中常速段的數(shù)目一致。圖 39 包絡(luò)的步數(shù)示314 PLC程序編寫 PLC的選型和I/O接線輸送單元所需的 I/O 點(diǎn)較多。其中，輸入信號包括來自按鈕/指示燈模塊的按鈕、開關(guān)等主令信號，各構(gòu)件的傳感器信號等；輸出信號包括輸出到抓取機(jī)械手裝置各電磁閥的控制信號和輸出到伺服電機(jī)驅(qū)動器的脈沖信號和驅(qū)動方向信號；此外尚須考慮在需要時(shí)輸出信號到按鈕/指示燈模塊的指示燈，以顯示本單元或系統(tǒng)的工作狀態(tài)。由于需要輸出驅(qū)動伺服電機(jī)的高速脈沖，PLC 應(yīng)采用晶體管輸出型?；谏鲜隹紤]，選用西門子 S7226 DC/DC/DC 型 PLC，共 24 點(diǎn)輸入，16 點(diǎn)晶體管輸出。表 41 （見附錄）給出了 PLC 的 I/O 信號表。左右兩極限開關(guān) LK2 和 LK1 的動合觸點(diǎn)分別連接到 PLC 輸入點(diǎn) 和 。必須注意的是，LKLK1 均提供一對轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)，它們的靜觸點(diǎn)應(yīng)連接到公共點(diǎn) COM，而動斷觸點(diǎn)必須連接到伺服驅(qū)動器的控制端口 CNX5 的 CCWL（9 腳）和 CWL（8腳）作為硬聯(lián)鎖保護(hù)目的是防范由于程序錯(cuò)誤引起沖極限故障而造成設(shè)備損壞。接線時(shí)請注意晶體管輸出的 S7200 系列 PLC，供電電源采用 DC24V 的直流電源，與前面各工作單元的繼電器輸出的 PLC 不同。接線時(shí)也請注意，千萬不要把 AC220V 電源連接到其電源輸入端。 伺服電機(jī)驅(qū)動器參數(shù)設(shè)置表 42 伺服電機(jī)驅(qū)動器參數(shù)設(shè)置表序號參數(shù)設(shè)置值功能和含義參數(shù)編號參數(shù)名稱1Pr4行程限位禁止輸入無效設(shè)置2當(dāng)左或右限位動作，則會發(fā)生 Err38 行程限位禁止輸入信號出錯(cuò)報(bào)警。 設(shè)置此參數(shù)值必須在控制電源斷電重啟之后才能修改、寫入成功。2Pr20慣量比1678該值自動調(diào)整得到， 具體請參 AC 伺服電機(jī)驅(qū)動器使用說明書3Pr21實(shí)時(shí)自動增益設(shè)置1實(shí)變化事自動調(diào)情況很整小為。 常規(guī)模式，運(yùn)行時(shí)負(fù)載慣量的序號參數(shù)設(shè)置值功能和含義參數(shù)編號參數(shù)名稱4Pr22實(shí)時(shí)自動增益的機(jī)械剛性選擇1此參數(shù)值設(shè)得很大，響應(yīng)越快。5Pr41指令脈沖旋轉(zhuǎn)方向設(shè)置1指令脈沖 + 指令方向。設(shè)置此參數(shù)值必須在控制電源斷電重啟之后才能修改、 寫入成功。6Pr42指令脈沖輸入方式37Pr4B指令脈沖分倍頻分母6000如果一圈所需pr48的指或 pr49=0令脈沖數(shù)， pr4B 即可設(shè)為電機(jī)每轉(zhuǎn) 編寫和調(diào)試PLC控制程序主程序清單如主程序梯形圖所示圖 43 主程序梯形圖 初態(tài)檢查復(fù)位子程序和回原點(diǎn)子程序系統(tǒng)上電且按下復(fù)位按鈕后，就調(diào)用初態(tài)檢查復(fù)位子程序，進(jìn)入初始狀態(tài)檢查和復(fù)位操作階段，目標(biāo)是確定系統(tǒng)是否準(zhǔn)備就緒，若未準(zhǔn)備就
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