【正文】 在論文的寫作過程中，也得到了許多同學的寶貴建議，同時還到許多在實習過程中結識的同事們的支持和幫助，在此一并致以誠摯的謝意。 其次感謝大學四年以來的每一位授課老師。 杜君文 , 程國全 . 數(shù)控技術 [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用技術 [M]. 北京 : 機械工業(yè)出版社出版 , 2021. 南通大學杏林學院畢業(yè)設計（論文） 42 致謝 幾個月的努力，本次畢業(yè)論文已經(jīng)接近尾聲。所以我人為繼續(xù)改進的方向主要有一下這幾點： 1)目前本課題運用的是步進電機的開環(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的閉環(huán)系統(tǒng)。同時，使用 PLC 進行控制可方便更改生產(chǎn)流程，增強控制功能。 2)普通無指定 I/O 點 的歸類分配。 I/O 點數(shù) I/O 點數(shù)是衡量可編程控制器規(guī)模大小的依據(jù)。 額定工作情況下，繼電器有動作次數(shù)壽命，晶體管只有老化沒有使用次數(shù)的限制。 3） 晶體管過載能力小于繼電器過載的能力 一般來說，存在沖擊電流較大的情況時，晶體管過載能 力較小，需要降額更多。其適 輸出區(qū)別 如下： 1） 負載電壓、電流類型不同 負載類型：晶體管只能帶直流負載，而繼電器帶交、直流負載均可。先進行模擬調(diào)試，再進行現(xiàn)場聯(lián)機調(diào)試；先進行局部、分段調(diào)試，再進行整體、系統(tǒng)調(diào)試。 3)確定 PLC 的 I/O 點數(shù)，選擇 PLC 機型。 4. 適應發(fā)展的需要 由于技術的不斷發(fā)展，控制系統(tǒng)的要求也將會不斷地提高，設計時要適當考慮到今后控制系統(tǒng)發(fā)展和完善的需要。例如：應該保證 PLC 程序不僅在正常條件下運行，而且在非正常情況下（如突然掉電再上電、按鈕按錯等），也能正常工作。這就要求設計人員在設計前就要深入現(xiàn)場進行調(diào)查研究，收集控制現(xiàn)場的資料，收集相關先進的國內(nèi)、國外資料。圖 就是其一個方向的運動示意圖。 圖 步進電機驅動器實物圖 本驅動器細分數(shù)及相電流設定：本驅動器是用驅動器上的撥 盤開關來設定細分數(shù)及相位電流的，根據(jù)版面的標注即可：請你在控制器頻率允許的情況下，盡量選用高細分數(shù)這樣的電機運行更加平穩(wěn)，所以在 X、 Y、 Z 方向上使用最大的細分數(shù)每轉 10000 步，具體設置方法請參考表 和表 ：（ ON=0， OFF=1） 表 步進電機步數(shù)設定說明 步數(shù)設定 1234 位 每轉步數(shù) 步距角 0000 400 0001 500 0010 600 0011 800 南通大學杏林學院畢業(yè)設計（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 步進電機電流設定說明 電流設定（設定在 OFF 位置有效） 7 位 8 位 9 位 10 位 所有撥盤 710 位都在 OFF 位置時電流最大 本設計中步進電機驅動器的外部接線圖如圖 所示。 南通大學杏林學院畢業(yè)設計（論文） 10 5）過壓，過流，短路，溫度保護 6）所有輸入信號都經(jīng)過光電隔離。其驅動器特點如下： 1） AC80V220V 交流供電，能適應惡劣的電網(wǎng) 環(huán)境。絲杠螺母傳動： ???????? ?? bTFtiT ??21折 （ mN? ） （ 28） mgFF ??? 0 （ N） （ 29） 步進電機驅動器的選擇原則，確?？刂破鬏敵鲱l率足夠高的情況下，盡量使用高細分數(shù)。負載力矩可按（ 25）和（ 26）計算，電機在最大進給速度時，由矩頻特性決定的電機輸出力矩要大于 fM 與 tM 之和，并留有余量?？刂齐姍C的啟動頻率與負載轉矩和慣量有很大關系，其估算公式為： 南通大學杏林學院畢業(yè)設計（論文） 9 21011?????????????????mtitfqqJJMMMff （ 27） 式中： qf 帶載起動頻率（ Hz） 0qf 空載起動頻率（ Hz） iM 起動頻率下由矩頻特性決定的電機輸出力矩（ mN? ) 若負載參數(shù)無法精確確定，則可按 021qq ff ? 進行估算。 選擇功率步進電機時，應當估算機械負載的負載慣量和設備要求的啟動頻率，使之與步進電機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的需要。 選擇步進電機時，應使步距角和機械系統(tǒng)匹配，這樣可以得到設備所需的脈沖當量。 選擇步進電機時，首先要保證步進電機的輸出功率大于負載所需的功率。 永磁感應子式步進電動機又稱混合式步進電動機。 反應式步進電動機在定、轉子鐵心的內(nèi)外表面上設有按一定規(guī)律分布的相近齒槽，利用這兩 種齒槽相對位置變化引起磁路磁阻的變化產(chǎn)生轉矩。 A 相繞組通電時，轉子磁鋼將轉向該相繞組所確定的磁場方向 。 (1)機電式步進電動機由鐵心、線圈、齒輪機構等組成。當步進驅動器接收到一個脈沖信號，它就驅動步進電機按設定的方向轉動一個固定的角度 (稱 為“步距角” )，它的旋轉是以固定的角度一步一步運行的。 為滿足設計要求，所以 Y、 Z 方向優(yōu)先選用絲杠螺母機構， X 方向 選用齒輪齒條機構。矩形、梯形螺紋結構，因傳動力大，應用廣泛。 傳動系統(tǒng) 傳動定位機構 本設計中機械手主要做三個方向上的運動前后 (X)、左右 (Y)和上下 (Z)。手爪的抓放動作由通過氣缸的伸縮來實現(xiàn)。可根據(jù)夾持對象的形狀和大小配備多種形狀和尺寸的夾頭，以適應操作。 (2)自動程序 —— 當切換到自動運行狀態(tài)時，機械手可以自動的進行動作，自動的對工字輪進行搬運、裝卸、和安放。 PLC 選擇 保證設計所需的指令、 I/O 點數(shù)、電壓及輸出方式的要求，選擇質優(yōu)、價廉、廣泛應用的產(chǎn)品以降低總設計成本為主要目的，所以選擇臺達的 PLC。 (2）行程限位保護 —— 采用接近開關作為限位信號，實現(xiàn)限位控制。 （ 2）傳動機構 —— 機械手臂 Z 軸和 Y 軸采用滾珠絲杠螺母傳動， X 軸采用的是齒輪傳動。 主要研究內(nèi)容及需要解決的關鍵問題和思路 課題研究內(nèi)容 本課題研究任務：實現(xiàn)機械手在鋼絲繩生產(chǎn)線中，埝股車臺上“工”字輪的裝卸、互換和搬運的動作，來代替工人進行單調(diào)持久地搬移裝卸動作。配套齊全， 功能完善，適用性強 。更重要的是能夠使同一設備經(jīng)過改變程序從而改變生產(chǎn)過程。它接口容易，編程語言容易為工程技術人員所接受。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)運算能力，可用于各種南通大學杏林學院畢業(yè)設計（論文） 2 控制領域。此外， PLC 帶有硬件故障自我檢測功能，出現(xiàn)故障時可及時發(fā)出警報信息。它采用的是可編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術運算等操作指令，并能通過數(shù)字量或模擬量的輸入和輸出，控制各種類型的機械手進行工業(yè)生產(chǎn)。就傳統(tǒng)繼電器控制的機械手而言，因其控制裝置落后、接線復雜、易受干擾、穩(wěn)定性差、維修困難等劣勢，逐步退 出了歷史舞臺。該設備可以應用 于鋼絲繩制造自動化生產(chǎn)線中的捻股車上的機械手的運用，實現(xiàn)工字輪在轉筒內(nèi)的裝卸、和搬運。該機械手控制系統(tǒng)在實際運行中能夠可靠穩(wěn)定運行。而本文研究的目的主要從降低工人勞動強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，設計適合于本行業(yè)的機械手控制系統(tǒng)。 － 理解課題設計思想，熟悉 PLC 的機械手控制系統(tǒng)的原理，撰寫開題報告提出機械手系統(tǒng)設計的基本功能和架構 － 開始進行對 PLC 的機械手控制系統(tǒng)的深入研究 3 月 17 日 ~3 月 30日完成開題答辯 － 畢業(yè)設計中期檢查。 參 考 文 獻 [1] 郁漢琪 .電 氣控制與可編程控制器應用技術 [M].南京 :東南大學出版社， 2021 [2] 張毅 .自動檢測技術及儀表控制系統(tǒng) [M].北京 :化學工業(yè)出版社， 2021 [3] 康華光 .電子技術（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 .自動控制原理 [M].北京 :科學出版社， 2021 [6] 周澤魁 .控制儀表與計算機控制裝置 [M].北京 :化工工業(yè)出版社， 2021 [7] 凌志浩 .智能儀表原理與設計技術 [M].上海 :華東理工大學出版社， 2021 [8] 李寧 , 劉啟新 . 電機自動控制系統(tǒng) [M]. 北京 : 機 械工業(yè)出版社出版 , 2021 [9] 齊占慶 . 機床電氣控制技術 [M]. 北京 : 機械工業(yè)出版社出版 , 2021 [10] 程子華 . PLC 原理與編程實例分析 [M]. 北京 : 國防工業(yè)出版社出版 , 2021 [11] 秦曾煌 . 電工學電子技術 [M]. 第六版 , 北京 : 高等教育出版社出版 , 2021 [12] 張建民 . 機電一體化系統(tǒng)設計 [M]. 北京 : 北京理工大學出版社 , 2021 [13] 陸祥生 , 楊秀蓮 . 機械手理論及應用 [M]. 北京 : 中國鐵道出版社出版 , 1985 [14] 白傳悅 , 裝配機械手 PLC 控制系統(tǒng) [J]. 機械制造行業(yè)用 ,2021,5(48),134~136 [15] 王永章184。從而降低工人的勞動強度，提高生產(chǎn)效率。 課題來源是指： ， ， 3. 其他。而本文研究的目的主要從降低工人勞動強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，設計適合于本行業(yè)的機械手控制系統(tǒng)。除了文中特別加以標注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已發(fā)表或撰寫過的研究成果。 參與同一工作的其他同志對本研究所做的任何貢獻均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。 主要工作內(nèi)容包括：了解鋼絲繩生產(chǎn)工藝流程，具體工序的實施步驟和技術要求，從而為后期的機械手系統(tǒng)軟硬件設計 與選型奠定基礎。 課題類別是指： ， 。研究中的幾 個關鍵點包括：機械手的精確定位、機械手的動作模式以及機械手系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性與可靠性等。 杜君文 , 程國全 . 數(shù)控技術 [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用技術 [M]. 北京 : 機械工業(yè)出版社出版 , 2021. 本課題必須完成的任務 熟練掌握基本定位控制系統(tǒng)的設計架構； 設計出適合鋼絲繩行業(yè)工況的機械手控制系統(tǒng)。 4 月 27 日前 完成中