【正文】 附錄A接線圖：PLC輸入輸出接線圖附錄B梯形圖：附錄C仿真圖：38。這里我三次要感謝雷軍老師的指導(dǎo)，他體現(xiàn)出了一名優(yōu)秀指導(dǎo)老師的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)而且為人師表的姿態(tài)。設(shè)計(jì)者不才在設(shè)計(jì)中不免誰(shuí)遇到或多或少的困難，所幸得以在老師和同學(xué)的幫助下，我才可以真正的對(duì)一些知識(shí)得以了解。回首經(jīng)過(guò)將近三個(gè)月的設(shè)計(jì)過(guò)程，全賴(lài)以雷軍教導(dǎo)使得設(shè)計(jì)者有不小的收獲，也因個(gè)人愚鈍而付出了不少心力。本次設(shè)計(jì)凝聚著設(shè)計(jì)者的汗水，可是不是光憑我個(gè)人努力的產(chǎn)品，假若沒(méi)有雷軍老師對(duì)設(shè)計(jì)者的指引和贈(zèng)予，光憑設(shè)計(jì)者的愚智這個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)絕不能順利完成。在校期間參加畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中所學(xué)所得的知識(shí)必然將會(huì)對(duì)我未來(lái)的工作以及生活提供極大的幫助。致 謝這此設(shè)計(jì)為期三個(gè)月，在此期間我個(gè)人學(xué)到了許多平常沒(méi)機(jī)會(huì)接觸的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，理論與實(shí)踐相結(jié)合的能力得到了一定程度的提升，自學(xué)能力也得到了一定的加強(qiáng)，設(shè)計(jì)者本人能夠得到這些提升全得老師的細(xì)心指引和耐心培養(yǎng)。[8] 沈宇超等：射頻識(shí)別技術(shù)及其發(fā)展現(xiàn)狀[J]，電子技術(shù)應(yīng)用，1999。[6] 沈宇超等：射頻識(shí)別技術(shù)及其發(fā)展現(xiàn)狀[M]，電子技術(shù)應(yīng)用，1999。[4].何立民：?jiǎn)纹瑱C(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M]，北京，北京航空航天大學(xué)出版社,1995。[3] 鄔依林等：基于非接觸式IC卡收費(fèi)機(jī)的設(shè)計(jì)[J]。參考文獻(xiàn)[1] 金偉正等：基于非接觸式IC卡、考勤機(jī)的研究[J]，武漢工業(yè)學(xué)院，2001。因?yàn)樵O(shè)計(jì)者本人對(duì)編程軟件掌握的時(shí)間不夠長(zhǎng)所以有些不熟練，再設(shè)計(jì)軟件程序的過(guò)程之中有一些功能沒(méi)有能夠得到熟練地應(yīng)用并體現(xiàn)在設(shè)計(jì)之中。 通過(guò)設(shè)計(jì)這編寫(xiě)的設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)對(duì)于設(shè)計(jì)者在PLC的理解上有較好的輔助作用。于此同時(shí)，采取PLC進(jìn)行控制簡(jiǎn)化和優(yōu)化了生產(chǎn)流程，控制功能方面也得到了大幅度的提升和增強(qiáng)。不過(guò)這次設(shè)計(jì)讓我讓我學(xué)會(huì)了很多，并對(duì)PLC設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)更加成熟。這次設(shè)計(jì)幾乎說(shuō)有的難題都出現(xiàn)在調(diào)試的過(guò)程中。如沒(méi)有則改進(jìn)，并在改進(jìn)后重復(fù)以上步驟。2) 點(diǎn)擊工具欄中的“啟動(dòng)測(cè)試”的選項(xiàng)3) 待程序進(jìn)入運(yùn)行的狀態(tài)時(shí)候，點(diǎn)擊“監(jiān)視”4) 啟動(dòng)程序，開(kāi)始觀察梯形圖。并不自此討論有關(guān)實(shí)物的問(wèn)題。4圖16 “自動(dòng)”狀態(tài)梯形圖2圖14 “自動(dòng)”狀態(tài)梯形圖程序梯形圖如下：圖12 “自動(dòng)”狀態(tài)梯形圖在工作處于單步的時(shí)，X12作為常閉觸點(diǎn)處斷開(kāi)狀態(tài)，而且這時(shí)M6處于OFF狀態(tài)不允許步與步之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換；在處于連續(xù)工作方式的時(shí)候，X14處于ON，這時(shí)按下啟動(dòng)按鈕X16，會(huì)使表示連續(xù)動(dòng)作的M7處于開(kāi)啟狀態(tài)（ON）并鎖存。(四)“自動(dòng)”狀態(tài)流程圖圖11 流程圖（5） “自動(dòng)”狀態(tài)梯形圖在“返回原位”狀態(tài)下，“焊接”與“停止”動(dòng)作應(yīng)被停止，上限位未動(dòng)作時(shí)，應(yīng)進(jìn)行“上升”；上限位動(dòng)作時(shí)，“右行”動(dòng)作應(yīng)停止，并左行至左接觸開(kāi)關(guān)的位置等。為了安全，同一個(gè)電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)線圈不能同時(shí)接通，設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)了自鎖開(kāi)關(guān)，防止正反轉(zhuǎn)線圈同時(shí)接通使得電路短路。圖6 通用部分梯形圖1圖7 通用部分梯形圖2（二）手動(dòng)操作梯形圖 該設(shè)計(jì)在手動(dòng)操作方式的要求不需要任何較為復(fù)雜的順序控制，因而可以采取常規(guī)用的繼電器順序工作方式來(lái)設(shè)計(jì)梯形圖。處于非連續(xù)方式，則系統(tǒng)設(shè)定會(huì)將M7（表示連續(xù)工作狀態(tài))復(fù)位。假設(shè)此時(shí)M5處于OFF狀態(tài)，那么M0則會(huì)復(fù)位，這時(shí)初始步將不會(huì)為活動(dòng)步，而是進(jìn)入自動(dòng)連續(xù)步進(jìn)程序部分的工作方式工作，再是按啟動(dòng)按鈕也不會(huì)轉(zhuǎn)換到下一步的狀態(tài)，從而禁止了單步、單周期和連續(xù)工作方式的運(yùn)行。上限位開(kāi)關(guān)X右接觸開(kāi)關(guān)X4以及后限位開(kāi)關(guān)X7的常開(kāi)觸點(diǎn)和表示焊槍工作停止的Y6的常閉觸點(diǎn)構(gòu)成的串聯(lián)電路接通時(shí)，“起始點(diǎn)條件”輔助繼電器M5變?yōu)镺N。 PLC程序的設(shè)計(jì)改次設(shè)計(jì)的程序有四個(gè)部分組成，分別為：通用部分、復(fù)位部分、手動(dòng)部分、自動(dòng)連續(xù)步進(jìn)部分。 方案三：STL指令是由三菱制造商使用特殊指令的順序控制設(shè)計(jì)，編程控制程序使用這個(gè)指令的話，可以使編程更方便，編制順序控制程序時(shí)采用這種指令的話能夠讓編程較為方便，與此同時(shí)該方案在調(diào)試和維護(hù)上的特點(diǎn)，變成精簡(jiǎn)。方案二：使用以轉(zhuǎn)換為中心的編程方式。使用繼電器為步的設(shè)計(jì)，所以有很簡(jiǎn)單的指令。該控制器的I/O點(diǎn)完全滿(mǎn)足設(shè)計(jì)的需求，并留有余量方便改進(jìn)。該此設(shè)計(jì)采用了以純開(kāi)關(guān)量邏輯的控制為主要的手段，設(shè)計(jì)所要求的I/O點(diǎn)數(shù)為21個(gè)輸入點(diǎn)和7個(gè)輸出點(diǎn)。以下動(dòng)作示意圖圖5 機(jī)械手的動(dòng)作示意圖 PLC程序設(shè)計(jì) I/O點(diǎn)數(shù)的確定及PLC類(lèi)型的選擇為了方便對(duì)步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行很好地控制，本次設(shè)計(jì)使用的可編程控制器必須同時(shí)輸出兩路信號(hào)到步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。此時(shí)焊槍停止工作，機(jī)械手回歸原點(diǎn)。二號(hào)驅(qū)動(dòng)器將在起頭被輸入脈沖信號(hào)，二號(hào)電機(jī)運(yùn)作，反轉(zhuǎn)，機(jī)械手向左移動(dòng)，移動(dòng)到左限位開(kāi)關(guān)時(shí)，停止左移。三秒過(guò)后，電磁閥再次工作，焊槍停止工作，等待時(shí)間預(yù)設(shè)一秒。三號(hào)驅(qū)動(dòng)器也會(huì)接受到輸入脈沖信號(hào)，機(jī)械手向前運(yùn)動(dòng)，當(dāng)前進(jìn)運(yùn)動(dòng)到前限位開(kāi)關(guān)，前進(jìn)運(yùn)動(dòng)停止。當(dāng)下降到設(shè)定的傳感器的位置時(shí)觸發(fā)下限位開(kāi)關(guān)，然后二號(hào)驅(qū)動(dòng)器得到輸入脈沖信號(hào)，二號(hào)步進(jìn)電機(jī)開(kāi)始了工作，得以正轉(zhuǎn)，機(jī)械手橫軸運(yùn)動(dòng)得以開(kāi)始。機(jī)械手停留在原點(diǎn)，觸發(fā)點(diǎn)以為原點(diǎn)位置上的三個(gè)傳感器。機(jī)械手的焊槍通過(guò)一個(gè)單線圈兩位置電磁閥控制。機(jī)械手在X軸和Y軸上的運(yùn)動(dòng)的控制，就是利用驅(qū)動(dòng)器控制電機(jī)的轉(zhuǎn)向來(lái)實(shí)現(xiàn)的。接線方式見(jiàn)附錄C 機(jī)械手的動(dòng)作實(shí)現(xiàn)過(guò)程本次設(shè)計(jì)的機(jī)械手的動(dòng)作方面是由上面兩種電機(jī)執(zhí)行，兩個(gè)對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)進(jìn)行控制。圖4 傳感器工作原理圖 直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元本次設(shè)計(jì)基座的的正反轉(zhuǎn)是利用繼電器的吸合和斷開(kāi)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，而繼電器這是本次設(shè)計(jì)中直流電驅(qū)動(dòng)單元的構(gòu)成部分。與PLC之間的接線圖見(jiàn)附錄3，工作原理如圖4所示。接觸開(kāi)關(guān)：有三根連接接近開(kāi)關(guān)（棕、蘭、黑）棕色接電源的正極、藍(lán)色接電源的負(fù)極、黑色為輸出信號(hào)，當(dāng)機(jī)械手的基座上物塊接觸接觸開(kāi)關(guān)時(shí)，輸出低電平，反之為高電平。為了加工不同的工件，根據(jù)工件尺寸可在一定范圍內(nèi)改變基座角度、方向等來(lái)達(dá)到工件尺寸的要求。表1 電氣規(guī)格說(shuō)明最小值典型值最大值單位供電電壓182440V均值輸出電流1A邏輯輸入電流61530mA步進(jìn)脈沖響應(yīng)頻率——100kHz脈沖低電平時(shí)間5—1μs 表2 電流設(shè)定電流值SW1SW2SW3OFFONONONOFFONOFFOFFONONONOFF0FFONOFFONOFFOFFOFFOFFOFF 表3 細(xì)分設(shè)定細(xì)分倍數(shù)步數(shù)/圈（）SW4SW5SW61200ONONON2400OFFONON4800ONOFFON81600OFFOFFON163200ONONOFF326400OFFONOFF6412800OFFONOFF由外部確定動(dòng)態(tài)改細(xì)分/禁止工作OFFOFFOFF 表4 接線信號(hào)描述信 號(hào)功 能PUL脈沖信號(hào)：上升沿有效，每當(dāng)脈沖由低變高時(shí)電機(jī)走一步DIR方向信號(hào)：用于改變電機(jī)轉(zhuǎn)向，TTL平驅(qū)動(dòng)OPTO光耦驅(qū)動(dòng)電源ENA使能信號(hào)：禁止或允許驅(qū)動(dòng)器工作，低電平禁止GND直流電源地+V直流電源正極，典型值+24VA+電機(jī)A相A電機(jī)A相B+電機(jī)B相B電機(jī)B相 圖3 PLC控制器與步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器連接及工作原理 傳感器該設(shè)備是用于傳感器分別為接近開(kāi)關(guān)和行程開(kāi)關(guān)。低電平有效對(duì)于驅(qū)動(dòng)器的IN有效。驅(qū)動(dòng)器的對(duì)電機(jī)控制功能主要在于控制其轉(zhuǎn)速和方向。如下述4個(gè)列表所示已給出給出的各種驅(qū)動(dòng)器參數(shù)。步進(jìn)電機(jī)有體積小，啟動(dòng)市的頻率很高， 高運(yùn)動(dòng)是的頻率也很高，有轉(zhuǎn)矩帶有定位的特點(diǎn)。3 焊接機(jī)械手控制器PLC程序的設(shè)計(jì) 機(jī)械手控制系統(tǒng)構(gòu)件概述機(jī)械手的模型不在本次策劃討論中，不討論在機(jī)械結(jié)構(gòu)；主要是在電氣方面要求機(jī)械手含有以下部分：Stepper motor（步進(jìn)電機(jī)）、DC motor（直流電機(jī)）、Sensor（傳感器）、SMPS（開(kāi)關(guān)電源）、YV（電磁閥）等電子器件。正是和大型網(wǎng)絡(luò)的連接使得工程的自動(dòng)化水平得到大幅的提高。與大型網(wǎng)絡(luò)相連接這個(gè)方向的發(fā)展，使得PLC和DCS的界限越來(lái)