【正文】 值此論文完成之際，謹(jǐn)向?qū)熤乱猿绺叩木匆夂椭孕牡? 感謝！ 在我做設(shè)計的過程中，我的各位老師和同學(xué)給我提供了很多幫助和支持，在此表示特別的感謝！ 此外，非常感謝家人對我的關(guān)心和大力的支持，在此深深的祝福他們身體健康，生活幸福。 參考文獻 致 謝 本論文是在導(dǎo)師的精心指導(dǎo)和熱情的幫助下完成的。機械手控制技術(shù)是一項綜合型的技術(shù)，機械手控制系統(tǒng)又是一個復(fù)雜的隨機系統(tǒng)，本次設(shè)計的機械手模型控制系統(tǒng)與真正的機械手控制系統(tǒng)之間還有很大的差距。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。機械手運行良好，動作正確、符合控制要求。在使用 STL指令編程時，剛開始由于對 STL 指令掌握的不是很好，所以犯了不少錯誤，加上機械手模型裝置本身存在的一些問題，所以在調(diào)試程序時，機械手動作不符合控制要求。 PLC 程序設(shè)計流程 程序設(shè)計流程如下圖所示： N N Y Y Y N 通電傳入子程序 橫豎軸復(fù)位 夾手底盤復(fù)位 橫軸前伸 到達指定位置？ Y N Y N Y N Y N Y 豎軸 上升 夾手張開，豎軸下降 夾手夾緊 下降到指定位置？ 上升到指定位置？ 是否夾緊？ 底盤轉(zhuǎn)動 橫軸收回 是否轉(zhuǎn)動？ 收回 到指定 位置？ N Y N Y N Y N Y 橫軸前伸 到達指定位置？ 夾手旋轉(zhuǎn) 是否轉(zhuǎn)動？ 豎軸下降 到達指定位置？ 夾手張開，豎軸上升 到達指定位置？ N Y N Y N Y N 圖 34 程序設(shè)計流程圖 夾手復(fù)位 是否到達指定位置 橫軸收縮 底盤旋轉(zhuǎn) 是否到達指定位置 是否到達指定位置 停止 編寫程序 本程序采用順序編程，由工作過程得機械手的工作過程功能表圖如 附錄 。 STL指令（步進梯形指令）是西門子廠家設(shè)計的專門用于順序控制的指令，使用該指令可以使編制順序控制程序更加方便，而且易于調(diào)試和維護，且代碼較短。這種編程方式與轉(zhuǎn)換實現(xiàn)的基本規(guī)則之間 有著嚴(yán)格的對應(yīng)關(guān)系，用它編制復(fù)雜的順序功能圖的梯形圖時，會有很 幫助。編出程序規(guī)范，具有易于閱讀和容易查錯的優(yōu)點，但因為存在大量的自保持觸點，使程序代碼較長。 機械手控制系統(tǒng)的外部接線 轉(zhuǎn)換器步進電動機水平軸方向轉(zhuǎn)換器步進電動機水平軸方向底盤電動機直流電動機直流電動機 電磁閥開關(guān)電源接近開關(guān)限位開關(guān)SB1接近開關(guān)旋轉(zhuǎn)碼盤接近開關(guān)接近開關(guān)接近開關(guān)接近開關(guān)蜂鳴器SB2微動開關(guān)傳感器 圖 33PLC 外部電氣接線圖 PLC 程序設(shè)計 編程 指令的選擇 方案一：使用起保停電路的編程方式。良好的接地是保證PLC 可靠工作的重要條件，可以避免偶然發(fā)生的電壓沖擊危害。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。 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。由于本設(shè)計使用的是西門子S7200 系列可編程控制器，所以有直流 24V 輸出接線端。這樣可以保證穩(wěn)壓特性又有助于穩(wěn)壓器工 作可靠 [16]。初級與次級之間的靜電屏蔽要聯(lián)結(jié)到零點位，接地抽頭配電容耦合最后引出到接地點。我們正是用了隔離變壓器和交流穩(wěn)壓器來抗干擾。 PLC 的供電線路應(yīng)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。 （ 3）利用普通二極管恰當(dāng)?shù)拇釉?PLC 輸入回路中，防止信號干擾，使 PLC輸入信號大大增強。但如果環(huán)境干擾較小，電壓降不大時，輸入接線可適當(dāng)長些。輸入和輸出均有余量，能滿足日后系統(tǒng)擴充要求。變頻器反饋的電機頻率信號，電機頻率信號是 0~10V 的電壓信號。 此外，對于電動機的熱保護繼電器輸入，報警指示輸出既需要兩個端口顯示哪一臺電機故障，也需要一個輸 出端子進行報警輸出。 對于變頻器，不僅需要一個中間繼電器來控制變頻器的 FWD 和 CM 的通斷來實現(xiàn)變頻器的運行和停止 。 (2)輸出端口 PLC 的輸出端口包括控制 l、 3電機兩個交流接觸器的動作，分別對應(yīng)變頻 /工頻兩個工作狀態(tài)。要求控制的現(xiàn)場設(shè)備有三臺電機接觸器的動作，變頻器的控制端子、熱繼電器輸入及報警等。 在此選擇 旋轉(zhuǎn)一周對應(yīng)的脈沖數(shù)為 2048 的 型號 所以 PLC 高速計數(shù)器應(yīng)計的脈沖數(shù)為 853 個，在 PV=CV 時產(chǎn)生中斷信號。 的轉(zhuǎn)盤機構(gòu)上，安裝有 OMRON 公司生產(chǎn)的 E6A2 增量型旋轉(zhuǎn)編碼器 。 增量式旋轉(zhuǎn)編碼器 ： 用光信號掃描分度盤（分度盤與轉(zhuǎn)動軸相聯(lián)），通過檢測、統(tǒng)計信號的通斷數(shù)量來計算旋轉(zhuǎn)角度。無刷直流電機驅(qū)動器使用北京和時利公司生產(chǎn)的 BL0408 驅(qū)動器，其采用 24～ 48V 直流供電，有起停及轉(zhuǎn)向控制、過 流、過壓及堵轉(zhuǎn)保護，且有故障報警輸出、外部模擬量調(diào)速、制動快速停機等特點。 直流電機 可回旋 360176。 如圖 23. 圖 23 SH20403 型步進電機驅(qū)動器 圖 24 步進電機驅(qū)動器接線圖 本設(shè)計采用的是 32 細分模式，橫軸伸縮 1400mm ，對中間的傳動機構(gòu)進行折算，驅(qū)動器采用半步驅(qū)動，步距角 為 度 電動機旋轉(zhuǎn)一周所需的脈沖數(shù) n 步進電動機驅(qū)動輪半徑為 5mm 周長為 電動機所需轉(zhuǎn)的圈數(shù) m 橫軸完成一次伸張和收縮輸出的脈沖數(shù)為 M= 個 同理豎軸上升和下降輸出的脈沖數(shù) N=14110 個 注意： 為了更好的使用該驅(qū)動器，系統(tǒng)接線時應(yīng)遵循功率線和信號線分開的原則，以避免控制信號被干擾，在有強干擾源存在的情況下，最好用屏蔽電纜傳送控制信號 。本驅(qū)動器最大輸出電流值為 3A/相 (峰值 )，通過驅(qū)動器面 板上六位撥碼開關(guān)的第 7三位可組合出 8 種狀態(tài)，對應(yīng) 8種輸出電流，從 到 3A 以配合不同的電機使用。驅(qū)動 器內(nèi)部的開關(guān) 源設(shè)計，保證了驅(qū)動器可適應(yīng)較寬的電壓范圍，用戶可根據(jù)各自情況在 10～ 40VDC之間選擇。 M1是橫軸電機，帶動機械手機構(gòu)伸、縮； M2 是縱軸電機，帶動機械手機構(gòu)上升、下降。/176。 16) 機械手臂回到初始狀態(tài)。 14) 夾手復(fù)位后，橫軸收回。 12) 到達指定位置后，夾手張開，豎軸上升。 10) 到達指定位置后，夾手旋轉(zhuǎn) 90度。 8) 收回到位后，底盤旋轉(zhuǎn)。 6) 夾緊到位后，手臂開始豎直上升。 4) 當(dāng)張開動作完成后，手臂開始下降。 2) 當(dāng)檢查 A 點有工作時，機械手水平方向的步進電機開始動作，機械手臂開始前伸。 (其電氣拖動部分由直流電動機、光電編碼器、接近開關(guān)等組成 )； (4)旋轉(zhuǎn)基座主要支撐以上 3 部分； (5)機械手的張合由 電磁閥 控制 (斷電 時機械手抓緊， 通電 時機械手松開 ，主要是起到自鎖的作用 )。 其運動控制方式為： (1)由伺服電機驅(qū)動可旋轉(zhuǎn)角度為 360176。 1控制方式 :順序控制。 2． 機械手參數(shù) 一、用途 : 用于自動輸送線的物料搬運。目前工業(yè)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。 機座 : 機座是機械手的基礎(chǔ)部分，機械手 執(zhí)行機構(gòu)的各部件和驅(qū)動系統(tǒng)均安裝于機座上，故起支撐和連接的作用。滾輪式布為有軌的和無軌的兩種。機械手的立 I 因工作需要，有時 也可作橫向移動，即稱為可移式立柱。手臂的作用是帶動手指 去抓取物件，并按預(yù)定要求將其搬運到指定的位置 .工業(yè)機械