【正文】 Y 方向位移 指示燈 L5 Y002 X 步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)向 Y016 旋轉(zhuǎn)位移 +指示燈 L6 Y003 Y 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器 ENA Y017 旋轉(zhuǎn)位移 指示燈 L7 Y004 Y 步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)向 Y020 機(jī)械手指示燈 L9 Y005 旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器 ENA Y021 故障指示燈 L10 Y006 旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)向 Y022 故障報(bào)警翁鳴器 Y007 機(jī)械手夾緊 /放松 L8 Y023 Y010 回原點(diǎn)指示燈 L0 Y024 Y011 自動(dòng)啟動(dòng)指示燈 L1 Y025 Y012 X 方向位移 +指示燈 L2 Y026 Y013 X 方向位移 指示燈 L3 Y027 此方案對(duì)超程保護(hù)所使用的行程開(kāi)關(guān)合遠(yuǎn)動(dòng)方 向的指示燈，獨(dú)立分配 I/O。 （ 3）適當(dāng)?shù)姆椒ü?jié)約 I/O 點(diǎn)數(shù)。如高速脈沖輸出口 Y000 或 Y001；方便指令中初始狀態(tài)指令等。如表 所示。 三菱 PLC的 I/O口分配 I/O 點(diǎn)數(shù)是衡量可編程控制規(guī)模大小的依據(jù)。繼電器的每分鐘開(kāi)關(guān)次數(shù)也有限制的，而晶體管則沒(méi)有。 （ 5）額定工作情況下，繼電器有動(dòng)作次數(shù)壽命，晶體管只有老化沒(méi)有使用次數(shù)限制。 晶體管輸出型原理是 CPU 通過(guò)光耦合使晶體管通斷，以控制外部直流負(fù)載，響應(yīng)時(shí)間快（約 甚至更?。?。 （ 3）晶體管過(guò)載能力小于繼電器過(guò)載的能力 一般來(lái)說(shuō)，存在沖擊電流較大的情況時(shí)，晶體管過(guò)載 能力較小，需要降額更多。 電壓：晶體管可接直流 24V（繼電器可以接直流 24V 或交流 220V）。其適輸出區(qū)別如下： （ 1）負(fù)載電壓、電流類型不同 負(fù)載類型：晶體管只能帶直流負(fù)載，而繼電器帶交流、直流負(fù)載均可。就功能而言， FX2N系列是不錯(cuò)之選，選配 3 個(gè) FX2N1PGE 脈沖輸出模塊給步進(jìn)電機(jī)啟動(dòng)設(shè)備提供穩(wěn)定信號(hào)，同時(shí)模塊程序簡(jiǎn)化了 PLC 程序的結(jié)構(gòu)。 FX1N 系列以其信價(jià)比獨(dú)占鰲頭。 FX1PG 脈沖輸出模塊是一種根據(jù) FROM/TO 指令進(jìn)行與 FX FX2C 系列 PLC數(shù)據(jù)交換的特殊功能模塊。 （ 2）用戶可根據(jù)自身要求靈活配置系統(tǒng) ，既降低成本，又能因地制宜。 利用 PLC 模塊實(shí)現(xiàn)位置控制的優(yōu)點(diǎn)： （ 1）在實(shí)現(xiàn)位置控制的時(shí)候，可充分利用 PLC 系統(tǒng)的硬件和軟件資源。使用 32 位處理器、浮點(diǎn)數(shù)、方根和三角幾何指令滿足數(shù)學(xué)功能。主單元可配置 8 個(gè)特殊功能模塊。輔助繼電器 3072 點(diǎn)、定時(shí)器 256 點(diǎn)、計(jì)算器235 點(diǎn)、 數(shù)據(jù)寄存器 8000 點(diǎn)。 （ 4）寄存器容量擴(kuò)展。 （ 3）更高速運(yùn)算。 （ 2）靈活的配置。 與前者 PLC 相比較，在以下方面得到了很好的提升： （ 1）更多的控制點(diǎn)數(shù)。在系統(tǒng)要求精度控制時(shí)使用 PID 指令。輔助繼電器 1536 點(diǎn)、定時(shí)器 256 點(diǎn)、計(jì)數(shù)器235 點(diǎn)、數(shù)據(jù)寄存器 8000 點(diǎn)。 （ 2） EEPROM 寄存器更大，達(dá) 8000 步。是一種普遍選擇方案。 FX1N 系列 PLC 增加了特殊功能模塊或擴(kuò)展板。 （ 13）脈沖輸出和定位功能。 （ 11）密碼保護(hù)。 （ 9）基于 Windows 軟件。 （ 8）電源使用范圍很寬。 （ 7）聯(lián)網(wǎng)能力。 （ 6）具有實(shí)時(shí)時(shí)鐘功能。 （ 5）豐富的器件資源?；局噶钍? s/指令～ s/指令；應(yīng)用指令是 μ s/指令至幾百μ s/指令。顯示模塊和擴(kuò)展板使系統(tǒng)升級(jí)變得容易。 SFX1 體積雖小，但功能強(qiáng)大： （ 1）主機(jī)點(diǎn)數(shù) 10/14/20/30，分為晶體管輸出 /繼電器輸出，交流電源 /直流電源。 SFX1 適用于最小的封裝，他是希望低成本的用戶在有限的 I/O范圍內(nèi)尋求功能強(qiáng)大的控制的首選目標(biāo)。各型號(hào)的 PLC 在性能上都有所區(qū)別。 三菱 PLC 系列選擇 PLC 機(jī)型選擇的基本原則是，在功能滿足要求的前提下，選擇最可靠、維護(hù)使用最方便以及性能價(jià)格比的最優(yōu)化機(jī)型。 在國(guó)內(nèi)，日本三菱公司生產(chǎn)的 FX 系列小型 PLC 以其良好的性能得到了廣泛的應(yīng)用，同時(shí)各大高校、職業(yè)技術(shù)學(xué)校，也為其提供了專業(yè)技術(shù)人才的支持。歐美產(chǎn)品以大中型 PLC 為主，基本上德國(guó)西門(mén)子公司于美國(guó) AB 公司平分秋色。在小型 PLC 方面，他已是青出于藍(lán)而勝于藍(lán)，日本產(chǎn) 品在世界小型 PLC 市場(chǎng)上占 70%的份額。 日本的 PLC 技術(shù)是由美國(guó)引進(jìn)的，因此日本的產(chǎn)品對(duì)美國(guó)的產(chǎn)品有一定的繼承性。 日本的微型小型 PLC 產(chǎn)品是非常有特色的，他對(duì)梯形圖、語(yǔ)句表并重，而且配置了包括功能指令在內(nèi)的功能很強(qiáng)的指令系統(tǒng)用戶常常會(huì)發(fā)現(xiàn)，同一個(gè)應(yīng)用問(wèn)題，選用日本的小型 PLC 產(chǎn)品就能解決，而用歐美產(chǎn)品常要選用中型乃至大型PLC 才行。熟悉西三江高等職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 門(mén)子 S5 系列 PLC 的人都知道，他是采用機(jī)構(gòu)化編程的方法，盡管他也設(shè)有梯形圖、邏輯圖等多種其他編程語(yǔ)言，但少許復(fù)雜一點(diǎn)的問(wèn)題就必須采用語(yǔ)句表，通過(guò) STEP5 語(yǔ)言，調(diào)用各種功能來(lái)實(shí)現(xiàn)。 圖 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟流程圖 三菱 PLC 品牌選擇 世界上生產(chǎn) PLC 的廠商有數(shù)百家，構(gòu)成美國(guó)、歐洲和日本三大技術(shù)陣營(yíng)，其代表機(jī)型有美國(guó)羅克韋爾 (Rockwell)自動(dòng)化公司所屬的 AB(AllenBradley)公司生產(chǎn)的 PLC5 系列 PLC、 GEFanuc 公司生產(chǎn)的 90TM30 系列和 90YM70 系列的PLC、德國(guó)西門(mén)子 (Siemens)公司生產(chǎn)的 S5 系列 PLC 和 S7 系列 PLC，日本三菱公司生產(chǎn)的 FX 系列、 A 系列、 Q 系列 PLC、歐姆龍公司生產(chǎn)的 CS 系列、從 200 系列、 CPM 系列 PLC。先進(jìn)行模擬調(diào)試，再進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)聯(lián)機(jī)調(diào)試；先進(jìn)行局部、分段調(diào)試，再進(jìn)行整體、系統(tǒng)調(diào)試 。 程序設(shè)計(jì)，繪制工作循環(huán)圖或狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。 確定 PLC 的 I/O 點(diǎn)數(shù)，選擇 PLC 機(jī)型。 三菱 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟 分析被控對(duì)象，提出控制要求。 盡可能簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、使用與維護(hù)方便。 三菱 PLC的選擇 三菱 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則 滿足被控制 對(duì)象的控制要求考慮將來(lái)的發(fā)展的需要， PLC 選用功能較強(qiáng)的新產(chǎn)品，并留有適當(dāng)?shù)挠嗔俊? 控制機(jī)械手移動(dòng)，同前所述記錄關(guān)鍵點(diǎn)位，到 D 點(diǎn)放下工件。 用戶在手動(dòng)原點(diǎn)狀態(tài)下，控制機(jī)械手至 A 點(diǎn)位 (到 A 點(diǎn)的路徑可制定中間點(diǎn)實(shí)現(xiàn)繞行 )，按下保存，記錄該店重要參數(shù)。 核心思想：記錄關(guān)鍵點(diǎn)，構(gòu)造工作路徑和狀態(tài)。實(shí)現(xiàn)手動(dòng)模式下 點(diǎn)位輸入，自動(dòng)模式查表“ 仿行”運(yùn)動(dòng)。以起點(diǎn)作為參考點(diǎn)，通過(guò)脈沖計(jì)數(shù)，得到目的點(diǎn)位置。該按鈕使用來(lái)接通或斷開(kāi) PLC 外部負(fù)載的電源。 LED 指示燈：狀態(tài)實(shí)時(shí)顯示。 單周期：旋鈕旋轉(zhuǎn)單周期工作，按動(dòng)一次啟動(dòng)按鈕，進(jìn)行一個(gè)周期。同時(shí)也負(fù)責(zé)起自動(dòng)工作方式中每一工步目 的記錄保存工 作。 手動(dòng)方式：各自的按鈕使各個(gè)負(fù)載單獨(dú)接通或斷開(kāi)。下面 操作面板說(shuō)明如下： 設(shè)備原點(diǎn)：機(jī)械手的設(shè)備原點(diǎn)。 該機(jī)械手工作方式有手動(dòng)、單步、單周期、連續(xù)工作 (自動(dòng) )四種形 式。非原點(diǎn)端只作超程保護(hù)不作為定位。 在初始位置添置限位開(kāi)關(guān)，當(dāng)觸及時(shí)發(fā)出已達(dá)原點(diǎn)命令，停止遠(yuǎn)動(dòng)。廣泛應(yīng)用于各種數(shù)控機(jī)床，紡織機(jī)械，噴繪機(jī)，疲勞測(cè)試機(jī)等用戶希望成本低，低振動(dòng)，高精度，高速度的場(chǎng)合。 ST2HB02X 驅(qū)動(dòng)器采用MicrosChip 芯片，采用新型的雙極性恒相流驅(qū)動(dòng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)最大 64 細(xì)分高性能驅(qū)動(dòng)，適合驅(qū)動(dòng) 2A。 表 42HS003 步進(jìn)電機(jī)電氣技術(shù)數(shù)據(jù) 電機(jī)型號(hào) 相數(shù) 步距角 相電流 驅(qū)動(dòng) 電壓 最大 靜轉(zhuǎn) 矩 相 電 阻 相 電 感 重 量 配套 驅(qū)動(dòng) 器 17HS001 2 176。 選擇步進(jìn)電機(jī)需要進(jìn)行以下計(jì)算： （ 1）計(jì)算電機(jī)的步距角比，根據(jù)所要求脈沖當(dāng)量，步距角θ 計(jì)算如下： ?????? 10 2 6 0S i3 6 0Δθ 三江高等職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 式中： S絲杠螺距 (mm) Δ (mm/脈沖 ) i減速比 （ 2）計(jì)算電機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)矩 M NmFM 0 0 100 2 0 0i2 10 33 ???? ?????? ??πη△ 式中： F啟動(dòng)單元負(fù)載 (N) η 傳動(dòng)系統(tǒng)總效率 (此處先以 1 帶入 ) 根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可以選擇 17HS001 電機(jī)。精度是由電機(jī)的固有特性所決定。在機(jī)械傳動(dòng)過(guò)程中為了使得有更小的脈沖當(dāng)量，一是可以改變絲杠導(dǎo)程，二是可以通過(guò)步進(jìn)電機(jī)的細(xì)分驅(qū)動(dòng)來(lái)完成。一般的說(shuō)最大靜力矩 maxMj 大的電機(jī)，負(fù)載力矩大。而在選用功率步進(jìn)電機(jī)時(shí)，首先要計(jì)算機(jī)械系統(tǒng)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩，電機(jī)的矩頻性能滿足機(jī) 械負(fù)載并有一定的余量保證其運(yùn)行可靠。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行性能決定于電機(jī)與驅(qū)動(dòng)電源間的良好配合。是永磁式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)兩者的結(jié)合，并兼有兩者的優(yōu)點(diǎn)。甚至更小，精度容易保證，起動(dòng)和運(yùn)動(dòng)頻率較高，但消耗較大，效率較低。這 種步進(jìn)電動(dòng)機(jī)步距角可做到 1176。缺點(diǎn)是啟動(dòng)頻率和運(yùn)行頻率較低。 A 相繞組通電時(shí)，轉(zhuǎn)子磁鋼將轉(zhuǎn)向該相所確定的磁場(chǎng)方向； A 相斷電、 B 相繞組通電時(shí)，就產(chǎn)生一個(gè)新的磁場(chǎng)方向，這是，轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度而位于新的磁場(chǎng)方向上，被激勵(lì)相的順序決定了轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向。 磁電式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)主要有永磁式、反應(yīng)式和永磁感應(yīng)子式 3 種形式。 三江高等職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 機(jī)電式步進(jìn)電機(jī)由鐵芯、線圈、齒輪機(jī)構(gòu)等組成。步進(jìn)電機(jī)可以作為一種控制用的特種電機(jī)，利用其沒(méi)有累積誤差（精度為 100%）的特點(diǎn)，廣泛的用于各種開(kāi)環(huán)控制。當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器收到一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度(稱為“布 距角” )，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的。步進(jìn)電