【正文】 程序 和 在線程序編輯 （ 在線改變程序不會損失工作時間或停止生產(chǎn)運轉(zhuǎn) ） 。 三菱 FX1N40MT 具有 突出的寄存器容量 ：三菱 FX2N32M 包括 8K 步內(nèi)置RAM 寄存器，用一個寄存器盒可擴充到 16K 步 RAM 或 EEPROM。 圖 33 MHT15N2317 光電開關外形 PLC 的選型 根據(jù) PLC 控制系統(tǒng)的輸入輸出點數(shù)，機械手控制系統(tǒng)中我們選擇三菱FX1N40MT 型 PLC 作為控制核心。 圖 31 所選伺服電機及伺服驅(qū)動裝置實 物圖 傳感器的選型 供料系統(tǒng)中，用來檢測工件不足或工件有無的漫射式光電接近開關 選用 神視或 OMRON 公司的 CX441 或 E3ZL61 型放大器內(nèi)置型光電開關 （細小光束型，NPN 型晶體管集電極開路輸出） 該光電開關的外形和頂端面上的調(diào)節(jié)旋鈕和顯示燈如圖 32 所示。 MADDT1207003 的含義： MADDT 表示松下 A4 系列 A 型驅(qū)動器， T1 表示最大瞬時輸出電流為 10A， 2 表示電源電壓規(guī)格為單相 200V， 07 表示電流監(jiān)測器額定電流為 ， 003 表示脈沖控制專用。 硬件的選型 伺服電機 及驅(qū)動器 的選型 本課題 采用了松下 MHMD022P1U 永磁同步 交流伺服電機，及MADDT1207003 全數(shù)字交流永磁同步 伺服驅(qū)動裝置作為運輸機械手的運 動控制裝置。根據(jù)具體的測量工作，從以上六個方面綜合考慮，以選擇最適合的傳感器。在額定負載下的最高轉(zhuǎn)速反應時間，在設計位置回路控制器時亦為重要的參考指標。 驅(qū)動器： 在選取伺服驅(qū)動器時，其速度控制范圍與速度調(diào)節(jié)的能力亦是重要的考慮因素。根據(jù)負載的控制精度要求選擇步距角大小，根據(jù)負載的大小確定靜力矩，靜力矩一經(jīng)確定根據(jù)電機矩頻特性曲線來判斷電機的電流。從而實現(xiàn) PLC 每輸出 6000 個脈沖，伺服電機旋轉(zhuǎn)一周。缺省情況下，驅(qū)動器反饋脈沖電子齒輪分 倍頻值為4 倍頻。 位置控制模式下，等效的單閉環(huán)系統(tǒng)方框圖如圖 25 所示。 控制參數(shù)的確定 采用 PLC 控制伺服電機，應根據(jù)下式計算系統(tǒng)地脈沖當量、脈沖頻率上限和最大脈沖數(shù)量，進而選擇 PLC 及其相應地功能模塊。這樣，料倉中的工件在重力的作用下，就自動向下移動一個工件，為下一次推出工件做好準備。在需要將工件推出到物料臺上時，首先使夾緊氣缸的活塞桿推出，壓住次下層工件；然后使推料氣缸活塞桿推出，從而把最下層工件推到物料臺上。 控制要求的確定 供料系統(tǒng)的工作原理：工件垂直疊放在料倉中，推料缸處于料倉的底層并且其活塞桿可從料倉的底部通過。而電機的啟動頻率、停止頻率和輸出轉(zhuǎn)矩都要和負載的轉(zhuǎn)動慣量相適應。但是伺服電動機要求把具有足夠功率和一定頻率的脈沖電壓（電流）按著選定的順序加給控制繞組，而計算機和 PLC 等控制器只能發(fā)出很微弱的脈沖信號，達不到能夠直接驅(qū)動伺服電動機的功率，所以，必 10 須是 PLC 通過驅(qū)動器來控制伺服電動機。 控制伺服電動機最重要的就是要產(chǎn)生符合 要求的控制脈沖。 由自動控制理論可知，這樣的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)提高了系統(tǒng)的快速性、穩(wěn)定性和抗干擾能力。 伺服系統(tǒng) 用作定位控制時，位置指令輸入到位置控制器，速度控制器輸入端前面的電子開關切換到位置控制器輸出端，同樣，電流控制器輸入端前面的電子開關切換到速度控制器輸出端。 本設計將 采用永磁交流伺服系統(tǒng)其中包括永磁同步交流伺服電動機和全數(shù)字交流永磁同步伺服驅(qū)動器兩部分。 自動送料系統(tǒng)伺服馬達的工作原理 自動送料系統(tǒng)馬達即伺服電動機，其工作原理相是接受控制器或者計算機發(fā)出的脈沖信號而動作，即給一個脈沖信號，伺服電動機就轉(zhuǎn)動一個角度或前進一步。改變脈沖數(shù)量，就可改變伺服電動機旋轉(zhuǎn)的角位移；改變脈沖周期，就可改變控制頻率，以改變伺服電動機的速度。利用 FX1N 的 位置控制指令 FNC158(DRVA)生成指定脈沖數(shù)目的方波 ( 占空比為 50%) 脈沖序列。供料系統(tǒng)和抓取機械手分別如圖 22 和圖 23 所示。管式料倉上放置 10 個零件，并且裝有缺料和供料不足檢測傳感器。 7 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設計 根據(jù)控制要求 確定硬件配 置 確定課題 研究課題內(nèi)容 確定方案 查找資料 設計電氣原理圖圖 根據(jù)控制要求 編寫程序 錯誤 調(diào)試程序 記錄運行結(jié)果并分析 總結(jié) 圖 21 系統(tǒng)設計的基本步驟 8 系統(tǒng)控制方案 系統(tǒng)組成及任務 本系統(tǒng)使用了 PLC、傳感器、位置控制、伺服控制及氣動等技術(shù)，分成自動供料和自動送料兩個子系統(tǒng)。 將程序輸入 PLC 進行軟件測試，查找錯誤，使系統(tǒng)程序更加完善。 分配 I/O 點，分配 PLC 的輸入輸出點，編制出輸入輸出分配表或者輸入輸出端子的接線圖。常用的輸入設備有按鈕、選擇開關等，常用的輸出設備有指示燈等。 確定 I/O 設備。 從可靠、維護看：電器控制觸點多，會產(chǎn)生機械磨損和電弧燒傷，接線也多，可靠、維護性能差； PLC 無觸點，壽命長，且有自我診斷功能，對程序執(zhí)行的監(jiān)控功能，現(xiàn)場調(diào)試和維護方便。 從控制速度上看：電器控制速度慢，觸點易抖動；而 PLC 通過半導體來控制，速度很快，無觸點，顧而無抖動一說。 6 采用 PLC 的自動送料系統(tǒng)伺服控制的優(yōu)點 從控制方式上看：繼電器控制硬件接線邏輯一旦確定，要改變邏輯或增加功能是很困難的；而 PLC 軟接線，只需改變控制程序就可輕易改變邏輯或增加功能。伺服電機每運行一步所轉(zhuǎn)過的角度與理論步距角之間總有一定的誤差，在一轉(zhuǎn)之內(nèi)從某一步到任何一步將會一定的積累誤差，但每轉(zhuǎn)一圈的積累誤 差將為零。在不僅帶你機的負載能力范圍內(nèi)，步距角不受電壓、負載以及周圍溫度變化等各種干擾的影響，保持運行的精度。沒有電刷和換向器也式伺服電機的一個關鍵性的優(yōu)點。通過改變脈沖頻率可在較寬的范圍內(nèi)實現(xiàn)均勻的調(diào)速，并能快速而方便地起動、反轉(zhuǎn)和制動。數(shù)字脈沖信號經(jīng)環(huán)形分配器和 功率放大后可直接控制伺服電機，無需任何中間轉(zhuǎn)換，這也使優(yōu)于交直流電動機的地方。這種開環(huán)控制方式，結(jié)構(gòu)簡單，系統(tǒng)調(diào)試方便，工作可靠，成本較低。目前，伺服電機已經(jīng)在數(shù)控機床、計算機外圍設備、軋鋼機自動控制、鐘表工業(yè)等方面獲得廣泛的應用。 最早的伺服電機問世于 19 世紀 30 年代，早期的伺服電機由于性能較差，沒有得到很好的利用。在自動送料系統(tǒng)的伺服控制中主要研究的對象是對于系統(tǒng)的馬達即伺服電機的控制。因此用 PLC 來控制伺服電動機也是實際的控制系統(tǒng)中應用非常廣泛，非常有實際價值?；?PLC 控制的伺服電機具有設計簡單、 實現(xiàn)方便、 定位精度高、 參數(shù)設置靈活等優(yōu)點， 在工業(yè)過程 控制中使用可靠性高，監(jiān)控方便。 目前比較典型的控制方法是用單片機產(chǎn)生脈沖序列來控制伺服電機。 隨著微處理器、伺服電機可在寬廣的頻率范圍內(nèi)通過改變脈沖頻率來實現(xiàn)調(diào)速， 快速起停、正反 轉(zhuǎn)控制及制動等，這是伺服電動機最突出的優(yōu)點。伴隨著不同的數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展以及伺服電機本身技術(shù)的提高，伺服電機將會在更多的領域得到應用。隨著伺服電動機技術(shù)的發(fā)展，伺服電動機已經(jīng)能夠單獨在系統(tǒng)上進行使用，成為了不可替代的執(zhí)行元件。 本課題設計的目的和意義 自動送料系統(tǒng)是當今常見的工業(yè)生產(chǎn)設備，因伺服電機有如下各種特點：是控制系統(tǒng)中的執(zhí)行單元，是一種利用電脈沖信號進行控制，并將電脈沖信號轉(zhuǎn)換成相應的角位移或直線位移的執(zhí)行電機。 自動送料控制系統(tǒng)伺服控制軟件的設計。 PLC 通過伺服電機驅(qū)動器才能實現(xiàn)對伺服電機的控制。 自動送料控制系統(tǒng)的設計。 自動送料系統(tǒng)伺服馬達的選擇。 因此，進行伺服電機的 PLC 控制系統(tǒng)的設計，可以推動與伺服電機相關行業(yè)的發(fā)展，擴大 PLC 在自動控制領域的應用，具有一定的經(jīng)濟和理論研究的價值。由于具有功能強、可靠性高、配置靈活、使用方便以及體積小、重量輕等優(yōu)點，已經(jīng)廣泛應用于自動化控制的各個領域，并已成為實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動化的支柱產(chǎn)品。 PLC 及其有關的外圍設備都應該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴展其功能的原則而設計。它在集成電路、計算機技術(shù)的基礎上發(fā)展起來的的一中新型工業(yè)控制設備，是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的 數(shù)字運算操作的電子裝置。 PLC 在控制系統(tǒng)中主要起兩種作用：（ 1）邏輯運算（ 2）弱電控制強電。 1985 年國際電工委員會（ IEC）對 PLC 的定義如下： 可編程控制器是一種進行數(shù)字運算的電子系統(tǒng)，是專為在工業(yè)環(huán)境下的應用而設計的工業(yè)控制器，它采用了可以編程的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并通過數(shù)字或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型機械的生產(chǎn)過程。但當時只能進行邏輯運算，故稱為可