【正文】 器容量擴展。l 更高速運算。l 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：l 更多的控制點數(shù)。在系統(tǒng)要求精確控制時適用PID指令。輔助繼電器1536點、定時器256點、計數(shù)器235點、數(shù)據(jù)寄存器8000點。l EEPROM寄存器更大，達8000步。是一種普遍選擇方案。2） FX1N系列PLC增加了特殊功能模塊或擴展板。l 脈沖輸出和定位功能。l 密碼保護。l 基于Windows軟件。l 電源適用范圍很寬。l 聯(lián)網(wǎng)能力。l 具有實時時鐘功能。l 豐富的器件資源。l l 高速運算。l 結(jié)構(gòu)緊湊、性價比高。FX1S適用于最小的封裝，它是希望低成本的用戶在有限的I/0范圍內(nèi)尋求功能強大的控制的首選目標(biāo)。各型號的 PLC在性能上都有所區(qū)別。 PLC系列選擇PLC機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、維護使用最方便以及性能價格比的最優(yōu)化機型。在國內(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為主基本上是德國西門子公司與美國AB公司平分秋色。在小型PLC方面，他已是青出于藍而勝于藍，日本產(chǎn)品在世界小型PLC市場上占70%的份額。日本的PLC技術(shù)是由美國引進的，因此日本的產(chǎn)品對美國的產(chǎn)品有一定的繼承性。用戶常常會發(fā)現(xiàn)，同一個應(yīng)用問題，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。然而美國AB公司的PLC5系列可編程控制器則與西門子S5系列PLC相去甚遠，AB的PLC5根本就沒有語句表，他所有的程序都要依靠梯形圖編制，因而AB的梯形圖與西門子的梯形圖在形式、功能及用法上相差很大。三大技術(shù)陣營的 PLC在程序表達形式、功能及用法上有很大的差異。模擬輸入模塊、輸出模塊：把流量、速度、壓力、風(fēng)力、張力等變換成數(shù)字量，及把數(shù)字量變換成模擬量，進行輸入、輸出。定位模塊：在機械設(shè)備中，保證加工精度進行定位。 PLC模塊的選擇遠程I/O模塊：輸入、輸出裝置比較分散，工作現(xiàn)場遠離控制站。對于以開關(guān)量為主的控制系統(tǒng)，不用考慮掃描速度，一般的PLC機型都可使用。7） 調(diào)試過程結(jié)束，整理技術(shù)資料，投入使用。6） 程序調(diào)試。4） 分配I/O點數(shù)，繪制PLC控制系統(tǒng)輸入、輸出端子接線圖。2） 確定輸入、輸出設(shè)備。4） 具有高的性能價格比。2） 系統(tǒng)安全、可靠。再用同樣的方法到下一工位進行操作。之后控制機械手到B點位夾取工件，同時記錄機械手張開位置及夾緊位置，為簡化過程，可在A點設(shè)置機械手張開，B點設(shè)置夾緊?，F(xiàn)就四工位作以下說明。手動設(shè)置好以后就可以按預(yù)先設(shè)置自動運行。手動操作機械手從參考的到達目的點后，保存目的點的相對特征參數(shù)，并對每一步保存的參數(shù)進行列表管理。 操作面板示意圖第3章 軟件設(shè)計 工作流程圖 工作流程圖本機械手采用點位控制，我們可將整個運動看作折線運動，每一步動作歸納為參數(shù)不同的點位之間動作。電源和急停按鈕與PLC工作無關(guān)。連續(xù)工作（自動狀態(tài)）：在用戶原點，旋鈕選擇自動，按動啟動按鈕連續(xù)反復(fù)運行，途中按動停止按鈕，運行到原點后停止。單步：旋鈕選擇單步工作，按動一次啟動按鈕，前進一個工步。實現(xiàn)實時按操作者的指令進行動作。任何停止?fàn)顟B(tài)，旋轉(zhuǎn)選擇旋鈕到原點，啟動回原點按鈕，機械手回到原點。具有原點、路徑關(guān)鍵點，報警指示、工作狀態(tài)指示等功能。 傳動絲杠示意圖 操作臺操作面板以貼近人們?nèi)粘９ぷ髁?xí)慣、符合人體工程學(xué)、方便工作人員直觀操作、反應(yīng)自動工作狀態(tài)為原則，與后文I/O采用方案相匹配，進行設(shè)計，如圖所示。同時鎖定繼續(xù)前行運動，能且只能反向運動，以實現(xiàn)因故障或暴力操作造成的超程保護功能。 步進電機功能設(shè)定功 能 設(shè) 定細(xì)分設(shè)置（開關(guān)位置8，9，10） 電流設(shè)置（開關(guān)位置1,2,3）注：開關(guān)撥位ON=0 OFF=1細(xì)分設(shè)定相電流設(shè)定撥動開關(guān)8 9 10細(xì)分撥動開關(guān)1 2 3ST2HB02X0 0 0整步0 0 00 0 1半步0 0 10 1 040 1 00 1 180 1 11 0 0161 0 01 0 1321 0 11 1 0641 1 01 1 1—1 1 1(禁止使用) 步進驅(qū)動器安裝尺寸 輔助系統(tǒng) 原點定位及超程保護為保證機械手重復(fù)定位精度，對機械手每工作循環(huán)提出返回原點校零位要求?？刂齐姍C轉(zhuǎn)向時，應(yīng)確保方向信號領(lǐng)先脈沖信號至少10μs建立,可避免驅(qū)動器對脈沖的錯誤響應(yīng)。方 向DIR它是方向電平信號的輸入端，控制電機的正/反轉(zhuǎn)。共陽極時脈沖低電平的持續(xù)時間不應(yīng)少于10μs。產(chǎn)品特點:☆ 工作電壓范圍寬10V～40V直流供電☆ H橋雙極恒相流驅(qū)動☆ 最大2A的八種輸出電流可選☆ 最大128細(xì)分的七種細(xì)分模式可選☆ 輸入信號光電隔離☆ 提供節(jié)能的自動半電流鎖定功能☆ 無需控制器自檢功能技術(shù)參數(shù)：型號 ST2HB02X相 數(shù)：二相工作電壓：DC（1040）V驅(qū)動電流：（）DC 驅(qū)動方式：全橋雙極性恒相流驅(qū)動 電流設(shè)置： 步進電機驅(qū)動器細(xì)分功能：（1. 2 . 4. 8. 16. 32. 64 ）細(xì)分適用電機：相電流不高于2A/相的兩相，四相混合式步進電機冷卻方式：散熱器(安裝在通風(fēng)良好的場合)環(huán)境溫度：0~50℃尺寸/重量：1307333mm/280g 步進電機驅(qū)動器接線端說明輸入信號公共端CP+DIR+ENA+它是輸入信號的公共端，接外部系統(tǒng)的VCC，如果外部系統(tǒng)的VCC是+5V則可直接連接，若不是，則應(yīng)保證給內(nèi)部光耦提供1020mA的驅(qū)動電流。ADC24VNmΩmHkgST2HB02X 步進電機安裝尺寸（毫米） 步進電機接線圖 步進電動機力矩測試力矩測試數(shù)據(jù)配套驅(qū)動器ST2HB02X 電壓 DC 28V 4細(xì)分轉(zhuǎn)速(r/min)50100150250350450600轉(zhuǎn)矩（Nm）l ST2HB02X驅(qū)動器數(shù)據(jù)來源于北京張前蘇電子科技有限公司地址：北京市海淀區(qū)清河永泰園13 樓309網(wǎng)站:：01061802338ST2HB02X驅(qū)動器采用MicrosChip芯片，采用新型的雙極性恒相流驅(qū)動技術(shù)，實現(xiàn)最大64細(xì)分高性能驅(qū)動，適合驅(qū)動2A以下42系列，57系列兩相混合式步進電機。C（溫度） 絕緣電阻：500V DC 100MW Min軸向間隙： 徑向跳動： Max溫　　升：75176。絲杠螺母傳動：　　 （） （） （N） （）l 42HS003兩相混合式步進電機數(shù)據(jù)來源于北京張前蘇電子科技有限公司地址：北京市海淀區(qū)清河永泰園13 樓309網(wǎng)站:：01061802338技術(shù)指標(biāo)：工作環(huán)境：10176。～) .步進電機和交流伺服電機是運動控制系統(tǒng)中最常用的兩種執(zhí)行電動機。負(fù)載力矩可按（）和（）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與之和，并留有余量。由于電機的輸出力矩隨著頻率的升高而下降，因此在最高頻率5） 若負(fù)載參數(shù)無法精確確定，則可按進行估算。 （）式中： 帶載起動頻率（Hz）空載起動頻率最大切削力（N）4） 負(fù)載起動頻率估算。u摩擦系數(shù)T電機升速時間（s）、電機自身慣量與負(fù)載慣量()3） 計算電機輸出的總力矩MS絲桿慣量()齒輪慣量() （）式中： 折算至電機軸上的慣量()2） 計算工作臺，絲桿以及齒輪折算至電機軸上的慣量。絲桿螺距（mm)步進電機的步距角（o/脈沖）選擇步進電機需要進行以下計算：1） 計算齒輪的減速比，根據(jù)所要求脈沖當(dāng)量，齒輪減速比計算如下： （）選擇功率步進電機時，應(yīng)當(dāng)估算機械負(fù)載的負(fù)載慣量和設(shè)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。精度是由電機的固有特性所決定。在機械傳動過程中為了使得有更小的脈沖當(dāng)量，一是可以改變絲桿的導(dǎo)程，二是可以通過步進電機的細(xì)分驅(qū)動來完成。在實際工作過程中，各種頻率下的負(fù)載力矩必須在矩頻特性曲線的范圍內(nèi)。選擇步進電機時，首先要保證步進電機的輸出功率大于負(fù)載所需的功率。步進電動機的驅(qū)動電源由變頻脈沖信號源、脈沖分配器及脈沖放大器組成，由此驅(qū)動電源向電機繞組提供脈沖電流。永磁感應(yīng)子式步進電動機又稱混合式步進電動機?！?5176。反應(yīng)式步進電動機在定、轉(zhuǎn)子鐵心的內(nèi)外表面上設(shè)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(zhuǎn)矩。永磁式步進電動機消耗功率較小，步矩角較大。A相繞組通電時，轉(zhuǎn)子磁鋼將轉(zhuǎn)向該相繞組所確定的磁場方向。磁電式步進電動機主要有永磁式、反應(yīng)式和永磁感應(yīng)子式3種形式。機電式步進電動機由鐵心、線圈、齒輪機構(gòu)等組成。步進電機可以作為一種控制用的特種電機 ，利用其沒有積累誤差(精度為100%)的特點，廣泛應(yīng)用于各種開環(huán)控制。當(dāng)步進驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進電機按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度(稱為“步距角”)，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運行的。步進電機能夠達到比較高的重復(fù)定位精度。 機械手機構(gòu)圖 傳動系統(tǒng) 傳動方式電氣傳動使利用電動機直接驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)，以獲得機械手的各種運動。2） 手臂回轉(zhuǎn)機構(gòu)由于采用步進電機作為驅(qū)動元件，回轉(zhuǎn)機構(gòu)相對簡單，成本相對較低。一般用于機械手的傳動機構(gòu)，不作為定位機構(gòu)。滾珠絲桿效率高，但成本高?，F(xiàn)就兩者作以下分析：l 絲杠螺母機構(gòu)：位移較準(zhǔn)確、降速比大，運平穩(wěn)、無噪音、易自鎖，但高精度的絲杠制造比較困難，傳動效率低。 傳動定位機構(gòu)1） 手臂直線運動的結(jié)構(gòu)手臂直線運動的結(jié)構(gòu)，基本上是由驅(qū)動機構(gòu)和導(dǎo)向裝置組成。手臂應(yīng)承載能力大、剛性好、自重輕、靈活、位置精度高、通用性強等特點。機座是支撐機械手全部重量的構(gòu)建，對其結(jié)構(gòu)的要求是剛性好、占地面積小、操作方便和造型美觀。立柱是支撐手臂帶動它升降、擺動和移動的機構(gòu)，立柱與機座相聯(lián)可固定在地面上、機床設(shè)備上、或者懸掛在橫梁上，可固定在行走機座上。由于夾緊的為鋼性工件，為了提高安全性能，防止損壞工件，我們可以在夾緊部分加上一層橡膠，這樣可以通過增大工件和手指之間的摩擦系數(shù)來增加安全性．通過橡膠的彈性變形來緩沖對工件的沖擊，可以減輕乃至消除對工件的損壞。若線圈得電，手臂端產(chǎn)生磁力矩，當(dāng)磁力矩大于彈簧被壓縮所產(chǎn)生的力矩時，手臂吸合，手爪張開；若線圈失電，手臂端無磁力矩，機械手手爪將在彈簧預(yù)壓縮力所產(chǎn)生的力矩作用下，保持夾緊狀態(tài)，實現(xiàn)自鎖功能，避免因偶然斷電導(dǎo)致被抓物掉落。 機械手手爪示意圖 工作理論：杠桿原理、胡克定律及安培定律。 結(jié)構(gòu)假定被夾持工件為有凹槽回轉(zhuǎn)體，且自重不超過機械手允許安全負(fù)載，作以下結(jié)構(gòu)設(shè)計此方案未進行具體參數(shù)校核，結(jié)構(gòu)僅適用于部分工作環(huán)境。手爪抓取工件時應(yīng)具有迅速性、靈活性、準(zhǔn)確性和可靠性。手指數(shù)量又可分為二指、三指、四指等，其中以二指用得較多。第2章 硬件設(shè)計 機械手夾持結(jié)構(gòu) 夾緊機構(gòu)——手爪機械手手爪是用來抓取工件的部件。該設(shè)備可以應(yīng)用于中、小批量生產(chǎn)柔性制造自動化生產(chǎn)線，實現(xiàn)工件在兩工作臺間的搬移，大大的減輕工人的勞動強度、減少人力資源的浪費，節(jié)省生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率，減少因為人工疏忽造成的安全事故。2） 繼承性——精煉的程序段，注明詳細(xì)程序說明，對后期的維護和二次開發(fā)提供基礎(chǔ)。優(yōu)先分配特殊I/O點，注意相關(guān)指定輸入輸出端，歸類分布。 PLC選擇保證設(shè)計所需的指令、I/O點數(shù)、電壓及輸出方式的要求，選擇質(zhì)優(yōu)、價