【正文】 通X322號電機(jī)正轉(zhuǎn)TB4X232號電機(jī)斷開X332號電機(jī)反轉(zhuǎn)TB5X243號電機(jī)接通X343號電機(jī)正轉(zhuǎn)TB6X253號電機(jī)斷開X353號電機(jī)反轉(zhuǎn)TB7X264號電機(jī)接通X364號電機(jī)正轉(zhuǎn)TB8X274號電機(jī)斷開X374號電機(jī)反轉(zhuǎn)TB9X28急停X381號電機(jī)加速TB10X29啟動X391號電機(jī)減速TB11X2AX3A2號電機(jī)加速TB12X2BX3B2號電機(jī)減速TB13X2CX3C3號電機(jī)加速TB14X2DX3D3號電機(jī)減速TB15X2EX3E4號電機(jī)加速TB16X2FX3F4號電機(jī)減速TB17+24V+24VTB18COMCOM表33輸出模塊列表Y40P(04CH)Y40TB1X軸接觸器Y41TB2Y軸接觸器Y42TB3Z軸接觸器Y43TB4末端夾持器接觸器…………備用+24VTB17COMTB18上表33為該次設(shè)計(jì)的輸出接口列表，從中可以明顯的看出在本設(shè)計(jì)中只用到了四個輸出接口，這四個接口也就是通過對伺服電機(jī)的控制完成了對機(jī)械手四個自由度的控制，也就是對機(jī)械手四個軸的控制。首先由于在本次設(shè)計(jì)中是四自由度的搬運(yùn)機(jī)械手，所以用到了四個伺服電機(jī)，也就是要先對這四個電機(jī)進(jìn)行輸入輸出接口的連接分配，四個電機(jī)都有其自己的通斷，這就需要八個輸入口，另外，需要有一個總的啟動和急停來保證整個系統(tǒng)的運(yùn)行以及安全的停止。表31 CPU模塊分配Q00JCPU00CH和01CHQD75D4(4軸)02CHQX40S1（16點(diǎn)）03CHQX40S1（16點(diǎn)）04CHQY40P（16點(diǎn)）根據(jù)上表中的分配，可以明顯的看出在本次設(shè)計(jì)中用到了兩個輸入模塊和一個輸出模塊：QX40S1（02CH）、QX40S1（03CH）和QY40P（04CH）。 PLC的I/O分配在本次設(shè)計(jì)中，用到的是QD75模塊和Q00JCPU進(jìn)行組合的模塊，作為運(yùn)動控制的核心，有是四自由度的搬運(yùn)機(jī)械手，因此用到了比較多的輸入接口，為了使得程序的編輯更加清楚，首先對本次設(shè)計(jì)中的CPU模塊進(jìn)行合理分配，再對各個輸入輸出接口進(jìn)行具體的分配。3 下位機(jī)程序的設(shè)計(jì)在本次設(shè)計(jì)當(dāng)中，程序的設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)本次設(shè)計(jì)的難點(diǎn)，也是重點(diǎn)。增量式編碼器是利用了光電之間的轉(zhuǎn)換來實(shí)現(xiàn)輸出三組反饋信號脈沖（A相、B相和Z相），Z相在每轉(zhuǎn)一個脈沖中用于基準(zhǔn)點(diǎn)定位，A相與B相之間的相位差是90176。在本次設(shè)計(jì)中用到的編碼器為增量式編碼器，其工作原理如下圖212所示：圖212增量式編碼器工作原理圖在圖中，A,B兩個點(diǎn)是兩個光敏接收器。編碼器反饋線ABZ三相動力線定位控制單元伺服驅(qū)動器伺服電機(jī)圖211伺服系統(tǒng)的構(gòu)成圖 編碼器為了使伺服控制系統(tǒng)能夠完成完整的反饋環(huán)節(jié)，本次設(shè)計(jì)要在伺服電機(jī)上安裝一個編碼器。比較環(huán)節(jié)：主要是對系統(tǒng)進(jìn)行反饋比較，可用編碼器進(jìn)行反饋。被控對象：為機(jī)械參量（位移、速度、加速度等）。在下圖211中，為伺服系統(tǒng)的構(gòu)成，主要是伺服驅(qū)動器和伺服電機(jī)，用編碼器實(shí)現(xiàn)了對系統(tǒng)的反饋環(huán)節(jié)。圖210 MRJ2S40A外觀及各部分功能圖 伺服系統(tǒng)的構(gòu)成伺服系統(tǒng)又稱隨動系統(tǒng)，能夠精確的實(shí)現(xiàn)機(jī)械的位移、速度和加速度，完成一個完整的反饋環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)完整的動作[12]。如MRJ2S10A1□，在這個型號中MRJ2S是說明這屬于三菱系列通用交流伺服放大器MRJ2S系列；“10”是一種記號，它代表了該型號產(chǎn)品的額定輸出功率，具體的字符和額定功率的對應(yīng)如下表21所示；“A”這個字符是表示通用接口，另外還有“B”表示SSCNET,“CP”表示內(nèi)置定位功能，“CL”表示程序運(yùn)行功能內(nèi)置；在接下來是符號“1”，它是用來說明該型號產(chǎn)品所用的電源，“1”是指單相100VAC，如果這里不存在符號，也就是說該系列產(chǎn)品所用的電源是3相200VAC或者是單相230VAC；最后，還有一個“□”，這是表示該產(chǎn)品是一種特價產(chǎn)品。另外，還有RS232C、RS422串行通訊功能。如機(jī)械紡織領(lǐng)域、各種機(jī)床領(lǐng)域、裝卸包裝領(lǐng)域等。⑥可靠性高。④快速響應(yīng)，無超調(diào)。②定位精度高。一般伺服驅(qū)動器的控制模式有三種：位置控制模式、速度控制模式、轉(zhuǎn)矩控制模式。規(guī)格：額定輸入電壓：24VDC額定輸入電流：約6mA輸入點(diǎn)數(shù)：16點(diǎn)隔離方法：光電耦合器ON電壓/ON電流：OFF電壓/OFF電流：公共端子排列：16點(diǎn)/公共端外部連接：18點(diǎn)端子排 （2）輸出模塊QY40P如下圖29所示：圖29 QY40P輸出QY40P是一種晶體管輸出模塊（漏型）。Q00JCPU具有的產(chǎn)品特點(diǎn)：價格相對于其它的CPU來說更加低廉，而且它的兼容性更加的優(yōu)良。Q00JCPU具有32入及32出的5/8槽型CPU單元：Q00JCPUSET（5槽）和Q00JCPUS8SET（8槽）。（4）定位控制的機(jī)理如下圖27所示：GX Developer PLCCPUQD75定位模塊外部信號手動脈沖發(fā)生器伺服驅(qū)動器電機(jī)工件GX ConfiguratorQP圖27定位控制機(jī)理圖在QD75定位模塊控制的系統(tǒng)中，首先要有GX Developer按順控程序創(chuàng)建控制的條件和過程，并且輸送給CPU，用GX ConfiguratorQP進(jìn)行參數(shù)的設(shè)置和定位數(shù)據(jù)的設(shè)置，監(jiān)視定位的運(yùn)行；然后再有PLC和CPU進(jìn)行輸出各種信號，并且要檢測定位模塊所反饋回來的信號是否出錯等；由外部發(fā)送一些啟動、停止、限位等信號給QD75定位模塊，或者是用脈沖發(fā)生器發(fā)送脈沖給QD75定位模塊；之后QD75定位模塊要對來自PLC和CPU、外部信號或者脈沖進(jìn)行處理，讓后將這些信號整理后輸送給伺服驅(qū)動器；在伺服驅(qū)動器接受這些信號后，一方面給予電機(jī)指令并做出動作，另一方面發(fā)送REDAY信號和零信號發(fā)送給QD75；電機(jī)會在接收到伺服驅(qū)動器的信號時做出動作，對工件作出處理，完成一定的任務(wù)。（3）QD75的功能分為主要、輔助和控制三類。⑥支持智能功能模塊專用指令。④相對于其它模塊來說，它的脈沖輸出速度更加快速并且允許與驅(qū)動模塊之間的距離更遠(yuǎn)。②具有多種定位控制功能。在QD75P2中的數(shù)字“2”控制軸的個數(shù)，“1”表示單軸控制，“2”表示兩軸控制，“4”表示四軸控制。 QD75概述（1）QD75型號說明：下面舉例來說明，如QD75P2，P是QD75定位模塊當(dāng)中的一種系統(tǒng)——開集極式系統(tǒng)，另外還有D——差動式系統(tǒng)，M——SSCNET網(wǎng)路系統(tǒng)和MH——SSCNETⅢ光線系統(tǒng)。.②小體積、高性能、靈活性。③遠(yuǎn)程I/O降低了分散控制的風(fēng)險。其關(guān)系如下圖26：冗余系統(tǒng)順序控制（順序CPU）過程控制（過程CPU）信息控制（計(jì)算機(jī)CPU）運(yùn)動控制（運(yùn)動CPU）控制系統(tǒng)備用系統(tǒng)圖26 Q系列PLC內(nèi)部關(guān)系（1）冗余CPU系統(tǒng)功能：①即使在控制系統(tǒng)中出現(xiàn)故障，備用系統(tǒng)也可以取代控制系統(tǒng)使系統(tǒng)繼續(xù)運(yùn)行。 QD75定位模塊 Q系列PLC基本概況Q系列PLC能夠把順序、運(yùn)動、過程、信息四種自動化控制集成在同一個系統(tǒng)中。 可編程控制器的工作方式可編程控制器的工作方式是不斷循環(huán)掃描。（7）編程器編程器一般可分為兩類：手持編程器和圖形編程器。例如，用于主機(jī)和運(yùn)動控制單元、通訊單元、D/A單元等部分的連接。 （4）通信接口PLC通過各種通信接口實(shí)現(xiàn)“人—機(jī)”或“機(jī)—機(jī)”之間的連接通信。在本次設(shè)計(jì)中用到的是24V直流輸入，如下圖24所示。（2）存儲器PLC的存儲器根據(jù)軟件不同可分為兩種：系統(tǒng)程序存儲器和用戶程序存儲器。PLC的硬件基本結(jié)構(gòu)如圖23所示：PLC基本單元電源CPU輸出單元輸出單元通信接口存儲器擴(kuò)展接口擴(kuò)展單元輸入設(shè)備輸出設(shè)備編輯器寫入器打印機(jī)人機(jī)界面上位機(jī)計(jì)算機(jī)PLC