【正文】 0點(diǎn)。l 寄存器容量擴(kuò)展。l 更高速運(yùn)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(diǎn)數(shù)。在系統(tǒng)要求精確控制時(shí)適用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)。l EEPROM寄存器更大，達(dá)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(kuò)展板。l 脈沖輸出和定位功能。l 密碼保護(hù)。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(shí)時(shí)時(shí)鐘功能。l 豐富的器件資源。l l 高速運(yùn)算。l 結(jié)構(gòu)緊湊、性價(jià)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(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。 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為主基本上是德國(guó)西門(mén)子公司與美國(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。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。然而美國(guó)AB公司的PLC5系列可編程控制器則與西門(mén)子S5系列PLC相去甚遠(yuǎn)，AB的PLC5根本就沒(méi)有語(yǔ)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(mén)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(yíng)的 PLC在程序表達(dá)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(jìn)行輸入、輸出。定位模塊：在機(jī)械設(shè)備中，保證加工精度進(jìn)行定位。 PLC模塊的選擇遠(yuǎn)程I/O模塊：輸入、輸出裝置比較分散，工作現(xiàn)場(chǎng)遠(yuǎn)離控制站。對(duì)于以開(kāi)關(guān)量為主的控制系統(tǒng)，不用考慮掃描速度，一般的PLC機(jī)型都可使用。7） 調(diào)試過(guò)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(diǎn)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(jià)格比。2） 系統(tǒng)安全、可靠。再用同樣的方法到下一工位進(jìn)行操作。之后控制機(jī)械手到B點(diǎn)位夾取工件，同時(shí)記錄機(jī)械手張開(kāi)位置及夾緊位置，為簡(jiǎn)化過(guò)程，可在A點(diǎn)設(shè)置機(jī)械手張開(kāi)，B點(diǎn)設(shè)置夾緊。現(xiàn)就四工位作以下說(shuō)明。手動(dòng)設(shè)置好以后就可以按預(yù)先設(shè)置自動(dòng)運(yùn)行。手動(dòng)操作機(jī)械手從參考的到達(dá)目的點(diǎn)后，保存目的點(diǎn)的相對(duì)特征參數(shù)，并對(duì)每一步保存的參數(shù)進(jìn)行列表管理。 操作面板示意圖第3章 軟件設(shè)計(jì) 工作流程圖 工作流程圖本機(jī)械手采用點(diǎn)位控制，我們可將整個(gè)運(yùn)動(dòng)看作折線運(yùn)動(dòng)，每一步動(dòng)作歸納為參數(shù)不同的點(diǎn)位之間動(dòng)作。電源和急停按鈕與PLC工作無(wú)關(guān)。連續(xù)工作（自動(dòng)狀態(tài)）：在用戶原點(diǎn)，旋鈕選擇自動(dòng)，按動(dòng)啟動(dòng)按鈕連續(xù)反復(fù)運(yùn)行，途中按動(dòng)停止按鈕，運(yùn)行到原點(diǎn)后停止。單步：旋鈕選擇單步工作，按動(dòng)一次啟動(dòng)按鈕，前進(jìn)一個(gè)工步。實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)按操作者的指令進(jìn)行動(dòng)作。任何停止?fàn)顟B(tài)，旋轉(zhuǎn)選擇旋鈕到原點(diǎn)，啟動(dòng)回原點(diǎn)按鈕，機(jī)械手回到原點(diǎn)。具有原點(diǎn)、路徑關(guān)鍵點(diǎn)，報(bào)警指示、工作狀態(tài)指示等功能。 傳動(dòng)絲杠示意圖 操作臺(tái)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(dòng)工作狀態(tài)為原則，與后文I/O采用方案相匹配，進(jìn)行設(shè)計(jì)，如圖所示。同時(shí)鎖定繼續(xù)前行運(yùn)動(dòng)，能且只能反向運(yùn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)因故障或暴力操作造成的超程保護(hù)功能。 步進(jìn)電機(jī)功能設(shè)定功 能 設(shè) 定細(xì)分設(shè)置（開(kāi)關(guān)位置8，9，10） 電流設(shè)置（開(kāi)關(guān)位置1,2,3）注：開(kāi)關(guān)撥位ON=0 OFF=1細(xì)分設(shè)定相電流設(shè)定撥動(dòng)開(kāi)關(guān)8 9 10細(xì)分撥動(dòng)開(kāi)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(jìn)驅(qū)動(dòng)器安裝尺寸 輔助系統(tǒng) 原點(diǎn)定位及超程保護(hù)為保證機(jī)械手重復(fù)定位精度，對(duì)機(jī)械手每工作循環(huán)提出返回原點(diǎn)校零位要求?？刂齐姍C(jī)轉(zhuǎn)向時(shí)，應(yīng)確保方向信號(hào)領(lǐng)先脈沖信號(hào)至少10μs建立,可避免驅(qū)動(dòng)器對(duì)脈沖的錯(cuò)誤響應(yīng)。方 向DIR它是方向電平信號(hào)的輸入端，控制電機(jī)的正/反轉(zhuǎn)。共陽(yáng)極時(shí)脈沖低電平的持續(xù)時(shí)間不應(yīng)少于10μs。產(chǎn)品特點(diǎn):☆ 工作電壓范圍寬10V～40V直流供電☆ H橋雙極恒相流驅(qū)動(dòng)☆ 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(hào)光電隔離☆ 提供節(jié)能的自動(dòng)半電流鎖定功能☆ 無(wú)需控制器自檢功能技術(shù)參數(shù)：型號(hào) ST2HB02X相 數(shù)：二相工作電壓：DC（1040）V驅(qū)動(dòng)電流：（）DC 驅(qū)動(dòng)方式：全橋雙極性恒相流驅(qū)動(dòng) 電流設(shè)置： 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器細(xì)分功能：（1. 2 . 4. 8. 16. 32. 64 ）細(xì)分適用電機(jī)：相電流不高于2A/相的兩相，四相混合式步進(jìn)電機(jī)冷卻方式：散熱器(安裝在通風(fēng)良好的場(chǎng)合)環(huán)境溫度：0~50℃尺寸/重量：1307333mm/280g 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器接線端說(shuō)明輸入信號(hào)公共端CP+DIR+ENA+它是輸入信號(hào)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(dòng)電流。ADC24VNmΩmHkgST2HB02X 步進(jìn)電機(jī)安裝尺寸（毫米） 步進(jìn)電機(jī)接線圖 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)力矩測(cè)試力矩測(cè)試數(shù)據(jù)配套驅(qū)動(dòng)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(dòng)器數(shù)據(jù)來(lái)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(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以下42系列，57系列兩相混合式步進(jìn)電機(jī)。C（溫度） 絕緣電阻：500V DC 100MW Min軸向間隙： 徑向跳動(dòng)： Max溫　　升：75176。絲杠螺母?jìng)鲃?dòng)：　　 （） （） （N） （）l 42HS003兩相混合式步進(jìn)電機(jī)數(shù)據(jù)來(lái)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(jìn)電機(jī)和交流伺服電機(jī)是運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中最常用的兩種執(zhí)行電動(dòng)機(jī)。負(fù)載力矩可按（）和（）計(jì)算，電機(jī)在最大進(jìn)給速度時(shí)，由矩頻特性決定的電機(jī)輸出力矩要大于與之和，并留有余量。由于電機(jī)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(wú)法精確確定，則可按進(jìn)行估算。 （）式中： 帶載起動(dòng)頻率（Hz）空載起動(dòng)頻率最大切削力（N）4） 負(fù)載起動(dòng)頻率估算。u摩擦系數(shù)T電機(jī)升速時(shí)間（s）、電機(jī)自身慣量與負(fù)載慣量()3） 計(jì)算電機(jī)輸出的總力矩MS絲桿慣量()齒輪慣量() （）式中： 折算至電機(jī)軸上的慣量()2） 計(jì)算工作臺(tái)，絲桿以及齒輪折算至電機(jī)軸上的慣量。絲桿螺距（mm)步進(jìn)電機(jī)的步距角（o/脈沖）選擇步進(jìn)電機(jī)需要進(jìn)行以下計(jì)算：1） 計(jì)算齒輪的減速比，根據(jù)所要求脈沖當(dāng)量，齒輪減速比計(jì)算如下： （）選擇功率步進(jìn)電機(jī)時(shí)，應(yīng)當(dāng)估算機(jī)械負(fù)載的負(fù)載慣量和設(shè)備要求的啟動(dòng)頻率，使之與步進(jìn)電機(jī)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(dòng)的需要。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，一是可以改變絲桿的導(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。在實(shí)際工作過(guò)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(jìn)電機(jī)時(shí)，首先要保證步進(jìn)電機(jī)的輸出功率大于負(fù)載所需的功率。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電源由變頻脈沖信號(hào)源、脈沖分配器及脈沖放大器組成，由此驅(qū)動(dòng)電源向電機(jī)繞組提供脈沖電流。永磁感應(yīng)子式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)又稱混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)?！?5176。反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)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(duì)位置變化引起磁路磁阻的變化產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。永磁式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)消耗功率較小，步矩角較大。A相繞組通電時(shí)，轉(zhuǎn)子磁鋼將轉(zhuǎn)向該相繞組所確定的磁場(chǎng)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。機(jī)電式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)由鐵心、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)有積累誤差(精度為100%)的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各種開(kāi)環(huán)控制。當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(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“步距角”)，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的。步進(jìn)電機(jī)能夠達(dá)到比較高的重復(fù)定位精度。 機(jī)械手機(jī)構(gòu)圖 傳動(dòng)系統(tǒng) 傳動(dòng)方式電氣傳動(dòng)使利用電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，以獲得機(jī)械手的各種運(yùn)動(dòng)。2） 手臂回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由于采用步進(jìn)電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)元件，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，成本相對(duì)較低。一般用于機(jī)械手的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，不作為定位機(jī)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(jī)構(gòu)：位移較準(zhǔn)確、降速比大，運(yùn)平穩(wěn)、無(wú)噪音、易自鎖，但高精度的絲杠制造比較困難，傳動(dòng)效率低。 傳動(dòng)定位機(jī)構(gòu)1） 手臂直線運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)手臂直線運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)，基本上是由驅(qū)動(dòng)機(jī)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(qiáng)等特點(diǎn)。機(jī)座是支撐機(jī)械手全部重量的構(gòu)建，對(duì)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(dòng)它升降、擺動(dòng)和移動(dòng)的機(jī)構(gòu)，立柱與機(jī)座相聯(lián)可固定在地面上、機(jī)床設(shè)備上、或者懸掛在橫梁上，可固定在行走機(jī)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(guò)增大工件和手指之間的摩擦系數(shù)來(lái)增加安全性．通過(guò)橡膠的彈性變形來(lái)緩沖對(duì)工件的沖擊，可以減輕乃至消除對(duì)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(shí)，手臂吸合，手爪張開(kāi)；若線圈失電，手臂端無(wú)磁力矩，機(jī)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(shí)現(xiàn)自鎖功能，避免因偶然斷電導(dǎo)致被抓物掉落。 機(jī)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(guò)機(jī)械手允許安全負(fù)載，作以下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)此方案未進(jìn)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(shí)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(jì) 機(jī)械手夾持結(jié)構(gòu) 夾緊機(jī)構(gòu)——手爪機(jī)械手手爪是用來(lái)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(dòng)化生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)工件在兩工作臺(tái)間的搬移，大大的減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度、減少人力資源的浪費(fèi)，節(jié)省生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率，減少因?yàn)槿斯な韬鲈斐傻陌踩鹿省?） 繼承性——精煉的程序段，注明詳細(xì)程序說(shuō)明，對(duì)后期的維護(hù)和二次開(kāi)發(fā)提供基礎(chǔ)。優(yōu)先分配特殊I/O點(diǎn)，注意相關(guān)指定輸入輸出端，歸類分布。 PLC選擇保證設(shè)計(jì)所需的指令