基于PLC機(jī)械手控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、 四川工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)綜合實(shí)踐報(bào)告 四川工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)生畢業(yè)綜合實(shí)踐報(bào)告基于PLC機(jī)械手控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 專業(yè)班級(jí)： 指導(dǎo)老師： 完成時(shí)間： 摘要 隨著科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械手廣泛應(yīng)用于采礦、冶金、石油、化學(xué)、船舶等傳統(tǒng)領(lǐng)域，同時(shí)也已開(kāi)始擴(kuò)大到航空，航天。生化、醫(yī)藥、核能等高科技領(lǐng)域中，本文目的主要是利用可編程控制器作為載體，設(shè)計(jì)一套程序取驅(qū)動(dòng)機(jī)械手進(jìn)行預(yù)訂動(dòng)作實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的抓取、搬運(yùn)及投放，根據(jù)需求變化改變搬運(yùn)軌跡，整個(gè)系統(tǒng)利用plc技術(shù)位置控制技等關(guān)鍵詞：機(jī)械手、可編程邏輯控制器abstractWith the development of science and t

2、echnology, manipulator is widely used in mining, metallurgy, petroleum, chemical, shipbuilding and other traditional areas, but also has begun to expand to aviation, aerospace. Biochemistry, medicine, nuclear energy and other high-tech fields, in this paper, the main objective is to use the programm

3、able controller as the carrier, design a set of procedures and the drive manipulator to achieve the target capture, handling and delivery booking action, according to the demand change handling trajectory, the whole system by using the technology of PLC position control technology.Keywords: manipula

4、tor； programmable； logic controller21目錄緒論1.1機(jī)械手應(yīng)用背景與意義機(jī)械手主要由手部、運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)三大部分組成。手部是用來(lái)抓持工件（或工具）的部件，根據(jù)被抓持物件的形狀、尺寸、重量、材料和作業(yè)要求而有多種結(jié)構(gòu)形式，如夾持型、拖持型和吸附型等。運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，使手部完成各種轉(zhuǎn)動(dòng)（擺動(dòng)）、移動(dòng)或復(fù)合運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)規(guī)定的動(dòng)作，改變被抓持物件的位置和姿勢(shì)。運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的升降、收縮、旋轉(zhuǎn)等獨(dú)立運(yùn)動(dòng)方式，稱為機(jī)械手的自由度。為了抓取空間中任意位置和方位的物體，需有6個(gè)自由度。自由度是機(jī)械手設(shè)計(jì)的關(guān)鍵參數(shù)。自由度越多，機(jī)械手的靈活度越大，通用性越廣，其結(jié)構(gòu)也越復(fù)雜。一般專用機(jī)

5、械手有23個(gè)自由度。控制系統(tǒng)是通過(guò)對(duì)機(jī)械手每個(gè)自由度的電機(jī)的控制，來(lái)完成特定動(dòng)作。同時(shí)接收傳感器的信息，形成穩(wěn)定的閉環(huán)控制。控制系統(tǒng)的核心通常是由單片機(jī)或DSP等微控制芯片構(gòu)成，通過(guò)對(duì)其編程實(shí)現(xiàn)所要功能。在現(xiàn)代工業(yè)中，生產(chǎn)過(guò)程的機(jī)械化、自動(dòng)化已成為突出的主題。隨著工業(yè)現(xiàn)代化的進(jìn)一步發(fā)展，自動(dòng)化已經(jīng)成為現(xiàn)代企業(yè)中的重要支柱，無(wú)人車間、無(wú)人生產(chǎn)流水線等等，已經(jīng)隨處可見(jiàn)。同時(shí)，現(xiàn)代生產(chǎn)中，存在著各種各樣的生產(chǎn)環(huán)境，如高溫、放射性、有毒氣體、有害氣體場(chǎng)合以及水下作業(yè)等，這些惡劣的生產(chǎn)環(huán)境不利于人工進(jìn)行操作。工業(yè)機(jī)械手是近代自動(dòng)控制領(lǐng)域中出現(xiàn)的一種新的技術(shù)，是現(xiàn)代控制理論與工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化實(shí)踐相結(jié)合的產(chǎn)物

6、，并以成為現(xiàn)代機(jī)械制造生產(chǎn)系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分。工業(yè)機(jī)械手是提高生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化、改善勞動(dòng)條件、提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率的有效手段之一。尤其在高溫、高壓、粉塵、噪聲以及帶有放射性和污染的場(chǎng)合，應(yīng)用得更為廣泛，。在我國(guó)，近幾年來(lái)也有較快的發(fā)展，并取得一定的效果，收到機(jī)械工業(yè)和鐵路部門(mén)的重視。專用機(jī)械手經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，如今已進(jìn)入以通用機(jī)械手為標(biāo)志的時(shí)代。由于通用機(jī)械手的應(yīng)用和發(fā)展，進(jìn)而促進(jìn)了智能機(jī)器人的研制。智能機(jī)器人涉及的知識(shí)內(nèi)容，不僅包括一般的機(jī)械、液壓、氣動(dòng)等基礎(chǔ)知識(shí)，而且還應(yīng)用一些電子技術(shù)、電視技術(shù)、通訊技術(shù)、計(jì)算技術(shù)、無(wú)線電控制、仿生學(xué)和假肢工藝等，因此它是一項(xiàng)綜合性較強(qiáng)的新技術(shù)。目前

7、國(guó)內(nèi)外對(duì)發(fā)展這一新技術(shù)都很重視，幾十年來(lái)，這項(xiàng)技術(shù)的研究和發(fā)展一直比較活躍，設(shè)計(jì)在不斷地修改，品種在不斷地增加，應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷地?cái)U(kuò)大。隨著我國(guó)工業(yè)的跨越式發(fā)展，機(jī)械手作為工業(yè)生產(chǎn)及裝備制造業(yè)中處在及其重要的位置。在工業(yè)生產(chǎn)和裝備制造領(lǐng)域中充當(dāng)著非常重要的角色，尤其是它能代替人工在有害環(huán)境中進(jìn)行操作以保護(hù)人工的生命安全，在各個(gè)領(lǐng)域都有機(jī)械手的影子：機(jī)床加工工件的裝卸，特別是在自動(dòng)化車床、組合機(jī)床上使用較為普通；在裝配作業(yè)應(yīng)用廣泛，在電子行業(yè)中它可以用來(lái)裝配印制電路板，在機(jī)械行業(yè)中它可以用來(lái)組裝零部件；在勞動(dòng)條件差，單調(diào)重復(fù)易于疲勞的工作環(huán)境，可代替人的勞動(dòng)；可在危險(xiǎn)場(chǎng)合下工作，如軍工品的裝卸、

8、危險(xiǎn)品及有害物的搬運(yùn)等；宇宙及海洋的開(kāi)發(fā)；軍事工程及生物醫(yī)學(xué)方面的研究和實(shí)驗(yàn)。1.2機(jī)械手應(yīng)用國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀機(jī)械手是最早出現(xiàn)的工業(yè)機(jī)器人，也是最早出現(xiàn)的現(xiàn)代機(jī)器人。機(jī)械手研究開(kāi)始于20世紀(jì)中期，一方面，隨著計(jì)算機(jī)和自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，特別是1964年第一臺(tái)數(shù)字計(jì)算機(jī)問(wèn)世以來(lái)，大批量生產(chǎn)的迫切需求推動(dòng)了自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，這為機(jī)械手的開(kāi)發(fā)奠定了基礎(chǔ)；另一方面，核能技術(shù)的研究需要某些操作機(jī)械代替人處理放射性物質(zhì)，在這一需求背景下，美國(guó)于1947年開(kāi)發(fā)了遙控機(jī)械手，1948年又開(kāi)發(fā)了機(jī)械式主從機(jī)械手。機(jī)械手首先是由美國(guó)開(kāi)發(fā)研制的，50年代以后，機(jī)械手逐步推廣到工業(yè)生產(chǎn)部門(mén)，在高溫、污染嚴(yán)重的地方取放工件

9、和裝卸材料，也作為機(jī)床的輔助裝置在自動(dòng)機(jī)床、自動(dòng)生產(chǎn)線和加工中心中應(yīng)用。完成上下料或從刀庫(kù)中取放刀具并按固定程序更換刀具等操作。1954年美國(guó)戴爾沃最早提出了工業(yè)機(jī)器人的概念，并申請(qǐng)了示教，機(jī)械人能實(shí)現(xiàn)動(dòng)作的記錄和再現(xiàn)。這就是所謂的示教再現(xiàn)機(jī)機(jī)器人，現(xiàn)在的機(jī)器人差不多都采用這種控制方式。1958年美國(guó)聯(lián)合控制公司研制出第一彈機(jī)械手鉚接機(jī)器人。作為機(jī)器人產(chǎn)品最早的實(shí)用機(jī)型（示教再現(xiàn)）是1962年美國(guó)AMF公司推出的“ERSTRAN”和“UNIMATION”公司推出的“UNIMATE”。我國(guó)機(jī)械手起步于20世紀(jì)70年代初期，經(jīng)過(guò)30多年發(fā)展，大致經(jīng)歷了3個(gè)階段：70年代萌芽期，80年代的開(kāi)發(fā)期和9

10、0年代的應(yīng)用期。在我國(guó)，機(jī)械手市場(chǎng)份額大部分被國(guó)外機(jī)械手企業(yè)占據(jù)著。在國(guó)際強(qiáng)手面前，國(guó)內(nèi)的機(jī)械手企業(yè)面臨著相當(dāng)大的競(jìng)爭(zhēng)壓力，由上海起，接著天津，吉林，哈爾濱，廣州，昆明等十幾個(gè)研究單位和院校分別開(kāi)發(fā)了固定程序，結(jié)合式，液壓伺服型同用機(jī)械手，并開(kāi)始了機(jī)械學(xué)（包括步行機(jī)構(gòu)）、計(jì)算機(jī)控制和應(yīng)用技術(shù)的研究，這些機(jī)械手大約1/3用于生產(chǎn)。經(jīng)過(guò)80年代尤其是后5年的努力，吸引了160多個(gè)單位從事機(jī)械手及相關(guān)技術(shù)的研究力量，形成了京津、東北、華東、華南等機(jī)械手技術(shù)地區(qū)和十幾家優(yōu)勢(shì)單位，培養(yǎng)了一支2000多人的工業(yè)機(jī)械手設(shè)計(jì)，研制，應(yīng)用隊(duì)伍，造就了一批機(jī)械手專家，使我國(guó)工業(yè)機(jī)械手技術(shù)發(fā)展基本上可以立足于國(guó)內(nèi)。

11、如今我國(guó)正從一個(gè)“制造大國(guó)”向“制造強(qiáng)國(guó)”邁進(jìn)，中國(guó)制造業(yè)面臨著與國(guó)際接軌、參與國(guó)際分工的巨大挑戰(zhàn)，對(duì)我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化的提高迫在眉睫，政府務(wù)必會(huì)加大對(duì)機(jī)器人的資金投入和政府支持，將會(huì)給機(jī)械手產(chǎn)業(yè)發(fā)展注入新的動(dòng)力。我國(guó)主要開(kāi)發(fā)的機(jī)械手由噴涂機(jī)械手、焊接機(jī)械手、搬運(yùn)機(jī)械手和裝配機(jī)械手。這些工業(yè)機(jī)械手主要由類似人的手和臂組成，它可替代人的繁重勞動(dòng)以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化，能在有害環(huán)境下操作以保護(hù)人身安全，因而廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、冶金、電子、輕工和原子能等部門(mén)。第2章控制要求 本次的設(shè)計(jì)需要自己對(duì)機(jī)械手進(jìn)行各種器件的選擇，并且編程通過(guò)PLC運(yùn)行程序，實(shí)現(xiàn)機(jī)械手上下，左右移動(dòng)和夾取物品，本次的操作要求是

12、通過(guò)手動(dòng)和自動(dòng)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)目標(biāo)，其中自動(dòng)有三種方式。 單步運(yùn)動(dòng)：按下按鈕機(jī)械手完成這個(gè)動(dòng)作就停止。 單周運(yùn)動(dòng)：按下啟動(dòng)按鈕，從原點(diǎn)開(kāi)始，機(jī)械手按工序自動(dòng)完成一個(gè)周期的動(dòng)作后，停在原位。 連續(xù)運(yùn)動(dòng)：機(jī)構(gòu)停在原位時(shí)，按下啟動(dòng)按鈕，機(jī)構(gòu)自動(dòng)執(zhí)行周期工作。按下復(fù)位鍵復(fù)位。第3章設(shè)備選型3.1.控制的選型輸出刷新三個(gè)階段。PLC的特點(diǎn)：1、抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高。2、控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通用性強(qiáng)。3、編程方便，易于使用。4、功能強(qiáng)大，成本低。5、設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試的周期短。6、維護(hù)方便。3.2.2常用PLC介紹在中國(guó)，PLC的型號(hào)有很多種，而且生產(chǎn)的廠家也不同，其類型也有所不同，使用起來(lái)也都不相同， 三

13、菱PLC采用一類可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算，順序控制，定時(shí)計(jì)時(shí)與操作等面向用戶指令，并通過(guò)數(shù)字或模擬量輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程，三菱PLC在中國(guó)常見(jiàn)的型號(hào)有FR-FX1S,FR-FX2N,FR-FX30等。其特點(diǎn)和許多PLC相似，編程簡(jiǎn)單、可靠性高、高速運(yùn)算等，其缺點(diǎn)是，模擬量模塊比較昂貴且程序復(fù)雜。西門(mén)子PLC在中國(guó)市場(chǎng)的占有率很大，廣泛的應(yīng)用在多種領(lǐng)域里。也是技術(shù)比較成熟、最具有特色和最具有代表性的微型plc，除基本的指令表編程外，還可以用采用梯形圖及對(duì)應(yīng)機(jī)械動(dòng)作流程進(jìn)行順序功能圖編程，而且這些程序可以互相轉(zhuǎn)換。其S7系列plc體積小，速度快，具有網(wǎng)絡(luò)通

14、信能力功能更強(qiáng)等，而且還具有強(qiáng)大的中文功能。綜上，西門(mén)子plc更加符合我們經(jīng)濟(jì)和要求，因此我們選擇plc作為本次的控制中心。3.2.3西門(mén)子PLC的選型西門(mén)子PLC的主要型號(hào)有S7-200，S7-300，S7-400，S7-1200幾種型號(hào)，其用途也會(huì)有所不同，S7-200用于小型的電氣系統(tǒng)中，著重邏輯控制，S7-300用于稍大的控制系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的工藝控制，s7-400用于大型控制系統(tǒng)，主要實(shí)現(xiàn)冗余控制等，由于我們這次是對(duì)模型的機(jī)械手控制，屬于小型的控制系統(tǒng)，而且邏輯控制要求也比較高，因此我們選擇西門(mén)子PLCS7-200 CPU224 CDC/DC/DC作為本次控制中心的型號(hào)，由于此型號(hào)只

15、有14個(gè)輸入點(diǎn)10個(gè)輸出點(diǎn)，而我們要24個(gè)輸入點(diǎn)11個(gè)輸出點(diǎn)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠我們的需求，我們還需要一個(gè)擴(kuò)展模塊。S7-200的擴(kuò)展模塊有。1. 輸入擴(kuò)展模塊EM221: 共有3種產(chǎn)品，即8點(diǎn)和16點(diǎn)DC、8點(diǎn)AC。2. 輸出擴(kuò)展模塊EM222：共有5種產(chǎn)品，即8點(diǎn)DC和4點(diǎn)DC、8點(diǎn)AC、8點(diǎn)繼電器和4點(diǎn)繼電器。3. 輸入/輸出混合模塊EM223：共有6種產(chǎn)品。其中DC輸入/DC輸出的有3種，DC輸入/繼電器輸出的有三種，它們對(duì)應(yīng)的輸入/輸出點(diǎn)數(shù)分別為4點(diǎn)、8點(diǎn)和16點(diǎn)。4. 模擬量輸入擴(kuò)展模塊EM231。5. 模擬量輸出擴(kuò)展模塊EM232。6. 模擬量輸入/輸出擴(kuò)展模塊EM235。7. 圖2.1

16、S7-200 CPU外型圖因此擴(kuò)展模塊EM223符合我們的要求，還可以留有一定的余量。3.3 電機(jī)的選擇3.3.1底座和手爪電機(jī)的選定我們?cè)谶x擇的過(guò)程中，首先考慮到我們所選的器件是否能達(dá)到我們的預(yù)定要求，性價(jià)比等，我們這次選擇的控制中心式直流輸出，而電機(jī)又是直接受控制中心控制運(yùn)行的，因此我們選擇倆個(gè)永磁直流電機(jī)，其型號(hào)為70TYZ05，工作電壓為24V以下.工作電流小于5.1A作為底座和機(jī)械手爪的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。直流電機(jī)的工作原理 直流電機(jī)再外加電壓的作用下，在導(dǎo)體中形成電流，載流電體在磁場(chǎng)中受到電磁力的作用，通過(guò)換向器使導(dǎo)體進(jìn)入異性磁場(chǎng)時(shí)，導(dǎo)體中的電流方向也相應(yīng)改變，以維持電磁轉(zhuǎn)矩方向不變，從而使

17、直流電動(dòng)機(jī)連續(xù)旋轉(zhuǎn)，把直流電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能輸出。直流電機(jī)的組成 直流電機(jī)主要由兩部分組成：定子和轉(zhuǎn)子定子又包括主磁極（磁極鐵心和勵(lì)磁繞組組成）、換向磁極（鐵心和換向磁極繞組組成）、機(jī)座，端蓋等組成轉(zhuǎn)子（電樞）：轉(zhuǎn)軸、電樞繞組（許多線圈組成），換向器等組成3.3.2X軸和Y軸電機(jī)的選定由于X軸和Y軸是距離移動(dòng)，如果用一般的電機(jī)控制，其速度基本上是穩(wěn)定的，不能加快，也不能減慢，還不能精確停位這樣會(huì)導(dǎo)致很多的不便，因此步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)就可以很好的解決這個(gè)問(wèn)題，通過(guò)信號(hào)來(lái)控制電機(jī)速度，精度等。伺服系統(tǒng)（servo mechanism）是使物體的位置、方位、狀態(tài)等輸出被控量能夠跟隨輸入目標(biāo)（或給定值）

18、的任意變化的自動(dòng)控制系統(tǒng)。伺服主要靠脈沖來(lái)定位，基本上可以這樣理解，伺服電機(jī)接收到1個(gè)脈沖，就會(huì)旋轉(zhuǎn)1個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)的角度，從而實(shí)現(xiàn)位移，因?yàn)?，伺服電機(jī)本身具備發(fā)出脈沖的功能，所以伺服電機(jī)每旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，都會(huì)發(fā)出對(duì)應(yīng)數(shù)量的脈沖，這樣，和伺服電機(jī)接受的脈沖形成了呼應(yīng)，或者叫閉環(huán)，如此一來(lái)，系統(tǒng)就會(huì)知道發(fā)了多少脈沖給伺服電機(jī)，同時(shí)又收了多少脈沖回來(lái)，這樣，就能夠很精確的控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)精確的定位，可以達(dá)到0.001mm。伺服電機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：速度控制精確，轉(zhuǎn)矩速度特性很硬，控制原理簡(jiǎn)單，使用方便，價(jià)格便宜。缺點(diǎn)：電刷換向，速度限制，附加阻力，產(chǎn)生磨損微粒（無(wú)塵易爆環(huán)境不宜）價(jià)格比較貴。步進(jìn)電機(jī)

19、工作原理通常電機(jī)的轉(zhuǎn)子為永磁體，當(dāng)電流流過(guò)定子繞組時(shí)，定子繞組產(chǎn)生一矢量磁場(chǎng)。該磁場(chǎng)會(huì)帶動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)一角度，使得轉(zhuǎn)子的一對(duì)磁場(chǎng)方向與定子的磁場(chǎng)方向一致。當(dāng)定子的矢量磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度。轉(zhuǎn)子也隨著該磁場(chǎng)轉(zhuǎn)一個(gè)角度。每輸入一個(gè)電脈沖，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度前進(jìn)一步。它輸出的角位移與輸入的脈沖數(shù)成正比、轉(zhuǎn)速與脈沖頻率成正比。改變繞組通電的順序，電機(jī)就會(huì)反轉(zhuǎn)。所以可用控制脈沖數(shù)量、頻率及電動(dòng)機(jī)各相繞組的通電順序來(lái)控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)。步進(jìn)電機(jī)的特點(diǎn)1電機(jī)旋轉(zhuǎn)的角度正比于脈沖數(shù)；2電機(jī)停轉(zhuǎn)的時(shí)候具有最大的轉(zhuǎn)矩（當(dāng)繞組激磁時(shí)）； 3由于每步的精度在百分之三到百分之五，而且不會(huì)將一步的誤差積累到下一步因而有較好的位置

20、精度和運(yùn)動(dòng)的重復(fù)性；4優(yōu)秀的起停和反轉(zhuǎn)響應(yīng)；5由于沒(méi)有電刷，可靠性較高，因此電機(jī)的壽命僅僅取決于軸承的壽命；6電機(jī)的響應(yīng)僅由數(shù)字輸入脈沖確定，因而可以采用開(kāi)環(huán)控制，這使得電機(jī)的結(jié)構(gòu)可以比較簡(jiǎn)單而且控制成本；7僅僅將負(fù)載直接連接到電機(jī)的轉(zhuǎn)軸上也可以極低速的同步旋轉(zhuǎn)。8由于速度正比于脈沖頻率，因而有比較寬的轉(zhuǎn)速范圍。本次的機(jī)械手的控制的電機(jī)我們使用的是步進(jìn)電機(jī),參數(shù)如下品牌LIKO類型兩相步進(jìn)電機(jī)極數(shù)2極線數(shù)4額定轉(zhuǎn)速11000r/min型號(hào)42BYGH60-1684B電壓24V以下電流1.7A以下應(yīng)用范圍激光設(shè)備，實(shí)驗(yàn)臺(tái)，雕刻機(jī)，小機(jī)器人等42兩相步進(jìn)電機(jī)，單出軸。接線方式：紅藍(lán)A+、A-,黑綠

21、B+、B-此型號(hào)的步進(jìn)電機(jī)電壓在我們所選取的電壓范圍類，所以該電機(jī)能夠正常的啟動(dòng)，其載動(dòng)量也很大，對(duì)于我們的這次設(shè)計(jì)任務(wù)能夠滿足我們的要求，他也擁有著步進(jìn)電機(jī)所有的優(yōu)點(diǎn)，該電機(jī)在市場(chǎng)的很容易買(mǎi)到，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。步進(jìn)電機(jī)的組成步進(jìn)電機(jī)主要也是由定子和轉(zhuǎn)子組成，定子上分布著磁極，磁極上有勵(lì)磁繞組，轉(zhuǎn)子有轉(zhuǎn)軸，滾珠軸承等。3.3.3步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的選擇選擇步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器首先根據(jù)所給電機(jī)的電壓、電流選擇，我們所給定的電壓是24v，所以步進(jìn)電機(jī)的電源電壓也在這個(gè)值左右，步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器的電源電壓也是24V，我們用的步進(jìn)電機(jī)，起電流在1.7A以下，其型號(hào)的步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)最大電流是2A，能夠完全帶動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行因此

22、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器型號(hào)SH2024B2 滿足這個(gè)要求, SH2024B2型步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器是我廠精心研制開(kāi)發(fā)的二相混合式步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器電壓。工作電壓15-36V該驅(qū)動(dòng)器采用PWM 方式驅(qū)動(dòng),具有工作電壓范圍寬、效率高,相電流、細(xì)分?jǐn)?shù)可調(diào),自動(dòng)半流的特點(diǎn),相電流設(shè)定從0.52A, 細(xì)分?jǐn)?shù)設(shè)定有2、4、8、16、32、64共六檔,可滿足微步距驅(qū)動(dòng)的要求,“說(shuō)明式”的面板設(shè)計(jì)使操作使用方 便直觀。其使用說(shuō)明OPTO:為輸入信號(hào)的公共端,OPTO端須接外部系統(tǒng)的VCC。若VCC為+5V則可直接連接,若VCC大于+5V,則使用到的CP、DIR、FREE端子分別外串接限流電阻R,保證給內(nèi)部光耦提供815mA的驅(qū)

23、動(dòng)電流,參見(jiàn)上表1DIR:方向電平信號(hào)輸入端,高低電平控制電機(jī)正/反轉(zhuǎn)。信號(hào)電平的改變應(yīng)錯(cuò)開(kāi)CP脈沖下降沿3us以上。FREE:脫機(jī)信號(hào)(低電平有效),當(dāng)此輸入控制端為低時(shí),電機(jī)勵(lì)磁電流被關(guān)斷,電機(jī)處于脫機(jī)自由狀態(tài)。CP:步進(jìn)脈沖信號(hào)輸入,下降沿有效,最高響應(yīng)頻率不低于100KHZ,信號(hào)電平穩(wěn)定時(shí)間不小于3us。· 相電流設(shè)定: SH2024B2型驅(qū)動(dòng)器采用撥位開(kāi)關(guān)設(shè)定相電流。驅(qū)動(dòng)器細(xì)分設(shè)定后電機(jī)的步距角等于電機(jī)的整步步距角除以細(xì)分?jǐn)?shù)。例如:細(xì)分?jǐn)?shù)設(shè)定為2,驅(qū)動(dòng)0.9°/1.8°的二相電機(jī),其細(xì)分步距角為1.8°/2=0.9°。 注:

24、撥位開(kāi)關(guān)ON=0,OFF=1,細(xì)分?jǐn)?shù)設(shè)定好后驅(qū)動(dòng)器須斷電復(fù)位(或脫機(jī)一次)方可有效。相電流設(shè)定(位1 2 3)1 2 3相電流1 2 3相電流0 0 00.5A1 0 01.2A0 0 10.6A1 0 11.3A0 1 00.8A1 1 01.6A0 1 11.0A1 1 12.0A3.3.4微動(dòng)開(kāi)關(guān)選擇第一個(gè)，按下一步選擇數(shù)字量輸出口，Q0.0和Q0.1選擇后在下一步選擇脈沖PTO或者PWM,因?yàn)槲覀兯x的驅(qū)動(dòng)器是PWM驅(qū)動(dòng)的，因此我們選擇PWM,選擇后在下一步最后直接點(diǎn)擊完成回到PLC編程頁(yè)面，點(diǎn)擊調(diào)用子程序點(diǎn)擊PWM0-RUN如圖PLCs7-200自帶脈沖功能為我們提供了很大的方便，使程序變得簡(jiǎn)易一些3.3.8手爪的驅(qū)動(dòng)方式第4章硬件設(shè)計(jì)4.1機(jī)械手的簡(jiǎn)單介紹4.2本次用到的各種電器元件4.3PLC控制機(jī)械手的結(jié)構(gòu)圖4.4動(dòng)作過(guò)程機(jī)械手開(kāi)始處于原點(diǎn)，按下啟動(dòng)按鈕，機(jī)械手沿X軸前進(jìn)，碰到后限位開(kāi)關(guān)后停止，然后機(jī)械手沿Y軸下降，碰到下限位開(kāi)關(guān)停止，然后機(jī)械手手爪開(kāi)始旋轉(zhuǎn)到接近開(kāi)關(guān)停止，手爪夾緊，然后機(jī)械手開(kāi)始上升到上限位開(kāi)關(guān)和沿X軸后退到前限位開(kāi)關(guān)停