工業(yè)機(jī)器人的電控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 工業(yè)機(jī)器人的電控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院專業(yè)班級(jí)09機(jī)械工程及自動(dòng)化6班學(xué)生姓名學(xué)生學(xué)號(hào)指導(dǎo)教師提交日期2013 年5月 29日摘要本研究課題是基于應(yīng)用在汽車物流實(shí)驗(yàn)當(dāng)中的四軸工業(yè)機(jī)械手，電控系統(tǒng)采用了固高公司的GUC系列工控機(jī)作為上位機(jī)，并采購(gòu)了臺(tái)達(dá)伺服驅(qū)動(dòng)器作為下位機(jī)，圍繞著上下位機(jī)，結(jié)合各相關(guān)電控元件，從中配置臺(tái)達(dá)伺服驅(qū)動(dòng)器與固高工控機(jī)的參數(shù)，搭建起整套電控系統(tǒng)。本課題主要介紹臺(tái)達(dá)驅(qū)動(dòng)器的調(diào)試配置和固高一體機(jī)的調(diào)試配置，確定GUC-400-EXX-M01-L3型號(hào)的GUC 運(yùn)動(dòng)控制器的接口定義并設(shè)計(jì)和制作通用端子板，再結(jié)合各相關(guān)的電控元件，搭建起整套電控

2、系統(tǒng)，從而配置臺(tái)達(dá)伺服驅(qū)動(dòng)器和固高工控機(jī)的參數(shù)。然后再通過通信電纜的參數(shù)配置，尤其電子齒輪比的設(shè)置，來實(shí)現(xiàn)上下位機(jī)的聯(lián)調(diào)。目前工業(yè)機(jī)器人技術(shù)已成為世界各發(fā)達(dá)國(guó)家競(jìng)相發(fā)展的高技術(shù)，其發(fā)展水平已成為衡量一個(gè)國(guó)家技術(shù)發(fā)展程度的重要標(biāo)志之一。工業(yè)機(jī)器人技術(shù)研究、制造和應(yīng)用的水平從一個(gè)側(cè)面表現(xiàn)了國(guó)家的科技水平和經(jīng)濟(jì)實(shí)力，因而受到各國(guó)的重視。關(guān)鍵詞：工業(yè)機(jī)械手，上下位機(jī)，電控系統(tǒng)AbstractIn this paper, multivariable predictive control algorithm and its application to the control of the environ

3、mental test device are introduced particularly. The temperature and humidity control system of the environmental test device is characterized as long time delay and severe coupling. Therefore, the routine PID control effect is unsatisfactory. In this case, the simulation of the temperature and humid

4、ity control of the environmental test device based on multivariable predictive control algorithm is made.Currently the robot technique has become the high technique that each flourishing nation in world develops competitively, the level of development has become one of the important markings that me

5、asure a national technique development degree. The robot technique research, manufacturing and applied levels are from a side token the level of the science and technology and economic powers of the nation, as a result it was subjected to the value of all countries. Key wards: welding robot, arm, wr

6、ist, harmonic reducer , AC servo motor 目錄摘要IAbstractII第一章緒論11.1 選題背景11.2 國(guó)內(nèi)外形勢(shì)11.3 主要研究工作11.4 本文安排2第二章臺(tái)達(dá)驅(qū)動(dòng)器的調(diào)試配置32.1 臺(tái)達(dá)驅(qū)動(dòng)器的電路搭建32.2 臺(tái)達(dá)驅(qū)動(dòng)器的參數(shù)配置52.2.1 面板顯示及操作52.2.2 參數(shù)設(shè)定流程62.2.3 狀態(tài)顯示72.2.4 異常狀態(tài)記錄顯示操作92.3 寸動(dòng)模式的調(diào)試（即空載JOG測(cè)試）102.4 單機(jī)軟件應(yīng)用界面的調(diào)試122.5 本章小結(jié)14第三章固高一體機(jī)的調(diào)試配置153.1 固高一體機(jī)的電路搭建153.1.1 電機(jī)控制系統(tǒng)的基本組成153.

7、1.2 GUC 運(yùn)動(dòng)控制器電源連接圖163.1.3 專用輸入、輸出連接方法163.1.4 編碼器輸入連接方法173.1.5 控制輸出信號(hào)連接方法183.1.6 通用數(shù)字量輸入/輸出連接方法203.1.7 模擬量輸入連接方法213.2 固高一體機(jī)的參數(shù)配置213.2.1 Demo 介紹213.2.2 控制器配置223.2.3 運(yùn)動(dòng)控制功能的測(cè)試233.2.4 IO 功能的測(cè)試243.3 本章小結(jié)25第四章固高一體機(jī)的通用端子板274.1 通用端子板的設(shè)計(jì)274.1.1 輸出信號(hào)的控制284.2 通用端子板的原理圖284.3 通用端子板的技術(shù)參數(shù)294.3 本章小結(jié)30第五章配置上下位機(jī)的通信參數(shù)

8、315.1 搭建電控柜的電控系統(tǒng)315.1.1 外部電源315.1.2 電控系統(tǒng)原理圖325.2 上下位機(jī)聯(lián)調(diào)325.2.1 通信電纜的參數(shù)325.2.2 電子齒輪比375.2.3 檢出器輸出脈沖設(shè)定395.2 本章小結(jié)39結(jié)論40參考文獻(xiàn)42附錄43致謝46第一章緒論1.1 選題背景工業(yè)機(jī)器人是面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機(jī)械手或多自由度的機(jī)器人，是一種能自動(dòng)定位、可重復(fù)編程、多功能、多自由度的操作機(jī)。它能搬運(yùn)材料、零件或加持工具，廣泛應(yīng)用在人在工業(yè)生產(chǎn)中，能代替人做某些單調(diào)、頻繁和重復(fù)的長(zhǎng)時(shí)間作業(yè)，或是危險(xiǎn)、惡劣環(huán)境下的作業(yè)。本研究課題背景是建立在廣州學(xué)院機(jī)器人應(yīng)用研究所所研發(fā)出的四軸工業(yè)機(jī)械手，

9、并將其應(yīng)用在汽車物流實(shí)驗(yàn)室的教學(xué)實(shí)驗(yàn)當(dāng)中。工業(yè)機(jī)器人在許多生產(chǎn)領(lǐng)域的使用實(shí)踐證明，它在提高生產(chǎn)自動(dòng)化水平，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量以及經(jīng)濟(jì)效益，改善工人勞動(dòng)條件等方面，有著令世人矚目的作用，引起了世界各國(guó)和社會(huì)各層人士的廣泛關(guān)注。在新的世紀(jì)，工業(yè)機(jī)器人必將得到更加快速的發(fā)展和更加廣泛的應(yīng)用。1.2 國(guó)內(nèi)外形勢(shì)隨著工業(yè)機(jī)器人向更深更廣方向的發(fā)展以及機(jī)器人智能化水平的提高，機(jī)器人的應(yīng)用范周還在不斷地?cái)U(kuò)大，已從汽車制造業(yè)推廣到其他制造業(yè)，進(jìn)而推廣到諸如采礦機(jī)器人、建筑業(yè)機(jī)器人以及水電系統(tǒng)維護(hù)維修機(jī)器人等各種非制造行業(yè)。此外，在國(guó)防軍事、醫(yī)療衛(wèi)生、生活服務(wù)等領(lǐng)域機(jī)器人的應(yīng)用也越來越多，如無人偵察機(jī)(飛

10、行器)、直角坐標(biāo)機(jī)器人、醫(yī)療機(jī)器人、家政服務(wù)機(jī)器人等均有應(yīng)用實(shí)例。機(jī)器人正在為提高人類的生活質(zhì)量發(fā)揮著重要的作用。鑒于此，工業(yè)機(jī)器人可以說是節(jié)約勞動(dòng)生產(chǎn)力，提高產(chǎn)量的尤物，是人類機(jī)械化提高的一個(gè)重要標(biāo)志。和計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)一樣，工業(yè)機(jī)器人的廣泛應(yīng)用正在日益改變著人類的生產(chǎn)和生活方式。我國(guó)工程機(jī)械行業(yè)應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人較晚，目前處于引進(jìn)消化階段。為了適應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)向大型、復(fù)雜、動(dòng)態(tài)和開放方向發(fā)展的需要，國(guó)際機(jī)器人界都在加大科研力度對(duì)機(jī)器人技術(shù)進(jìn)行深入研究。從工業(yè)機(jī)器人技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)看，智能化控制技術(shù)將是工業(yè)機(jī)器人技術(shù)發(fā)展的主要方向。1.3主要研究工作通過收集資料熟讀臺(tái)達(dá)交流伺服驅(qū)動(dòng)器的產(chǎn)品說明書，進(jìn)

11、行電路搭建和調(diào)試配置。然后熟讀固高一體機(jī)的產(chǎn)品說明書，進(jìn)行電路搭建和調(diào)試配置。然后根據(jù)動(dòng)作要求繪制固高一體機(jī)的通用輸入及通用輸出端子板。之后再結(jié)合上下位機(jī)，設(shè)計(jì)電控柜的電控原理圖。最后通過配置上下位機(jī)的通信參數(shù)，搭建電控系統(tǒng)。另外，還要翻譯一篇與論文相關(guān)的外文資料。1.4 本文安排這次課題的研究主要分七個(gè)階段完成。第一階段（前）是查閱設(shè)計(jì)相關(guān)資料和文獻(xiàn)，完成開題報(bào)告。第二階段（前）是確定方案，完成臺(tái)達(dá)驅(qū)動(dòng)器的電路搭建、參數(shù)配置、寸動(dòng)模式的調(diào)試和單機(jī)軟件應(yīng)用界面的調(diào)試。第三階段（前）是完車成高一體機(jī)的單路搭建和參數(shù)配置，繪制固高一體機(jī)的通用輸入及通用輸出端子板。第四階段（前）是結(jié)合上下位機(jī)，設(shè)計(jì)

12、電控柜的電控原理圖；配置上下位機(jī)的通信參數(shù)，搭建電控柜的電控系統(tǒng)。第五階段（2013.5.18前）是進(jìn)行上下位機(jī)聯(lián)調(diào)，翻譯有關(guān)英文資料，撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文。第六階段（前）是畢業(yè)論文定稿，整理、完善畢業(yè)設(shè)計(jì)，答辯資格審查。第七階段（前）是完成畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯。第二章 臺(tái)達(dá)驅(qū)動(dòng)器的調(diào)試配置本研究課題是基于應(yīng)用在汽車物流實(shí)驗(yàn)當(dāng)中的四軸工業(yè)機(jī)械手，電控系統(tǒng)采用了固高公司的GUC系列工控機(jī)作為上位機(jī)，并采購(gòu)了臺(tái)達(dá)伺服驅(qū)動(dòng)器作為下位機(jī)，圍繞著上下位機(jī)，結(jié)合各相關(guān)電控元件，從中配置臺(tái)達(dá)伺服驅(qū)動(dòng)器與固高工控機(jī)的參數(shù)，搭建起整套電控系統(tǒng)。2-1電控系統(tǒng)原理圖工業(yè)機(jī)器人的電控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)必須考慮以下方面的要求：（1）

13、系統(tǒng)優(yōu)越性：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)清晰，安裝、操作簡(jiǎn)單，適用于各類使用環(huán)境，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性好。（2）時(shí)效性：實(shí)時(shí)監(jiān)控伺服驅(qū)動(dòng)器和馬達(dá)的運(yùn)行狀況。（3）準(zhǔn)確性：系統(tǒng)定位準(zhǔn)確，偏差小，以達(dá)到較高的精度要求。2.1臺(tái)達(dá)驅(qū)動(dòng)器的電路搭建臺(tái)達(dá)驅(qū)動(dòng)器的電路是由控制電路和主回路組成。主電路：由三角插頭接通交流電源220V主控開關(guān)交流接觸器主觸頭交流伺服驅(qū)動(dòng)器交流伺服電機(jī)?？刂苹芈罚河扇遣孱^電源（接通交流電源220V）的火線（L線）主控開關(guān)急停開關(guān)停止按鈕（常閉開關(guān)按鈕）啟動(dòng)按鈕（常開開關(guān)按鈕）交流接觸器線圈三角插頭的零線（N線）。圖2-2臺(tái)達(dá)驅(qū)動(dòng)器的電路原理圖電路工作原理如下：當(dāng)電機(jī)M要運(yùn)行時(shí)，合上主控開關(guān)，按下啟動(dòng)按

14、鈕SB2，交流接觸器KM通電并自鎖，此時(shí)交流接觸器主觸頭接通，交流伺服驅(qū)動(dòng)器上電驅(qū)動(dòng)電機(jī)M正常運(yùn)行。當(dāng)電機(jī)M要停止運(yùn)行時(shí)，按下停止按鈕SB1，交流接觸器KM斷電，交流接觸器主觸頭斷開，交流伺服驅(qū)動(dòng)器斷電，電機(jī)M停止運(yùn)行。當(dāng)出現(xiàn)故障或其他緊急情況是，可按下急停開關(guān)，控制回路立馬斷電，電機(jī)M緊急停止。圖2-3臺(tái)達(dá)驅(qū)動(dòng)器的電路實(shí)物圖連接控制電路的優(yōu)點(diǎn)：（1）假如不連接控制電路，單靠主控開關(guān)或刀閘開關(guān)來控制，在線路連接比較遠(yuǎn)時(shí)，控制很不方便。（2）在停電時(shí)，主控開關(guān)或刀閘開關(guān)沒有及時(shí)關(guān)掉或忘記關(guān)掉，在下一次有電時(shí)，因?yàn)闆]有關(guān)掉開關(guān)，線路接通會(huì)造成嚴(yán)重事故（電機(jī)突然在運(yùn)轉(zhuǎn)），當(dāng)然此次實(shí)踐只是單單調(diào)試而已

15、，不會(huì)發(fā)生嚴(yán)重事故。（3）有了控制電路，控制方便，操作安全，像一些比較完美的電路會(huì)接熱繼電器在電機(jī)的三相上，其中常閉觸頭接于控制電路中，當(dāng)電機(jī)有一根線斷開（電機(jī)照常運(yùn)轉(zhuǎn)），很難發(fā)現(xiàn)電機(jī)出現(xiàn)事故，熱繼電器因?yàn)檫^流產(chǎn)生熱，從而使常閉觸頭斷開，繼而導(dǎo)致控制線路斷電，交流接觸器線圈斷電，主電路也同時(shí)斷電，實(shí)現(xiàn)的安全保障。當(dāng)然交流接觸器也有起失壓和欠壓的保護(hù)作用。2.2臺(tái)達(dá)驅(qū)動(dòng)器的參數(shù)配置2.2.1 面板顯示及操作面板顯示及操作主要說明ASDA-B2 系列伺服驅(qū)動(dòng)器的面板狀態(tài)顯示及各項(xiàng)操作說明。圖2-4面板各部名稱表2-1面板各部功能名稱功能顯示器五組七段顯示器用于顯示監(jiān)視值、參數(shù)值及設(shè)定值。電源指示燈

16、主電源回路電容量的充電顯示。MODE 鍵切換監(jiān)視模式/參數(shù)模式/異常顯示，在編輯模式時(shí)，按MODE 鍵可跳出到參數(shù)模式。SHIFT 鍵參數(shù)模式下可改變?nèi)航M碼。編輯模式下閃爍漢字左移可用于修正較高的設(shè)定漢字值。監(jiān)視模式下可切換高/低位數(shù)顯示。UP 鍵變更監(jiān)視碼、參數(shù)碼或設(shè)定值。DOWN 鍵變更監(jiān)視碼、參數(shù)碼或設(shè)定值。SET 鍵顯示及儲(chǔ)存設(shè)定值。監(jiān)視模式下可切換10/16 進(jìn)制顯示。在參數(shù)模式下，按SET 鍵可進(jìn)入編輯模式。2.2.2參數(shù)設(shè)定流程圖2-5 參數(shù)設(shè)定流程(1) 驅(qū)動(dòng)器電源接通后，顯示器會(huì)先持續(xù)顯示監(jiān)視變數(shù)符號(hào)約一秒鐘。然后才進(jìn)入監(jiān)控模式。(2) 按MODE 鍵可切換參數(shù)模式監(jiān)視模式異

17、常模式，若無異常發(fā)生則略過異常模式。(3) 當(dāng)有新的異常發(fā)生時(shí)，無論在任何模式都會(huì)馬上切到異常顯示模式下，按下MODE 鍵可切換到其他模式，當(dāng)連續(xù)20 秒沒有任何鍵被按下，則會(huì)自動(dòng)切換回異常模式。(4) 在監(jiān)視模式下，若按下UP 或DOWN 鍵可切換監(jiān)視變數(shù)。此時(shí)監(jiān)視變數(shù)符號(hào)會(huì)持續(xù)顯示約一秒鐘。(5) 在參數(shù)模式下，按下SHIFT 鍵時(shí)可切換群組碼。UPDOWN 鍵可變更后二漢字參數(shù)碼。(6) 在參數(shù)模式下，按下SET 鍵，系統(tǒng)立即進(jìn)入編輯設(shè)定模式。顯示器同時(shí)會(huì)顯示此參數(shù)對(duì)應(yīng)的設(shè)定值，此時(shí)可利用UPDOWN 鍵修改參數(shù)值，或按下MODE 鍵脫離編輯設(shè)定模式并回到參數(shù)模式。(7) 在編輯設(shè)定模式

18、下，可按下SHIFT 鍵使閃爍漢字左移，再利用UPDOWN 快速修正較高的設(shè)定漢字值。(8) 設(shè)定值修正完畢后，按下SET 鍵，即可進(jìn)行參數(shù)儲(chǔ)存或執(zhí)行指令。(9) 完成參數(shù)設(shè)定后，顯示器會(huì)顯示結(jié)束代碼SAVED，并自動(dòng)回復(fù)到參數(shù)模式。2.2.3 狀態(tài)顯示（1）儲(chǔ)存設(shè)定顯示：當(dāng)參數(shù)編輯完畢，按下SET 儲(chǔ)存設(shè)定鍵時(shí)，面板顯示器會(huì)依設(shè)定狀態(tài)持續(xù)顯示設(shè)定狀態(tài)符號(hào)一秒鐘。表2-2儲(chǔ)存設(shè)定顯示說明顯示符號(hào)內(nèi)容說明設(shè)定值正確儲(chǔ)存結(jié)束（Saved）。只讀參數(shù)，寫入禁止（Read-Only）。密碼輸入錯(cuò)誤或未輸入密碼（Locked）。設(shè)定值不正確或輸入保留設(shè)定值（Out of Range）。伺服啟動(dòng)中無法輸入

19、（Servo On）。此參數(shù)須重新開機(jī)才有效（Power On）。（2）小數(shù)點(diǎn)顯示表2-3小數(shù)點(diǎn)顯示說明顯示符號(hào)內(nèi)容說明高/低位指示：當(dāng)資料為32 位10 進(jìn)位顯示時(shí)，用來指示目前顯示為高位或是低位部份。負(fù)號(hào)：當(dāng)資料以 10 進(jìn)位顯示時(shí)，最左邊的兩個(gè)小數(shù)點(diǎn)代表負(fù)號(hào)，不論16/32 位資料皆同。16 進(jìn)位顯示一律為正，不顯示負(fù)號(hào)。（3）警示信息顯示表2-4儲(chǔ)存設(shè)定顯示說明顯示符號(hào)內(nèi)容說明驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)生錯(cuò)誤時(shí)，顯示警示符號(hào)AL及警示代碼nnn。其代表含意請(qǐng)參考第七章 P0-01 參數(shù)說明，或第十一章異常排除。（4）正負(fù)號(hào)設(shè)定顯示表2-5正負(fù)號(hào)設(shè)定顯示說明顯示符號(hào)內(nèi)容說明進(jìn)入編輯設(shè)定模式時(shí)，可按下UPD

20、OWN 鍵來增減顯示的內(nèi)容值。SHIFT 鍵可改變欲修正的進(jìn)位值（此時(shí)進(jìn)位值會(huì)呈現(xiàn)閃爍狀態(tài)）。SHIFT 鍵連續(xù)按2 秒，可切換正（+）、負(fù)（-）符號(hào)。若切換正負(fù)符號(hào)后，參數(shù)值超出范圍，則不切換。（5）監(jiān)控顯示驅(qū)動(dòng)器電源輸入時(shí)，顯示器會(huì)先持續(xù)顯示監(jiān)控顯示符號(hào)約一秒鐘。然后才進(jìn)入監(jiān)控模式。在監(jiān)控模式下可按下UP 或DOWN 鍵來改變欲顯示的監(jiān)視變數(shù)，或可直接修改參數(shù)P0-02來指定監(jiān)視代碼。電源輸入時(shí)，會(huì)先顯示ASDB2。當(dāng)：P0-02 值為4，然后再顯示脈沖指令輸入脈沖數(shù)。表2-6 監(jiān)控顯示說明P0-02設(shè)定值監(jiān)控顯示符號(hào)內(nèi)容說明單位0電機(jī)反饋脈沖數(shù)（電子齒輪之后）（使用者單位）user un

21、it1脈沖指令輸入脈沖數(shù)（電子齒輪之后）（使用者單位）user unit2控制指令脈沖與反饋脈沖誤差數(shù)（使用者單位）user unit3電機(jī)反饋脈沖數(shù)（編碼器單位）（16 萬Pulse/rev）pulse4脈沖指令輸入脈沖數(shù)（電子齒輪之前）（編碼器單位）pulse5誤差脈沖數(shù)（電子齒輪之后）（編碼器單位）pulse6脈沖指令輸入頻率Kpps7電機(jī)轉(zhuǎn)速r/min8速度輸入指令Volt9速度輸入指令r/min10扭矩輸入指令Volt11扭矩輸入指令%12平均扭矩%13峰值扭矩%14主回路電壓Volt15負(fù)載電機(jī)慣性比（附注：如顯示 130，則真正慣量為13.0）0.1times16IGBT 溫度&

22、#176;C17共振頻率（低位就是第一共振點(diǎn)，高位就是第二共振點(diǎn)）Hz18相對(duì)于編碼器 Z 相的絕對(duì)脈沖數(shù)，也就是Z相原點(diǎn)處的數(shù)值為0 往前往后轉(zhuǎn)為正負(fù)5000 pulse-19映射參數(shù)#1：顯示參數(shù)P0-25 的內(nèi)容（由 P0-35 指定映射的目標(biāo)）-20映射參數(shù)#2：顯示參數(shù)P0-26 的內(nèi)容（由 P0-36 指定映射的目標(biāo)）-21映射參數(shù)#3：顯示參數(shù)P0-27 的內(nèi)容（由 P0-37 指定映射的目標(biāo)）-22映射參數(shù)#4：顯示參數(shù)P0-28 的內(nèi)容（由 P0-38 指定映射的目標(biāo)）-23監(jiān)視變數(shù)#1：顯示參數(shù)P0-09 的內(nèi)容（由 P0-17 指定監(jiān)視變數(shù)代碼）-24監(jiān)視變數(shù)#2：顯示參

23、數(shù)P0-10 的內(nèi)容（由 P0-18 指定監(jiān)視變數(shù)代碼）-25監(jiān)視變數(shù)#3：顯示參數(shù)P0-11 的內(nèi)容（由 P0-19 指定監(jiān)視變數(shù)代碼）-26監(jiān)視變數(shù)#4：顯示參數(shù)P0-12 的內(nèi)容（由 P0-20 指定監(jiān)視變數(shù)代碼）-2.2.4 異常狀態(tài)記錄顯示操作進(jìn)入?yún)?shù)模式 P4-00 P4-04 后，按下SET 鍵，可顯示對(duì)應(yīng)的錯(cuò)誤歷史記錄碼。圖2-6異常狀態(tài)記錄顯示操作2.3寸動(dòng)模式的調(diào)試（即空載JOG測(cè)試）JOG 寸動(dòng)方式來試運(yùn)行電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器，使用者可不需要接額外配線這是非常方便的。為了安全起見，寸動(dòng)速度建議在低轉(zhuǎn)速下進(jìn)行，寸動(dòng)模式以所設(shè)定的寸動(dòng)速度來作等速度移動(dòng)，以下是我們的說明。（1）STE

24、P 1：可以使用軟件設(shè)定伺服啟動(dòng)，也可以設(shè)定參數(shù)P2-30 輔助機(jī)能設(shè)為1，此設(shè)定為軟件強(qiáng)制伺服啟動(dòng)，還可以設(shè)置DI（數(shù)字輸入）設(shè)定伺服啟動(dòng)。從實(shí)踐操作和總結(jié)的過程中，就會(huì)發(fā)現(xiàn)DI1DI9由參數(shù)P2-10 P2-17、P2-36參數(shù)來設(shè)置，而且是自由設(shè)置，比如可以規(guī)定P2-10設(shè)為DI1DI9中的任意一個(gè)，就是設(shè)置參數(shù)要改變。但我們按規(guī)定來（一一對(duì)應(yīng)，P2-10就對(duì)應(yīng)DI1）就會(huì)少走彎路。以下對(duì)P2-10參數(shù)進(jìn)行詳解。P2-10DI1 數(shù)字輸入接腳DI1功能規(guī)劃 通訊地址0214H 0215H 初值： 101 控制模式： ALL 單位： - 設(shè)定范圍： 0 015Fh（后兩碼為DI 碼） 資料

25、大?。?16bit 顯示方式： HEX （十六進(jìn)制） 參數(shù)功能： 圖2-7參數(shù)功能輸入功能選擇：所代表的功能請(qǐng)參考下表表2-7輸入功能選擇輸入接點(diǎn)設(shè)定值常開a接點(diǎn)1常閉b接點(diǎn)0（P2-11 P2-17和P2-36）功能規(guī)劃設(shè)定值參照P2-10來設(shè)。當(dāng)參數(shù)重新修正后，請(qǐng)重新啟動(dòng)電源以確保功能正常運(yùn)作。表2-8參數(shù)功能設(shè)定數(shù)字輸入?yún)?shù)設(shè)定值符號(hào)功能定義說明CN1 Pin NoDI1P2-10=101SON伺服啟動(dòng)DI1-=9DI2P2-11=109TRQLM扭矩限制DI2-=10DI3P2-12=114SPD0速度指令選擇DI3-=34DI4P2-13=115SPD1速度指令選擇DI4-=8DI5

26、P2-14=102ARST異常重置DI5-=33DI6P2-15=122NL(CWL)反向運(yùn)行禁止極限D(zhuǎn)I6-=32DI7P2-16=123PL(CCWL)正向運(yùn)行禁止極限D(zhuǎn)I7-=31DI8P2-17=121EMGS緊急停止DI8-=30DI9P2-36=0Disabled此DI 功能無效DI9-=12這里說明一下為什么可以用DI（數(shù)字輸入）來手動(dòng)控制，看上面的功能參數(shù)的“輸入接點(diǎn)：屬性為 a 或 b 接點(diǎn)”,“0 ：設(shè)定輸入接點(diǎn)為常閉 b 接點(diǎn)，1 ：設(shè)定輸入接點(diǎn)為常開a 接點(diǎn)”看一下P2-10=101的設(shè)定值，只要把值改為001即把前面的“1”改為“0”就實(shí)現(xiàn)伺服自動(dòng)啟動(dòng)啦，其他參數(shù)依樣

27、畫葫蘆，跟設(shè)定P2-10參數(shù)一樣。沒注意發(fā)現(xiàn)是不知道這個(gè)奇怪的功能的，這也是在后面“空載的速度測(cè)試”也要用到的，它可以用軟件版（用PC）來調(diào)機(jī)，也可以用上面的方法來手動(dòng)版調(diào)機(jī)。上面3種伺服啟動(dòng)自己選。（2）STEP 2：設(shè)定參數(shù)P4-05 為寸動(dòng)速度（單位：r/min），將欲寸動(dòng)速度設(shè)定后，按下SET 鍵后，驅(qū)動(dòng)器將進(jìn)入JOG 模式 ，在里面按上下鍵就可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)啦！當(dāng)你按到P4-05里面時(shí)，有個(gè)速度讓你自己設(shè)定，初值是20，就是20r/min，可以設(shè)定最高速度3000r/min，設(shè)定好之后就會(huì)出現(xiàn)按一下SET鍵就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)這樣的“JOG”界面，這就是寸動(dòng)界面，在這個(gè)界面按UP和DOW

28、N鍵就會(huì)出現(xiàn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。（3）STEP 3：按下MODE 鍵時(shí)，即可脫離JOG 模式，不能繼續(xù)操作電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，如果還繼續(xù)的話，就按上面步驟重新操作。在下面范例中寸動(dòng)速度有初值20r/min調(diào)整為100r/min。圖2-8操作示意圖2.4單機(jī)軟件應(yīng)用界面的調(diào)試在中達(dá)官方網(wǎng)站下載ASDA全系列伺服調(diào)機(jī)軟件適用：A、A+、AB、B 、A2、B2的安裝軟件包，具體安裝見安裝說明書（自帶的）。然后要安裝USB驅(qū)動(dòng)，安裝時(shí)要根據(jù)要求來安裝,不然會(huì)丟失一些數(shù)據(jù)，致使調(diào)機(jī)不順暢。打開之后有一行操作工具欄見圖選擇數(shù)據(jù)IO/寸動(dòng)控制，會(huì)出現(xiàn)下面界面：未交流伺服驅(qū)動(dòng)器的顯示狀態(tài)和連接交流伺服驅(qū)動(dòng)器狀態(tài)。圖2-

29、9未交流伺服驅(qū)動(dòng)器的顯示狀態(tài)圖2-10連接交流伺服驅(qū)動(dòng)器的顯示狀態(tài)“編輯DI/O功能項(xiàng)目”這一塊的DI1-DI9（DO1-DO9不管）設(shè)置根據(jù)“表1”來設(shè)定，可以手動(dòng)設(shè)定也可以軟件設(shè)定。像DI6、DI7、DI9設(shè)值為0，故顯示“不作用”。用軟件設(shè)置后，其數(shù)值會(huì)寫入伺服器，不信的可以手動(dòng)查一下伺服器的內(nèi)容，比如你將DI8起初設(shè)置為“0”，然后在軟件上面設(shè)置DI8為“馬達(dá)緊急停止”之后查一下伺服器的參數(shù)P2-17是不是由0變到121。還有一些不懂的操作可以該軟件的工具欄“說明”的“參數(shù)使用說明”。但這“編輯DI/O功能項(xiàng)目”一塊先不看，具體后面在“空載的速度測(cè)試”軟件版調(diào)試會(huì)詳細(xì)說明。那么現(xiàn)在只看

30、界面的“寸動(dòng)”模塊。勾選“強(qiáng)制伺服 ON”就啟動(dòng)伺服器，在“寸動(dòng)速度”輸入速度值，就可以實(shí)現(xiàn)高低速調(diào)節(jié)。點(diǎn)擊就可以實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)。至于“方向反轉(zhuǎn)”可以不理。2.5本章小結(jié)本章主要是根據(jù)電路原理圖進(jìn)行臺(tái)達(dá)驅(qū)動(dòng)的電路搭建，搭建完控制電路后，就進(jìn)行臺(tái)達(dá)驅(qū)動(dòng)器的參數(shù)配置。完成這些任務(wù)后，進(jìn)行寸動(dòng)模式的調(diào)試，即空載JOG調(diào)試，這是在操作面板上操作的。最后介紹了單機(jī)軟件應(yīng)用界面的調(diào)試，進(jìn)行交流伺服驅(qū)動(dòng)器控制。第三章 固高一體機(jī)的調(diào)試配置3.1固高一體機(jī)的電路搭建3.1.1 電機(jī)控制系統(tǒng)的基本組成使用固高科技生產(chǎn)的GUC 系列運(yùn)動(dòng)控制器，搭建一個(gè)完整的電機(jī)控制系統(tǒng)時(shí)，一般需要以下幾部分器件組成：1、GUC 系列

31、運(yùn)動(dòng)控制器；2、步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)；3、步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器；4、驅(qū)動(dòng)器電源；5、+24V 直流電源（用于GUC 系列運(yùn)動(dòng)控制器及接口板電源）；6、原點(diǎn)開關(guān)、正/負(fù)限位開關(guān)（根據(jù)系統(tǒng)需要可選）；7、顯示器、輸入設(shè)備或?qū)Ｓ萌藱C(jī)界面（根據(jù)系統(tǒng)需要可選）；8、IO 擴(kuò)展模塊（根據(jù)系統(tǒng)需要可選）。伺服電機(jī)既可以選擇交流伺服電機(jī)也可以選擇直流伺服電機(jī)。采用控制伺服電機(jī)時(shí)：如果使用的是GUC-X00-XXV 運(yùn)動(dòng)控制器的模擬量輸出功能時(shí)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)器應(yīng)設(shè)置為速度控制方式。如果使用的是GUC-X00-XXV 運(yùn)動(dòng)控制器的脈沖量輸出功能時(shí)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)器應(yīng)設(shè)置為位置控制方式，且控制器和驅(qū)動(dòng)器的脈沖模式設(shè)置要一致

32、。如果使用的是GUC-X00-XXG 運(yùn)動(dòng)控制器，電機(jī)驅(qū)動(dòng)器應(yīng)選為位置控制方式，且控制器和驅(qū)動(dòng)器的脈沖模式設(shè)置要一致。采用GUC 運(yùn)動(dòng)控制器的控制系統(tǒng)典型組成部分見圖3-1，由運(yùn)動(dòng)控制器、人機(jī)界面（觸摸屏）、IO擴(kuò)展模塊、驅(qū)動(dòng)器和電機(jī)組成。圖3-1 采用G UC 運(yùn)動(dòng)控制器組成的控制系統(tǒng)框圖3.1.2 GUC 運(yùn)動(dòng)控制器電源連接圖GUC 系列運(yùn)動(dòng)控制器為用戶提供了構(gòu)成PC 系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)輸入輸出設(shè)備接口，如VGA、PS2、USB 等，用戶可將顯示器、鍵盤，鼠標(biāo)等通用輸入輸出設(shè)備連接到這些接口上以組成PC 系統(tǒng)。此外用戶還需要提供一個(gè)24V，至少3A 的直流電源為其供電。直流電源接到控制器POWER

33、 接口上，接通后控制器上的2 個(gè)LED 指示燈亮起，表明GUC 運(yùn)動(dòng)控制器已上電工作。另外在電源接口上提供了一個(gè)與GUC 運(yùn)動(dòng)控制器外殼連通的PE（保護(hù)地）接口，用戶可根據(jù)自己的電器系統(tǒng)需要，將其與其它外部地（機(jī)殼地、大地等）和（或）運(yùn)動(dòng)控制器內(nèi)部地（數(shù)字地、+24V 參考地）連通。電源連接如圖3-2 所示。圖3-2 GUC 運(yùn)動(dòng)控制器電源連接圖為了防止人身觸電事故、保證電氣設(shè)備正常運(yùn)行，請(qǐng)務(wù)必將電源端子的PE端通過接地線與大地保持良好連接！3.1.3 專用輸入、輸出連接方法GUC 系列運(yùn)動(dòng)控制器所提供的專用輸入包括：驅(qū)動(dòng)報(bào)警信號(hào)、原點(diǎn)信號(hào)和限位信號(hào)，專用輸出包括：驅(qū)動(dòng)允許，驅(qū)動(dòng)報(bào)警復(fù)位。連接

34、時(shí)應(yīng)根據(jù)安全標(biāo)準(zhǔn):1驅(qū)動(dòng)器報(bào)警輸入信號(hào)為常閉狀態(tài)，（用戶不用時(shí)，請(qǐng)將該輸入對(duì)OGND 短接）；2系統(tǒng)的限位開關(guān)須接成常閉狀態(tài)；3原點(diǎn)開關(guān)為常開狀態(tài)。專用輸入輸出的連接原理見圖3-2。圖3-3專用輸入、輸出信號(hào)連接圖編碼器輸入連接方法GUC 系列運(yùn)動(dòng)控制器在每個(gè)軸上各提供一個(gè)編碼器接口，此外還提供了12 個(gè)輔助編碼器接口（輔助編碼器接口數(shù)量視具體型號(hào)而定）。以上編碼器接口可兼容雙端輸入和單端輸入，連接方法見圖3-4和圖3-5。本實(shí)驗(yàn)采用編碼器雙端輸入信號(hào)，用雙絞線屏蔽電纜連接，提高抗干擾性能，穩(wěn)定性更高。圖3-4編碼器雙端輸入信號(hào)連接圖圖3-5編碼器單端輸入信號(hào)連接圖控制輸出信號(hào)連接方法GUC

35、系列運(yùn)動(dòng)控制器控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)器時(shí)，可以工作于脈沖量或模擬量輸出模（視具體型號(hào)而定），用戶可以通過軟件指令在2 種輸出模式之間相互切換（具體請(qǐng)參看編程手冊(cè)）。（1）模擬量輸出連接方法模擬量輸出通過驅(qū)動(dòng)器接口的PIN8 輸出。參考地為+5V 電源地，電氣接線圖參見圖3-6。圖3-6模擬量輸出模式的電氣接線圖(2) 脈沖輸出連接方法脈沖/方向輸出信號(hào)通過驅(qū)動(dòng)器接口的9、22、23、11 腳輸出，參考地為+5V 電源地。在脈沖信號(hào)輸出方式下，有兩種工作模式，一種是脈沖+方向信號(hào)模式，另一種是正/負(fù)脈沖信號(hào)模式。默認(rèn)情況下控制器輸出脈沖+方向信號(hào)模式。用戶可以通過軟件指令在兩種脈沖輸出方式之間相互切換（具

36、體請(qǐng)參看編程手冊(cè)）。本實(shí)驗(yàn)采用脈沖+方向模式進(jìn)行配置驅(qū)動(dòng)器參數(shù)。在脈沖+方向信號(hào)模式下，引腳23、11 輸出差動(dòng)的脈沖控制信號(hào)，引腳9、22 輸出差動(dòng)的運(yùn)動(dòng)方向控制信號(hào)。在正/負(fù)脈沖模式下，引腳9、22 輸出差動(dòng)的正轉(zhuǎn)脈沖控制信號(hào)，引腳23、11 輸出差動(dòng)的反轉(zhuǎn)脈沖控制信號(hào)。如果驅(qū)動(dòng)器需要的信號(hào)不是差動(dòng)信號(hào)，將相應(yīng)信號(hào)接于上述差動(dòng)信號(hào)輸出的正信號(hào)端（即引腳9、23），負(fù)信號(hào)端懸空。信號(hào)連接方法見圖3-7、輸出波形見圖3-8。圖3-7脈沖量控制輸出信號(hào)連接圖圖3-8脈沖量控制輸出信號(hào)波形通用數(shù)字量輸入/輸出連接方法GUC 系列運(yùn)動(dòng)控制器提供多路的通用數(shù)字量輸入輸出（具體路數(shù)視不同型號(hào)而定）。當(dāng)通

37、用IO 的輸出接感性負(fù)載時(shí)，應(yīng)考慮連接用于反電勢(shì)泄放的二極管。連接方法見圖3-9。圖3-9通用輸入/輸出信號(hào)連接圖模擬量輸入連接方法GUC 系列運(yùn)動(dòng)控制器提供可選的模擬量輸入功能（視具體型號(hào)而定）。連接方法見圖3-10。圖3-10模擬輸入信號(hào)連接圖3.2 固高一體機(jī)的參數(shù)配置GUC 系列運(yùn)動(dòng)控制器為用戶提供了相應(yīng)的硬件調(diào)試軟件。以下介紹GUC-400-EXX 硬件測(cè)試（即參數(shù)配置）。3.2.1 Demo 介紹雙擊MCT2008 .exe，啟動(dòng)Demo。（以連續(xù)軌跡GUC-400-ESX 的DEMO 為例）如果彈出如圖3-11所示提示對(duì)話框，請(qǐng)檢查：1、控制器是否正確安裝；2、控制器驅(qū)動(dòng)是否正確

38、安裝；3、是否存在其他程序正在對(duì)控制器進(jìn)行操作；圖3-11 打開控制器失敗提示啟動(dòng)Demo 后若通信正常，顯示圖3-12 Demo 的主界面，主要的操作通過主界面上的幾個(gè)菜單完成。圖3-12 Demo 主界面“控制”菜單包括對(duì)控制器復(fù)位、多控制器環(huán)境下控制器的切換等。“視圖”菜單包括控制器支持的功能的對(duì)應(yīng)菜單項(xiàng)，需要測(cè)試某個(gè)功能，則點(diǎn)擊對(duì)應(yīng)的菜單項(xiàng)，將會(huì)彈出該功能的測(cè)試窗口?！肮ぞ摺辈藛伟ㄒ恍┕ぞ?，如控制器配置等?！按翱凇辈藛斡糜诠芾鞤emo 的子窗口,每彈出一個(gè)子窗口，將會(huì)在該菜單下生成一個(gè)子項(xiàng)。“幫助”菜單包括本Demo 的使用幫助文檔（F1）。3.2.2 控制器配置點(diǎn)擊“工具”“控制器

39、配置”，彈出控制器配置對(duì)話框，如圖3-13 所示。圖3-13 控制器配置對(duì)話框控制器配置用于對(duì)控制器的某些選項(xiàng)進(jìn)行配置，包括脈沖輸出模式、限位、編碼器、Home、控制模式（僅對(duì)SV 卡）等。啟動(dòng)配置對(duì)話框，修改當(dāng)前軸的相關(guān)配置，切換軸號(hào)，修改其他軸的相關(guān)配置。通過配置對(duì)話框的“控制”“寫入控制器狀態(tài)”將配置寫入控制器使配置生效。3.2.3 運(yùn)動(dòng)控制功能的測(cè)試1、啟動(dòng)Demo，根據(jù)實(shí)際情況完成對(duì)控制器的配置（如果是模擬量控制方式，請(qǐng)先設(shè)置控制器的PID參數(shù)，建議在首次測(cè)試控制器時(shí)首先采用脈沖方式測(cè)試，且不要連接負(fù)載），然后點(diǎn)擊主對(duì)話框“視圖”“軸狀態(tài)”，彈出軸狀態(tài)對(duì)話框，如果狀態(tài)正常（報(bào)警及限位

40、對(duì)應(yīng)的圖標(biāo)為綠色,如圖3-14 所示），點(diǎn)擊“伺服使能”按鈕，對(duì)應(yīng)伺服電機(jī)將使能。圖3-14 軸狀態(tài)對(duì)話框2、點(diǎn)擊“視圖”“立即指令運(yùn)動(dòng)”，彈出立即指令運(yùn)動(dòng)對(duì)話框，如圖3-15 所示。切換到直線插補(bǔ)頁(yè)，選擇插補(bǔ)軸，輸入插補(bǔ)位移值及其他的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，點(diǎn)擊“啟動(dòng)運(yùn)動(dòng)”按鈕，則相關(guān)插補(bǔ)軸將開始按照設(shè)定的參數(shù)運(yùn)動(dòng)。圖3-15 立即指令運(yùn)動(dòng)對(duì)話框如果電機(jī)沒有運(yùn)動(dòng)，請(qǐng)檢查：1、消息對(duì)話框中是否有指令執(zhí)行出錯(cuò)的信息彈出（點(diǎn)擊主對(duì)話框“控制”“消息框”彈出消息對(duì)話框）；2、參與插補(bǔ)的所有軸狀態(tài)是否都正常，而且已經(jīng)伺服使能；3、請(qǐng)檢查伺服驅(qū)動(dòng)器的工作模式（如果是在脈沖控制方式下，還包括脈沖模式）是否跟控制器的設(shè)置

41、匹配。4、控制器跟接線端子板、端子板跟伺服驅(qū)動(dòng)器之間的線纜連接牢固可靠，接線端子板（如果有）、伺服驅(qū)動(dòng)器是否正常上電。PID 參數(shù)的設(shè)置：點(diǎn)擊“視圖”“PID”，在彈出的PID 設(shè)置對(duì)話框上修改相應(yīng)的PID 參數(shù)，點(diǎn)擊“更新”使設(shè)置生效。3.2.4 IO 功能的測(cè)試啟動(dòng)Demo，點(diǎn)擊主對(duì)話框“視圖”“數(shù)字量輸入”，彈出數(shù)字量輸入測(cè)試對(duì)話框，如圖3-16 所示，改變對(duì)應(yīng)端口上數(shù)字量輸入位的狀態(tài)，則該對(duì)話框上對(duì)應(yīng)的狀態(tài)位圖標(biāo)的顏色將發(fā)生改變。圖3-16 數(shù)字量輸入測(cè)試面板點(diǎn)擊主對(duì)話框“視圖”“數(shù)字量輸出”，彈出數(shù)字量輸出測(cè)試對(duì)話框，如圖3-17 所示。鼠標(biāo)點(diǎn)擊對(duì)應(yīng)位的圖標(biāo)，對(duì)應(yīng)的數(shù)字量輸出位電平發(fā)

42、生變化。圖3-17 數(shù)字量輸出測(cè)試面板3.3 本章小結(jié)在本章節(jié)中，針對(duì)GUC系列控制器，通過其電源連接圖、專用輸入和輸出連接電路圖、編碼器輸入連接電路圖、控制輸出信號(hào)連接電路圖、通用數(shù)字量輸入/輸出連接電路圖和模擬量輸入連接電路圖，搭建一個(gè)完整的上位機(jī)控制下位機(jī)的系統(tǒng)。然后根據(jù)GUC系列運(yùn)動(dòng)控制器為用戶提供相應(yīng)的硬件調(diào)試軟件，通過參數(shù)配置進(jìn)行調(diào)試。第四章 固高一體機(jī)的通用端子板GUC 系列運(yùn)動(dòng)控制器目前有有以下幾種型號(hào)，分別為：GUC-400-EXX-M01-L3、GUC-400-EXX-M01-L2、GUC-X00-TXX-M01-L2、GUC-400-TSV-SCAN-M01-L3。其中-

43、L3 型運(yùn)動(dòng)控制器可直接連接驅(qū)動(dòng)器和外部輸入/輸出設(shè)備。而-L2 型運(yùn)動(dòng)控制器需要外接端子板才能與驅(qū)動(dòng)器及外部輸入/輸出設(shè)備相連。這次課題采用的GUC 系列運(yùn)動(dòng)控制器的型號(hào)是GUC-400-EXX-M01-L3，因此本章節(jié)將具體介紹GUC-400-EXX-M01-L3型號(hào)的GUC 運(yùn)動(dòng)控制器的接口定義，以及所需外接的端子板的具體型號(hào)及接口定義。4.1 通用端子板的設(shè)計(jì)GUC-400-EXX-M01-L3 型運(yùn)動(dòng)控制器是固高科技推出的一款4 軸通用型運(yùn)動(dòng)控制器。其通用端子板接口列表，也即是數(shù)值IO接口表定義見參見表4-1。表4-1數(shù)字IO 接口（Digital I/O）定義引腳信號(hào)說明引腳信號(hào)說

44、明1EEO0通用輸出32EEI9通用輸入2EEO3通用輸出33EEI12通用輸入3EEO6通用輸出34EEI15通用輸入4EEO9通用輸出35保留保留5EEO12通用輸出36ELM1+限位信號(hào)6EEO15通用輸出37ELM2-限位信號(hào)7保留保留38EEHOME0原點(diǎn)信號(hào)8保留保留39EEHOME3原點(diǎn)信號(hào)9EEI2通用輸入40OGND+24V 電源地10EEI5通用輸入41OGND+24V 電源地11EEI8通用輸入42OGND+24V 電源地12EEI11通用輸入43EEO2通用輸出13EEI14通用輸入44EEO5通用輸出14保留保留45EEO8通用輸出15ELM0-限位信號(hào)46EEO11

45、通用輸出16ELM2+限位信號(hào)47EEO14通用輸出17ELM3-限位信號(hào)48保留保留18EEHOME2原點(diǎn)信號(hào)49保留保留19OGND+24V 電源地50EEI1通用輸入20OGND+24V 電源地51EEI4通用輸入21OGND+24V 電源地52EEI7通用輸入22EEO1通用輸出53EEI10通用輸入23EEO4通用輸出54EEI13通用輸入24EEO7通用輸出55保留保留25EEO10通用輸出56ELM0+限位信號(hào)26EEO13通用輸出57ELM1-限位信號(hào)27保留保留58ELM3+限位信號(hào)28保留保留59EEHOME1原點(diǎn)信號(hào)29EEI0通用輸入60OVCC+24V 電源輸出30E

46、EI3通用輸入61OVCC+24V 電源輸出31EEI6通用輸入62OVCC+24V 電源輸出輸出信號(hào)的控制通用端子板的輸出信號(hào)控制原理圖如圖4-1。其中OVCC是24V/5A的開關(guān)電源開關(guān)電源，圖4-1 通用端子板的輸出信號(hào)控制原理圖4.2 通用端子板的原理圖由上一節(jié)通用端子板的設(shè)計(jì)可知，數(shù)字IO 接口（Digital I/O）有：通用輸出端16個(gè)，通用輸入端16個(gè)，限位信號(hào)端8個(gè)，原點(diǎn)信號(hào)端4個(gè)，24V電源輸出端3個(gè)，保留端9個(gè)，共62個(gè)端口，其原理圖如圖4-1。圖4-1數(shù)字IO 接口原理圖通用端子板的原理圖和PCB板見附附錄一和附錄二。4.3 通用端子板的技術(shù)參數(shù)（1）光耦隔離I/O光耦

47、的輸入規(guī)格：隔離電壓5000V RMS，輸入電壓+12V+24VDC，輸入電流3.7mA7.6mA，傳輸延遲HL 5us，LH 3us。光耦輸出規(guī)格為:隔離電壓5000V RMS，集電極開路輸出,無上拉電阻，Vceo 50V，Veco 5V，Ic 30mA（標(biāo)準(zhǔn)型），Ic 200mA (-R 型)，平均輸出延遲8us。（2）A/D (可選項(xiàng))經(jīng)同步串行口與運(yùn)動(dòng)控制器相連，輸入路數(shù)8 路(單端雙極性)，輸入范圍-10V+10V，分辯率12bit，精度+/-1bit，最高采樣速率50KHz (單路)。（3）外部電源外部電源電壓為+24V，電流為DC Icc=1.8A。（4）外形尺寸外形物理尺寸為2

48、20mm132mm4.3 本章小結(jié)本章中的設(shè)計(jì)確定GUC-400-EXX-M01-L3型號(hào)的GUC 運(yùn)動(dòng)控制器的接口定義，同時(shí)確定電源接口（POWER）的定義、驅(qū)動(dòng)器接口（AXIS1、AXIS2、AXIS3、AXIS4）定義、模擬量輸入輸出接口（Analog）定義、 輔助編碼器&IO 接口（ENCODER）定義、數(shù)字IO 接口（Digital I/O）定義和一些相關(guān)技術(shù)參數(shù)，通過這些接口的定義，繪制了通用端子板的原理圖和制作了通用端子板的PCB板。第五章 配置上下位機(jī)的通信參數(shù)近年來, 工業(yè)機(jī)器人技術(shù)作為現(xiàn)代科技的一種突出代表, 在許多生產(chǎn)領(lǐng)域中身手不凡。同時(shí)人們對(duì)機(jī)器人控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

49、和研制也提出了越來越多的要求, 因此, 控制系統(tǒng)的研究是機(jī)器人技術(shù)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。5.1 搭建電控柜的電控系統(tǒng)圍繞著課題所選的上下位機(jī)，結(jié)合各相關(guān)的電控元件，從中配置臺(tái)達(dá)伺服驅(qū)動(dòng)器與固高工控機(jī)的參數(shù)，搭建起整套電控系統(tǒng)，即電控柜的電控系統(tǒng)。5.1.1 外部電源外部電源電路由（交流電源220V）的火線（L線）、急停開關(guān)SB0、伺服停止（常閉開關(guān)按鈕）SB1、伺服啟動(dòng)（常開開關(guān)按鈕）SB2、交流接觸器線圈KM1、三角插頭的零線（N線）組成。外部電源原理圖如圖5-1。圖5-1 外部電路原理圖外部電源工作原理如下：當(dāng)電控系統(tǒng)要啟動(dòng)時(shí)，按下伺服啟動(dòng)按鈕SB2，交流接觸器KM1通電并自鎖，整個(gè)電控系統(tǒng)上

50、電。當(dāng)電控系統(tǒng)要停止時(shí)，按下伺服停止按鈕SB1，交流接觸器KM斷電，整個(gè)電控系統(tǒng)斷電。當(dāng)系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中出現(xiàn)錯(cuò)誤或其他緊急情況需要緊急停止的時(shí)候，按下急停開關(guān)SB0，整個(gè)電控系統(tǒng)立馬斷電，確保安全。5.1.2 電控系統(tǒng)原理圖電控柜的電控系統(tǒng)，主控回路主要由隔離變壓器、電源總開關(guān)、工控機(jī)、交流接觸器、四個(gè)小型斷路器、四個(gè)馬達(dá)和對(duì)應(yīng)的伺服驅(qū)動(dòng)器?？刂苹芈分饕砷_關(guān)電源、觸摸屏和相應(yīng)指示燈組成。電控系統(tǒng)原理圖如圖5-2。5-2 電控柜的電控系統(tǒng)原理圖完整的電控柜控制系統(tǒng)原理圖見附錄三。5.2上下位機(jī)聯(lián)調(diào)上下位機(jī)的聯(lián)調(diào)，通過通信電纜的參數(shù)配置來實(shí)現(xiàn)。工業(yè)機(jī)械手的動(dòng)作是通過臺(tái)達(dá)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的，臺(tái)達(dá)馬達(dá)所轉(zhuǎn)

51、過的角度是由上位機(jī)的發(fā)送脈沖來控制，而脈沖的發(fā)送對(duì)應(yīng)著電子齒輪比的一個(gè)數(shù)據(jù)處理過程。5.2.1 通信電纜的參數(shù)固高一體機(jī)和臺(tái)達(dá)驅(qū)動(dòng)器的通信電纜，包括脈沖編碼器（角度傳感器）、脈沖發(fā)送端、報(bào)警端、使能端、復(fù)位端和電源端。上位機(jī)固高一體機(jī)通信電纜（AXIS1、AXIS2、AXIS3、AXIS4）定義見表5-1。下位機(jī)臺(tái)達(dá)驅(qū)動(dòng)器的通訊接口定義如圖5-2。固高一體機(jī)和臺(tái)達(dá)驅(qū)動(dòng)器具體通信電纜表如圖5-3。表5-1上位機(jī)固高一體機(jī)通信電纜（AXIS1、AXIS2、AXIS3、AXIS4）定義引腳信號(hào)說明引腳信號(hào)說明1OGND+24V 電源地14OVCC+24V 電源輸出2ALM驅(qū)動(dòng)報(bào)警15RESET驅(qū)動(dòng)報(bào)

52、警復(fù)位3ENABLE驅(qū)動(dòng)允許16保留保留4A-編碼器輸入17A+編碼器輸入5B-編碼器輸入18B+編碼器輸入6C-編碼器輸入19C+編碼器輸入7+5V+5V 電源輸出20GND+5V 電源地8DAC模擬輸出21GND+5V 電源地9DIR+步進(jìn)方向輸出22DIR-步進(jìn)方向輸出10GND+5V 電源地23PULSE+步進(jìn)脈沖輸出11PULSE-步進(jìn)脈沖輸出24GND+5V 電源地12保留保留25保留保留13GND+5V 電源地表5-2 下位機(jī)臺(tái)達(dá)驅(qū)動(dòng)器的通訊接口定義引腳信號(hào)說明引腳信號(hào)說明引腳信號(hào)說明1DO4+數(shù)字輸出16DO6+數(shù)字輸出31DI7-數(shù)字輸入2DO3-數(shù)字輸出17VDD+24V電

53、源輸出（外部I/O用）32DI6-數(shù)字輸入3DO3+數(shù)字輸出18T_REF模擬命令輸入轉(zhuǎn)矩33DI5-數(shù)字輸入4DO2-數(shù)字輸出19GND模擬輸入信號(hào)的地34DI3-數(shù)字輸入5DO2+數(shù)字輸出20V_REF模擬輸入命令速度（+）35PULL HI指令脈沖的外加電源6DO1-數(shù)字輸出21OA編碼器A脈沖輸出36/HPULSE高速位置指令脈沖（-）7DO1+數(shù)字輸出22/OA編碼器/A脈沖輸出37HPULSE位置指令符號(hào)（-）8DI4-數(shù)字輸入23/OB編碼器/B脈沖輸出38/SIGN高速位置指令脈沖（+）9DI1-數(shù)字輸入24/OZ編碼器/Z脈沖輸出39SIGN位置指令符號(hào)（+）10DI2-數(shù)字輸入25OB編碼器B脈沖輸出40/HSIGN高速位置指令符號(hào)（-）11COM+電源輸入端（1224V）26DO4+數(shù)字輸出41/PULSE位置指令脈沖（-）12DI9-數(shù)字輸入27DO5-數(shù)字輸出42HSIGN高速位置指令符號(hào)（+）13OZ編碼器Z脈沖差