電機(jī)控制的貨物檢測(cè)搬運(yùn)及倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

年5月29日電機(jī)控制的貨物檢測(cè)搬運(yùn)及倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)文檔僅供參考維修電工技師資格考評(píng)論文論文題目:基于步進(jìn)電機(jī)控制的貨物檢測(cè).搬運(yùn)及倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與安裝作者:職業(yè)技能鑒定等級(jí):單位名稱(chēng):單位地址:指導(dǎo)老師:3月28日目錄摘要 3關(guān)鍵詞 3前言 4第一章系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理 61.1系統(tǒng)組成 61.2系統(tǒng)工作原理 7第二章系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù) 82.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 82.2傳感器的檢測(cè)技術(shù) 112.3氣動(dòng)元件概述 142.4步進(jìn)電動(dòng)機(jī)概述 16第三章系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 223.1PLC的I/O分配表 223.2PLC的硬件接線圖 243.3步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器參數(shù)的選擇 25第四章系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 264.1系統(tǒng)上電.初始化.急停的程序設(shè)計(jì) 264.2材料分揀小系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì) 274.3機(jī)械搬運(yùn)小系統(tǒng) 304.4平面?zhèn)}庫(kù)小系統(tǒng) 32第五章總結(jié) 34致謝 34參考文獻(xiàn) 35

摘要工業(yè)機(jī)械手傳送帶及系統(tǒng)是流水線自動(dòng)化生產(chǎn)的重要組成分,它完成了物件的運(yùn)送、抓取、轉(zhuǎn)移等功能是大規(guī)模集成控制的基礎(chǔ)工作單元。在以前的控制系統(tǒng)中,大多數(shù)是采用繼電器作為開(kāi)關(guān)量控制,自動(dòng)化程度低,工作效率偏低,已經(jīng)不能適應(yīng)當(dāng)前的生產(chǎn)需要。本文對(duì)傳送帶、機(jī)械手的自動(dòng)化運(yùn)行方案進(jìn)行探討,在此基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)添加了步進(jìn)電動(dòng)機(jī)定位這一環(huán)節(jié),利用氣動(dòng)原理,從而實(shí)現(xiàn)物件的倉(cāng)儲(chǔ)這一功能。選用三菱公司FX2N-48MT型PLC、三菱FR-A700變頻器、三種傳感器、型號(hào)為SH-2H057的步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行傳送帶的變頻節(jié)能、物的分揀、物料的轉(zhuǎn)移、物料的定位及物料的倉(cāng)儲(chǔ)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞傳送帶機(jī)械手步進(jìn)電機(jī)變頻器PLC自動(dòng)控制前言自改革開(kāi)放以來(lái),中國(guó)的工業(yè)化以非?？斓乃俣仍诎l(fā)展著,工業(yè)自動(dòng)化的趨勢(shì)也是越來(lái)越明顯,并逐漸取代著原來(lái)的大量人工勞動(dòng)力的生產(chǎn)方式。而在高自動(dòng)化的流水線上,傳送帶機(jī)械手工作單元能夠說(shuō)是用得最廣泛的一種控制技術(shù)?，F(xiàn)在隨著各種先進(jìn)精確的諸多控制儀器的出現(xiàn),工業(yè)機(jī)械手傳送帶的設(shè)計(jì)方案也越來(lái)越來(lái)先進(jìn),越來(lái)越趨于完美。隨著中國(guó)工業(yè)生產(chǎn)的飛速發(fā)展,自動(dòng)化程度的迅速提高,實(shí)現(xiàn)工件的裝卸轉(zhuǎn)向輸送或操持焊槍,噴槍,扳手等工具進(jìn)行加工,裝配等作業(yè)的自動(dòng)化,已越越來(lái)越引起人們重視,同時(shí)也要求供料機(jī)構(gòu)更加的靈活,柔性化。對(duì)機(jī)械手的控制系統(tǒng)提出了更高的要求,原來(lái)的繼電器控制方式已經(jīng)逐漸不能滿(mǎn)足生產(chǎn)的需要。針對(duì)這么一個(gè)情況我決定論文內(nèi)容為機(jī)械手配傳送帶。本次論文設(shè)計(jì)是基于變頻器技術(shù)、PLC技術(shù)、傳感器技術(shù)、氣動(dòng)技術(shù)、電機(jī)控制技術(shù)的基礎(chǔ)上,完成物料的傳送和分揀、物料的搬運(yùn)以及物料的倉(cāng)儲(chǔ)功能。在控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面分為三大塊,分別為(1)材料分揀小系統(tǒng)(2)機(jī)械手搬運(yùn)小系統(tǒng)(3)平面?zhèn)}儲(chǔ)小系統(tǒng)。材料分揀小系統(tǒng)是在傳送帶環(huán)節(jié)上添加電感傳感器、光纖傳感器、光電傳感器分別檢測(cè)物料的材質(zhì)、顏色以及確認(rèn)。另一方面?zhèn)魉蛶Р捎米冾l器控制,實(shí)現(xiàn)高速低速傳送,以達(dá)到節(jié)能的目的機(jī)械搬運(yùn)小系統(tǒng)采用五個(gè)氣缸,利用氣動(dòng)技術(shù),實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的上升、下降、夾緊、放松、左旋、右旋功能。平面?zhèn)}儲(chǔ)小系統(tǒng)是論文的重點(diǎn)。倉(cāng)庫(kù)設(shè)有8個(gè),每個(gè)倉(cāng)庫(kù)都有個(gè)滿(mǎn)庫(kù)限位,分為倉(cāng)儲(chǔ)4種材料,當(dāng)機(jī)械手把檢測(cè)過(guò)的物料放到指定位置,步進(jìn)電機(jī)根據(jù)物料所設(shè)定的脈沖數(shù),移動(dòng)相應(yīng)的距離,再由氣動(dòng)元件進(jìn)行倉(cāng)儲(chǔ)。倉(cāng)儲(chǔ)完成,步進(jìn)電機(jī)移動(dòng)回到初始位置等待下個(gè)物料。步進(jìn)電機(jī)作為輔助電動(dòng)機(jī),工業(yè)上常與單片機(jī)或PLC組合工作,本篇論文中利用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)每輸出一個(gè)脈沖,移動(dòng)相應(yīng)距離,而且定位準(zhǔn)確這個(gè)特性,來(lái)代替以往的繼電器進(jìn)行物料運(yùn)送,從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。第一章系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理1.1系統(tǒng)組成材料分檢搬運(yùn)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)主要由材料分揀小系統(tǒng)、機(jī)械手搬運(yùn)小系統(tǒng)、材料倉(cāng)儲(chǔ)小系統(tǒng)三個(gè)部分組成。其實(shí)物圖如1-1所示。圖1-1實(shí)物圖材料分揀小系統(tǒng)由井式出料塔、氣動(dòng)推料機(jī)構(gòu)、傳送帶、傳感器組組成。氣動(dòng)機(jī)械手由升降機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、夾緊機(jī)構(gòu)、安裝支架等部件組成。平面?zhèn)}儲(chǔ)小系統(tǒng):由直線導(dǎo)軌、平面庫(kù)、氣動(dòng)入庫(kù)機(jī)構(gòu)等組成。1.2系統(tǒng)工作原理1.2.1材料分揀小系統(tǒng):由井式出料塔、氣動(dòng)推料機(jī)構(gòu)、傳送帶、傳感器組成。實(shí)現(xiàn)物料出庫(kù)、物料輸送和物料檢測(cè)的功能。皮帶上方安裝有三個(gè)傳感器,分別用來(lái)識(shí)別顏色(深、淺)、材質(zhì)(金屬)、和數(shù)量的功能。圖1-2物料分檢小系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖機(jī)械手搬運(yùn)小系統(tǒng):氣動(dòng)機(jī)械手由升降機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、夾緊機(jī)構(gòu)、安裝支架等部件組成。機(jī)械手由三個(gè)汽缸分別實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的夾緊放松、搖臂的上升下降、搖臂左右旋轉(zhuǎn)。圖1-3機(jī)械手搬運(yùn)小系統(tǒng)1.2.3平面?zhèn)}儲(chǔ)小系統(tǒng):由直線導(dǎo)軌、平面庫(kù)、氣動(dòng)入庫(kù)機(jī)構(gòu)等組成。經(jīng)過(guò)控制物料在直線導(dǎo)軌上的位移,氣動(dòng)入庫(kù)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)不同材料進(jìn)入到不同的倉(cāng)庫(kù)位置。第二章系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)2.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案2.1.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)總方案材料分檢搬運(yùn)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)中的傳送帶傳送物料采用變頻器控制三相異步電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)二段速運(yùn)行,即傳送帶上有物料則高速運(yùn)行,傳送帶沒(méi)有物料則低速運(yùn)行以達(dá)到節(jié)能的目的。傳送帶上安裝有三個(gè)傳感器。根據(jù)物料的外殼有藍(lán)色和黃色兩種顏色,物料的內(nèi)芯有尼龍和金屬兩種材質(zhì),共有四種組合的物料:藍(lán)色尼龍、藍(lán)色金屬、黃色尼龍、黃色金屬。因此選用半導(dǎo)體光敏傳感器來(lái)識(shí)別顏色;采用電感傳感器來(lái)識(shí)別材質(zhì);確認(rèn)到位和檢測(cè)數(shù)量的傳感器采用光電傳感器。材料機(jī)械搬運(yùn)系統(tǒng)采用氣動(dòng)回路機(jī)構(gòu),令機(jī)械手夾緊與放松、上升與下降、左右旋轉(zhuǎn)從而來(lái)完成物料的搬運(yùn)。平面?zhèn)}儲(chǔ)小系統(tǒng)中的物料移動(dòng),是采用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)來(lái)控制物料在直線上的位移,移動(dòng)到倉(cāng)庫(kù)口,利用推料氣缸將物料存入倉(cāng)庫(kù)2.1.2系統(tǒng)控制策略首先給變頻器上電,傳送帶低速傳送,物料由井式出料塔,利用推料氣缸,將物料推送到運(yùn)輸帶上,運(yùn)輸帶高速傳送,當(dāng)物料經(jīng)過(guò)傳感器時(shí),光電傳感器和電感傳感器分別對(duì)物料進(jìn)行檢測(cè),識(shí)別物料顏色及物料內(nèi)芯,物料傳送到位后,由半導(dǎo)體光敏傳感器進(jìn)行確認(rèn)。確認(rèn)完畢,當(dāng)貨物到達(dá)指定位置后,機(jī)械手(處于手爪松開(kāi)、臨空狀態(tài))下降并夾緊貨物,運(yùn)動(dòng)到位后旋轉(zhuǎn)到下一工位完成搬運(yùn)過(guò)程。其動(dòng)作過(guò)程如下:圖2-1機(jī)械手運(yùn)動(dòng)過(guò)程當(dāng)物料到達(dá)接貨區(qū)時(shí),步進(jìn)電動(dòng)機(jī)開(kāi)始工作,根據(jù)之前傳感器分辨出的物料顏色材質(zhì),步進(jìn)電動(dòng)機(jī)給出相應(yīng)的直線移動(dòng)距離,使物料到達(dá)對(duì)應(yīng)的倉(cāng)庫(kù)門(mén)口,利用推料氣缸將物料存入相應(yīng)的倉(cāng)庫(kù)(7.8號(hào)為黃色尼龍倉(cāng)庫(kù)、5.6號(hào)為黃色金屬倉(cāng)庫(kù)、3.4號(hào)為藍(lán)色尼龍倉(cāng)庫(kù)、1.2號(hào)為藍(lán)色金屬倉(cāng)庫(kù))每種材料首先存入相應(yīng)的偶數(shù)(2.4.6.8號(hào))倉(cāng)庫(kù),當(dāng)該偶數(shù)倉(cāng)庫(kù)貨滿(mǎn)時(shí)PLC得到信號(hào),傳輸給步進(jìn)電動(dòng)機(jī)使物料存入相應(yīng)的基數(shù)(1.3.5.7號(hào))倉(cāng)庫(kù)。2.2傳感器的檢測(cè)技術(shù)該系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用了電感傳感器、光電傳感器、漫射式光電接近開(kāi)關(guān)。2.2.1電感傳感器電感式傳感器的結(jié)構(gòu)原理圖如下圖所示。它由線圈1、鐵芯2和銜鐵3三部分組成,在鐵芯和銜鐵之間留有空氣隙δ。被測(cè)物與銜鐵相連,當(dāng)被測(cè)物移動(dòng)時(shí)經(jīng)過(guò)銜鐵引起空氣隙變化,改變磁路的磁阻,使線圈電感量變化。電感量的變化經(jīng)過(guò)測(cè)量電路轉(zhuǎn)換為電壓、電流或頻率的變化,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)物位移的檢測(cè)。圖2-2電感傳感器圖2-3電感式傳感器2.2.2光電傳感器光電傳感器是一種光電結(jié)合的器件。從結(jié)構(gòu)上看,就是將發(fā)光元件和受光元件完全封裝起來(lái),并將外部光線加以遮斷的元件。常見(jiàn)硅光電三極管作受光部分,砷化鎵發(fā)光二極管作發(fā)光部分。發(fā)光二極管不屬于傳感器的范圍,這里略加介紹。發(fā)光二極管(LED)是靠注入PN結(jié)的載流子自發(fā)躍遷產(chǎn)生的自發(fā)輻射發(fā)光的。發(fā)射的是相干光,波長(zhǎng)在可見(jiàn)光或紅外光區(qū)域。發(fā)光二極管的開(kāi)啟電壓約為1～2V,發(fā)光亮度與流過(guò)管子的電流密度有關(guān)。光電傳感器工作時(shí),在輸入端接入電信號(hào),使發(fā)光器件發(fā)光,而受光器件管芯在此光輻射的作用下輸出光電流。經(jīng)過(guò)電-光、光-電兩次轉(zhuǎn)換,進(jìn)行輸入端和輸出端之間的電的耦合圖2-4為一種光電三極管和發(fā)光二極管組合的光電耦合器件的結(jié)構(gòu)和外形。圖2-4結(jié)構(gòu)外形圖圖2-5光電傳感器2.2.3漫射式光電接近開(kāi)關(guān)”光電傳感器”是利用光的各種性質(zhì),檢測(cè)物體的有無(wú)和表面狀態(tài)的變化等的傳感器。其中輸出形式為開(kāi)關(guān)量的傳感器為光電式接近開(kāi)關(guān)。光電式接近開(kāi)關(guān)主要由光發(fā)射器和光接收器構(gòu)成。如果光發(fā)射器發(fā)射的光線因檢測(cè)物體不同而被遮掩或反射,到達(dá)光接收器的量將會(huì)發(fā)生變化。光接收器的敏感元件將檢測(cè)出這種變化,并轉(zhuǎn)換為電氣信號(hào),進(jìn)行輸出。大多使用可視光(主要為紅色,也用綠色、藍(lán)色來(lái)判斷顏色)和紅外光。按照接收器接收光的方式的不同,光電式接近開(kāi)關(guān)可分為對(duì)射式、反射式和漫射式3種,如圖2-15所示。 圖2-6光電式接近開(kāi)關(guān)2.3氣動(dòng)元件概述2.3.1氣缸的作用本次系統(tǒng)設(shè)計(jì)使用了5個(gè)氣缸,分別為貨物出料氣缸,用于把貨物推到傳送帶上,機(jī)械手抓緊放松氣缸,用于貨物的夾緊和放松。旋轉(zhuǎn)氣缸,用于機(jī)械手的左右旋轉(zhuǎn)。升降氣缸,用于機(jī)械手的上升與下降。以及貨物存儲(chǔ)氣缸,用于把貨物推進(jìn)倉(cāng)庫(kù)。2.3.2氣動(dòng)回路圖氣動(dòng)控制回路是本次設(shè)計(jì)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)之一,該執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制邏輯控制功能是由PLC實(shí)現(xiàn)的。氣動(dòng)控制回路的工作原理如圖2-7所示?？諝饨?jīng)過(guò)二聯(lián)件進(jìn)行壓縮過(guò)濾,壓縮過(guò)的氣體,分別經(jīng)過(guò)單作用控制閥和雙作用控制閥,將過(guò)濾過(guò)的空氣倒出,倒出的空氣再經(jīng)過(guò)單向節(jié)流閥,單向節(jié)流閥是單向閥和節(jié)流閥并聯(lián)而成,如圖2-8,單向節(jié)流閥能夠調(diào)節(jié)氣體的流動(dòng)強(qiáng)度,從而使氣缸的運(yùn)動(dòng)速度得以改變。每個(gè)氣缸的極限工作位置都裝有一個(gè)磁性開(kāi)關(guān),用來(lái)確定氣缸的工作是否到位。圖2-8節(jié)流閥的連接和調(diào)整圖2.4步進(jìn)電動(dòng)機(jī)概述1.步進(jìn)電機(jī)的工作原理步進(jìn)電機(jī)是數(shù)字控制系統(tǒng)中的執(zhí)行電動(dòng)機(jī),當(dāng)系統(tǒng)將一個(gè)電脈沖信號(hào)加到步進(jìn)電機(jī)定子繞組時(shí),轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)一步,當(dāng)電脈沖按某一相序加到電動(dòng)機(jī)時(shí),轉(zhuǎn)子沿某一方向轉(zhuǎn)動(dòng)的步數(shù)等于電脈沖個(gè)數(shù)。因此,改變輸入脈沖的數(shù)目就能控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子機(jī)械位移的大小;改變輸入脈沖的通電相序,就能控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子機(jī)械位移的方向,實(shí)現(xiàn)位置的控制。當(dāng)電脈沖按某一相序連續(xù)加到步進(jìn)電動(dòng)機(jī)時(shí),轉(zhuǎn)子以正比于電脈沖頻率的轉(zhuǎn)速沿某一方向旋轉(zhuǎn)。因此,改變電脈沖的頻率大小和通電相序,就能控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向,實(shí)現(xiàn)寬廣范圍內(nèi)速度的無(wú)級(jí)平滑控制。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的這種控制功能,是其它電動(dòng)機(jī)無(wú)法替代的。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)可分為磁阻式、永磁式和混合式,步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的相數(shù)可分為:單相、二相、三相、四相、五相、六相和八相等多種。增加相數(shù)能提高步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的性能,但電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)電源就會(huì)復(fù)雜,成本就會(huì)增加,應(yīng)按需要合理選用。2.步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的選擇在選擇步進(jìn)電動(dòng)機(jī)時(shí)首先考慮的是步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型選擇,其次才是具體的品種選擇,根據(jù)系統(tǒng)要求,確定步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的電壓值、電流值以及有無(wú)定位轉(zhuǎn)矩和使用螺栓機(jī)構(gòu)的定位裝置,從而就能夠確定步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的相數(shù)和拍數(shù)。在進(jìn)行步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的品種選擇時(shí),要綜合考慮速比i、軸向力F、負(fù)載轉(zhuǎn)矩lT、額定轉(zhuǎn)矩NT和運(yùn)行頻率yf,以確定步進(jìn)電機(jī)的具體規(guī)格和控制裝置。2.4.2步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器1.步進(jìn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的基本組成步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的基本組成與交直流電動(dòng)機(jī)不同,僅僅接上供電電源,步進(jìn)電機(jī)不會(huì)運(yùn)行的。為了驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī),必須由一個(gè)決定電動(dòng)機(jī)速度和旋轉(zhuǎn)角度的脈沖發(fā)生器(在該立體倉(cāng)庫(kù)控制系統(tǒng)中采用PLC作脈沖發(fā)生器進(jìn)行位置控制)、一個(gè)使電動(dòng)機(jī)繞組電流按規(guī)定次序通斷的脈沖分配器一個(gè)保證電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行的功率放大器,以及一個(gè)直流功率電源等組成一個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),如下圖所示。圖2-9驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)2.步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的原理與選擇步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)行要有一電子裝置進(jìn)行驅(qū)動(dòng),這種裝置就是步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器,它是把控制系統(tǒng)發(fā)出的脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)化為步進(jìn)電機(jī)的角位移,或者說(shuō):控制系統(tǒng)每發(fā)一個(gè)脈沖信號(hào),經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)器就使步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)一步距角。因此步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速與脈沖信號(hào)的頻率成正比所有型號(hào)驅(qū)動(dòng)器的輸入信號(hào)都相同,共有三路信號(hào),它們是:步進(jìn)脈沖信號(hào)CP、方向電平信號(hào)DIR、脫機(jī)信號(hào)FREE(此端為低電平有效,這時(shí)電機(jī)處于無(wú)力矩狀態(tài);此端為高電平或懸空不接時(shí),此功能無(wú)效,電機(jī)可正常運(yùn)行)。它們?cè)隍?qū)動(dòng)器內(nèi)部的接口電路都相同,見(jiàn)下圖。OPTO端為三路信號(hào)的公共端,三路輸入信號(hào)在驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部接成共陽(yáng)方式,因此OPTO端須接外部系統(tǒng)的VCC,如果VCC是+5V則可直接接入;如果VCC不是+5V則須外部另加限流電阻R,保證給驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部光耦提供8-15mA的驅(qū)動(dòng)電流,參見(jiàn)圖4和圖5。外圍提供電平為24V,而輸入部分的電平為5V,因此須外部另加1.8K的限流電阻R。圖2-10輸入信號(hào)接口電路圖2-11外接限電流電阻R3.步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的輸出信號(hào)有兩種:①.初相位信號(hào):驅(qū)動(dòng)器每次上電后將使步進(jìn)電機(jī)起始在一個(gè)固定的相位上,這就是初相位。初相位信號(hào)是指步進(jìn)電機(jī)每次運(yùn)行到初相位期間,此信號(hào)就輸出為高電平,否則為低電平。此信號(hào)和控制系統(tǒng)配合使田,可產(chǎn)生相位記憶功能,其接口如圖下。圖2-12初相位接口電路②.報(bào)警輸出信號(hào):每臺(tái)驅(qū)動(dòng)器都有多種保護(hù)措施(如:過(guò)壓、過(guò)流、過(guò)溫等)。當(dāng)保護(hù)發(fā)生時(shí),驅(qū)動(dòng)器進(jìn)入脫機(jī)狀態(tài)使電機(jī)失電,但這時(shí)控制系統(tǒng)可能尚未知曉。如要通知系統(tǒng),就要用到‘報(bào)警輸出信號(hào)’。此信號(hào)占兩個(gè)接線端子,此兩端為一繼電器的常開(kāi)點(diǎn),報(bào)警時(shí)觸點(diǎn)立即閉合。驅(qū)動(dòng)器正常時(shí),觸點(diǎn)為常開(kāi)狀態(tài)。觸點(diǎn)規(guī)格:DC24V／1A或AC11OV／O．3A。步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器細(xì)分?jǐn)?shù)的設(shè)定要了解”細(xì)分”,先要弄清”步距角”這個(gè)概念:它表示控制系統(tǒng)每發(fā)一個(gè)步進(jìn)脈沖信號(hào),電機(jī)所轉(zhuǎn)動(dòng)的角度。SH系列驅(qū)動(dòng)器是靠驅(qū)動(dòng)器上的撥位開(kāi)關(guān)來(lái)設(shè)定細(xì)分?jǐn)?shù)的,您只需根據(jù)面板上的提示設(shè)定即可。在系統(tǒng)頻率允許的情況下,盡量選用高細(xì)分?jǐn)?shù)。對(duì)于兩相步進(jìn)電機(jī),細(xì)分后電機(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40、驅(qū)動(dòng)步距角為0.9°/1.8°的電機(jī),其細(xì)分步距角為1.8÷40=0.045。能夠看出,步進(jìn)電機(jī)經(jīng)過(guò)細(xì)分驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng),其步距角變小了,如驅(qū)動(dòng)器工作在40細(xì)分狀態(tài)時(shí),其步距角只為電機(jī)固有步距角的十分之一,也就是說(shuō):當(dāng)驅(qū)動(dòng)器工作在不細(xì)分的整步狀態(tài)驅(qū)動(dòng)上例的電機(jī)時(shí),控制系統(tǒng)每發(fā)一個(gè)步進(jìn)脈沖,電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)1.8°;而用細(xì)分驅(qū)動(dòng)器工作在40細(xì)分狀態(tài)時(shí),電機(jī)只轉(zhuǎn)動(dòng)了0.045°,這就是細(xì)分的基本概念。細(xì)分功能完全是由驅(qū)動(dòng)器靠精確控制電機(jī)的相電流所產(chǎn)生的,與電機(jī)無(wú)關(guān)。驅(qū)動(dòng)器細(xì)分后將對(duì)電機(jī)的運(yùn)行性能產(chǎn)生質(zhì)的飛躍,可是這一切都是由驅(qū)動(dòng)器本身產(chǎn)生的,和電機(jī)及控制系統(tǒng)無(wú)關(guān)。在使用時(shí),唯一需要注意的一點(diǎn)是步進(jìn)電機(jī)步距角的改變,這一點(diǎn)將對(duì)控制系統(tǒng)所發(fā)出的步進(jìn)信號(hào)的頻率有影響;因?yàn)榧?xì)分后步進(jìn)電機(jī)的步距角將變小,要求步進(jìn)信號(hào)的頻率要相應(yīng)提高。驅(qū)動(dòng)器細(xì)分后的主要優(yōu)點(diǎn)為:a.完全消除了電機(jī)的低頻振蕩。低頻振蕩(約在200Hz左右)是步進(jìn)電機(jī)的固有特性,而細(xì)分是消除它的唯一途徑,如果您的步進(jìn)電機(jī)有時(shí)要在共振區(qū)工作(如走圓弧),選擇細(xì)分驅(qū)動(dòng)器是唯一的選擇。b.提高了電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩。特別是對(duì)三相反應(yīng)式電機(jī),其力矩比不細(xì)分時(shí)提高約30—4096。c.提高了電機(jī)的分辨率。由于減小了步距角、提高了步距的均勻度,‘提高電機(jī)的分辨率’是不言而喻的。以上這些優(yōu)點(diǎn),特別是在性能上的優(yōu)點(diǎn),并不是一個(gè)量的變化,而是質(zhì)的飛躍。因此我們最好選用細(xì)分驅(qū)動(dòng)器。在沒(méi)有細(xì)分驅(qū)動(dòng)器時(shí),用戶(hù)主要靠選擇不同相數(shù)的步進(jìn)電機(jī)來(lái)滿(mǎn)在驅(qū)動(dòng)器上改變細(xì)分?jǐn)?shù),就能夠改變步距角。因此如果用戶(hù)采用細(xì)分驅(qū)動(dòng)器,‘相數(shù)’將變得沒(méi)有意義足自己步距角的要求。但現(xiàn)在的情況不同了,細(xì)分驅(qū)動(dòng)器的出現(xiàn)改變了這種觀念,用戶(hù)只需在驅(qū)動(dòng)器上改變細(xì)分?jǐn)?shù),就能夠改變步距角。因此如果用戶(hù)采用細(xì)分驅(qū)動(dòng)器,‘相數(shù)’將變得沒(méi)有意義。第三章系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)3.1PLC的I/O分配表序號(hào)名稱(chēng)輸入點(diǎn)序號(hào)名稱(chēng)輸出點(diǎn)0傳送帶啟動(dòng)XO0脈沖信號(hào)Y01電感傳感器X11方向信號(hào)Y12光纖傳感器X22出料電磁閥Y43光電傳感器X33夾緊電磁閥Y54推料到位傳感器X44機(jī)械臂上升電磁閥Y65氣缸回位傳感器X55機(jī)械臂下降電磁閥Y76加緊到位X66機(jī)械臂右旋電磁閥Y107放松到位X77機(jī)械臂左旋電磁閥Y118上升到位X108允許啟動(dòng)指示燈Y169下降到位X119進(jìn)倉(cāng)儲(chǔ)電磁閥Y1310左旋到位X1210報(bào)警燈Y1411右旋到位X1311報(bào)警鈴Y1512進(jìn)庫(kù)到位X1412變頻器正轉(zhuǎn)Y2013進(jìn)庫(kù)回位X1513變頻器低速Y2114倉(cāng)庫(kù)1滿(mǎn)庫(kù)限位X1614變頻器高速Y2215倉(cāng)庫(kù)2滿(mǎn)庫(kù)限位X17[16倉(cāng)庫(kù)3滿(mǎn)庫(kù)限位X2017倉(cāng)庫(kù)4滿(mǎn)庫(kù)限位X2118倉(cāng)庫(kù)5滿(mǎn)庫(kù)限位X2219倉(cāng)庫(kù)6滿(mǎn)庫(kù)限位X2320倉(cāng)庫(kù)7滿(mǎn)庫(kù)限位X2421倉(cāng)庫(kù)8滿(mǎn)庫(kù)限位X2522停止按鈕X263.2PLC的硬件接線圖圖3-1外部接線圖3.3步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器參數(shù)的選擇以北京斯達(dá)特機(jī)電科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)SH系列步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器(型號(hào)為SH-2H057)為例,主要由電源輸入部分、信號(hào)輸入部分、輸出部分組成。SH-2H057步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器采用鑄鋁結(jié)構(gòu),此種結(jié)構(gòu)主要用于小功率驅(qū)動(dòng)器,這種結(jié)構(gòu)為封閉的超小型結(jié)構(gòu),本身不帶風(fēng)機(jī),其外殼即為散熱體,因此使用時(shí)要將其固定在較厚、較大的金屬板上或較厚的機(jī)柜內(nèi),接觸面之間要涂上導(dǎo)熱硅脂,在其旁邊加一個(gè)風(fēng)機(jī)也是一種較好的散熱辦法。此步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的電氣技術(shù)數(shù)據(jù)為:圖3-2電氣技術(shù)數(shù)據(jù)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器的接線圖如圖:圖3-3步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接線圖第四章系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)根據(jù)前面的分析了解,在軟件設(shè)計(jì)中,我將軟件程序