基于plc的氣動機械手的設計

1、<p><b>　　重慶科技學院</b></p><p>　　高等教育自學考試本科畢業(yè)論文</p><p>　　基于PLC的氣動機械手的設計</p><p>　　考生姓名： 安家紅 準考證號： 011809103011 </p><p>　　專業(yè)層次： 本科 院 （系）：機械與動力工程學

2、院</p><p>　　指導教師： 王興平 職 稱： 講師 </p><p><b>　　重慶科技學院</b></p><p>　　二O一二年二月十五日</p><p><b>　　重慶科技學院</b></p><p>　　高等教育

3、自學考試本科畢業(yè)論文</p><p>　　基于PLC的氣動機械手的設計</p><p>　　考生姓名： 安家紅 </p><p>　　準考證號： 011809103011 </p><p>　　專業(yè)層次： 本科 </p><p>　　指導教師： 王興平

4、 </p><p>　　院 （系）：機械與動力工程學院</p><p><b>　　重慶科技學院</b></p><p>　　二O一二年二月十五日</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　伴隨著機電一體化在各個領域的應用，機械設備的自動控制成分顯

5、得越來越重要，由于工作的需要，人們經(jīng)常受到高溫、腐蝕及有毒氣體等因素的危害，增加了工人的勞動強度，甚至于危機生命。因此機械手就在這樣誕生了,機械手是工業(yè)機器人系統(tǒng)中傳統(tǒng)的任務執(zhí)行機構，是機器人的關鍵部件之一。其中的工業(yè)機械手是近代自動控制領域中出現(xiàn)的一項新技術，它的發(fā)展是由于其積極作用正日益為人們所認識：它能部分地代替人工操作；能按照生產(chǎn)工藝的要求，遵循一定的程序、時間和位置來完成工件的傳送和裝卸；能制作必要的機具進行焊接和裝配從而大大

6、改善工人的勞動條件，顯著地提高勞動生產(chǎn)率，加快實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)機械化和自動化的步伐。本設計采用三菱Q系列PLC作為控制機對工業(yè)機械手進行控制及監(jiān)控。</p><p>　　關鍵詞：可編程控制器PLC; 機械手; 氣動</p><p>　　Based on the design of manipulator of pneumatic PLC</p><p><b>

7、;　　ABSTRACT</b></p><p>　　Follows the integration of machinery in each domain application, the mechanical device automatic control ingredient is appearing more and more importantly, industry manipulator

8、 is a new technology which in the modern automatic control domain appears, its development is because its positive role was knowing day by day for the people: It can the partial zones for the manual control; Can defer to

9、 the production craft the request, follows the certain procedure, the time and the position completes th</p><p>　　Keywords： programmable controller PLC; Manipulator; pneumatic</p><p><b>　　

10、目 錄</b></p><p><b>　　中文摘要I</b></p><p><b>　　英文摘要II</b></p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　1.1氣動機械手概述1</p><p>　　1

11、.2 機械手的組成和分類1</p><p>　　1.2.1機械手的組成1</p><p>　　1.2.2機械手的分類3</p><p>　　1.3 國內外發(fā)展狀況5</p><p>　　1.4課題的提出及主要任務6</p><p>　　1.4.1課題的提出6</p><p>　　1.

12、4.2課題的主要任務7</p><p>　　2 機械手的設計方案8</p><p>　　2.1機械手的坐標型式與自由度8</p><p>　　2.2 機械手的手部結構方案設計9</p><p>　　2.3 機械手的手腕結構方案設計9</p><p>　　2.4 機械手的手臂結構方案設計9</p>

13、;<p>　　2.5 機械手的驅動方案設計9</p><p>　　2.6 機械手的控制方案設計10</p><p>　　2.7 機械手的主要參數(shù)10</p><p>　　2.8 機械手的技術參數(shù)列表10</p><p>　　2.9 前法蘭式氣缸的簡介11</p><p>　　3 手臂伸縮、回轉

14、氣缸的結構設計與校核12</p><p>　　3.1手臂伸縮氣缸的尺寸設計與校核12</p><p>　　3.1.1 平衡裝置13</p><p>　　3.2手腕回轉氣缸的尺寸設計與校核13</p><p>　　3.2.1 尺寸設計13</p><p>　　3.2.2 尺寸校核14</p>&

15、lt;p>　　4 氣動系統(tǒng)設計15</p><p>　　4．1 氣壓傳動系統(tǒng)工作原理圖15</p><p>　　5 機械手的PLC控制設計17</p><p>　　5.1可編程序控器的簡介17</p><p>　　5.2 PLC的結構，種類和分類17</p><p>　　5.3 FX2n系列三菱PLC

16、特點19</p><p>　　5.4 接近開關傳感器20</p><p>　　5.5 I/O接口簡介21</p><p>　　5.6 行程開關的介紹21</p><p>　　5.6.1 行程開關的概念21</p><p>　　5.6.2 行程開關的作用及原理22</p><p>　　

17、5.7電路的總體設計22</p><p>　　5.7.1 回路的設計22</p><p>　　5.7.2 系統(tǒng)輸入/輸出分布表23</p><p>　　5.7.3機械手的程序設計24</p><p>　　5.7.4 步進電機的運行控制25</p><p>　　5.7.5 各模塊的程序設計25</p&g

18、t;<p>　　6 結 論34</p><p><b>　　致 謝35</b></p><p><b>　　參考文獻36</b></p><p>　　論文原創(chuàng)性聲明37</p><p><b>　　1 緒論</b></p><

19、;p>　　1.1氣動機械手概述</p><p>　　氣動機械手由操作機(機械本體)、控制器、伺服驅動系統(tǒng)和檢測傳感裝置構成，是一種仿人操作，自動控制、可重復編程、能在三維空間完成各種作業(yè)的機電一體化自動化設備。特別適合于多品種、變批量的柔性生產(chǎn)。它對穩(wěn)定、提高產(chǎn)品質量，提高生產(chǎn)效率，改善勞動條件和產(chǎn)品的快速更新?lián)Q代起著十分重要的作用。機器人技術是綜合了計算機、控制論、機構學、信息和傳感技術、人工智能、仿生學

20、等多學科而形成的高新技術，是當代研究十分活躍，應用日益廣泛的領域。機器人應用情況，是一個國家工業(yè)自動化水平的重要標志。機器人并不是在簡單意義上代替人工的勞動，而是綜合了人的特長和機器特長的一種擬人的電子機械裝置，既有人對環(huán)境狀態(tài)的快速反應和分析判斷能力，又有機器可長時間持續(xù)工作、精確度高、抗惡劣環(huán)境的能力，從某種意義上說它也是機器的進化過程產(chǎn)物，它是工業(yè)以及非產(chǎn)業(yè)界的重要生產(chǎn)和服務性設各，也是先進制造技術領域不可缺少的自動化設備.機械手

21、是模仿著人手的部分動作，按給定程序、軌跡和要求實現(xiàn)自動抓取、搬運或操作的自動機械裝置。在工業(yè)生產(chǎn)中應用的機械手被稱為“工業(yè)機械手”。生產(chǎn)中應用機械手可以提高生產(chǎn)的自動化水平和勞動生產(chǎn)率:可以減輕勞動強度</p><p>　　1.2 機械手的組成和分類</p><p>　　1.2.1機械手的組成</p><p>　　機械手主要由執(zhí)行機構、驅動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)以及位置檢測

22、裝置等所組成。各系統(tǒng)相互之間的關系如方框圖1-1所示。</p><p>　　圖1-1機械手組成方框圖</p><p><b>　　(一)執(zhí)行機構</b></p><p>　　包括手部、手腕、手臂和立柱等部件，有的還增設行走機構。</p><p><b>　　1、手部</b></p>&

23、lt;p>　　即與物件接觸的部件。由于與物件接觸的形式不同，可分為夾持式和吸附式手在本課題中我們采用夾持式手部結構。夾持式手部由手指(或手爪)和傳力機構所構成。手指是與物件直接接觸的構件，常用的手指運動形式有回轉型和平移型?；剞D型手指結構簡單，制造容易，故應用較廣泛。平移型應用較少，其原因是結構比較復雜，但平移型手指夾持圓形零件時，工件直徑變化不影響其軸心的位置，因此適宜夾持直徑變化范圍大的工件。手指結構取決于被抓取物件的表面形狀

24、、被抓部位(是外廓或是內孔)和物件的重量及尺寸。常用的指形有平面的、V形面的和曲面的:手指有外夾式和內撐式;指數(shù)有雙指式、多指式和雙手雙指式等。而傳力機構則通過手指產(chǎn)生夾緊力來完成夾放物件的任務。傳力機構型式較多時常用的有:滑槽杠桿式、連桿杠桿式、斜面杠桿式、齒輪齒條式、絲杠螺母彈簧式和重力式等。</p><p><b>　　2、手腕</b></p><p>　　是連

25、接手部和手臂的部件，并可用來調整被抓取物件的方位(即姿勢)。</p><p><b>　　3、手臂</b></p><p>　　手臂是支承被抓物件、手部、手腕的重要部件。手臂的作用是帶動手指去抓取物件，并按預定要求將其搬運到指定的位置.工業(yè)機械手的手臂通常由驅動手臂運動的部件(如油缸、氣缸、齒輪齒條機構、連桿機構、螺旋機構和凸輪機構等)與驅動源(如液壓、氣壓或電機等)

26、相配合，以實現(xiàn)手臂的各種運動。</p><p><b>　　4、立柱</b></p><p>　　立柱是支承手臂的部件，立柱也可以是手臂的一部分，手臂的回轉運動和升降(或俯仰)運動均與立柱有密切的聯(lián)系。機械手的立柱因工作需要，有時也可作橫向移動，即稱為可移式立柱。</p><p><b>　　5、行走機構</b></

27、p><p>　　當工業(yè)機械手需要完成較遠距離的操作，或擴大使用范圍時，可在機座上安滾輪式行走機構可分裝滾輪、軌道等行走機構，以實現(xiàn)工業(yè)機械手的整機運動。滾輪式布為有軌的和無軌的兩種。驅動滾輪運動則應另外增設機械傳動裝置。</p><p><b>　　6、機座</b></p><p>　　機座是機械手的基礎部分，機械手執(zhí)行機構的各部件和驅動系統(tǒng)均安裝

28、于機座上，故起支撐和連接的作用。</p><p><b>　　(二)驅動系統(tǒng)</b></p><p>　　驅動系統(tǒng)是驅動工業(yè)機械手執(zhí)行機構運動的動力裝置調節(jié)裝置和輔助裝置組成。常用的驅動系統(tǒng)有液壓傳動、氣壓傳動、機械傳動?？刂葡到y(tǒng)是支配著工業(yè)機械手按規(guī)定的要求運動的系統(tǒng)。目前工業(yè)機械手的控制系統(tǒng)一般由程序控制系統(tǒng)和電氣定位(或機械擋塊定位)系統(tǒng)組成?？刂葡到y(tǒng)有電氣控制

29、和射流控制兩種，它支配著機械手按規(guī)定的程序運動，</p><p>　　并記憶人們給予機械手的指令信息(如動作順序、運動軌跡、運動速度及時間)，同時按其控制系統(tǒng)的信息對執(zhí)行機構發(fā)出指令，必要時可對機械手的動作進行監(jiān)視，當動作有錯誤或發(fā)生故障時即發(fā)出報警信號。</p><p><b>　　(三)控制系統(tǒng)</b></p><p>　　控制系統(tǒng)是支配著

30、工業(yè)機械手按規(guī)定的要求運動的系統(tǒng)。目前工業(yè)機械手的控制系統(tǒng)一般由程序控制系統(tǒng)和電氣定位(或機械擋塊定位)系統(tǒng)組成?？刂葡到y(tǒng)有電氣控制和射流控制兩種，它支配著機械手按規(guī)定的程序運動，并記憶人們給予機械手的指令信息(如動作順序、運動軌跡、運動速度及時間)，同時按其控制系統(tǒng)的信息對執(zhí)行機構發(fā)出指令，必要時可對機械手的動作進行監(jiān)視，當動作有錯誤或發(fā)生故障時即發(fā)出報警信號。</p><p><b>　　(四)位置

31、檢測裝置</b></p><p>　　控制機械手執(zhí)行機構的運動位置，并隨時將執(zhí)行機構的實際位置反饋給控制系統(tǒng)，并與設定的位置進行比較，然后通過控制系統(tǒng)進行調整，從而使執(zhí)行機構以一定的精度達到設定位置.</p><p>　　1.2.2機械手的分類</p><p>　　工業(yè)機械手的種類很多，關于分類的問題，目前在國內尚無統(tǒng)一的分類標準，在此暫按使用范圍、驅動

32、方式和控制系統(tǒng)等進行分類。</p><p><b>　　(一)按用途分</b></p><p>　　機械手可分為專用機械手和通用機械手兩種:</p><p>　　1、專用機械手它是附屬于主機的、具有固定程序而無獨立控制系統(tǒng)的機械裝置。專用機械手具有動作少、工作對象單一、結構簡單、使用可靠和造價低等特點，適用于大批量的自動化生產(chǎn)的自動換刀機械手

33、，如自動機床、自動線的上、下料機械手。</p><p>　　2、通用機械手它是一種具有獨立控制系統(tǒng)的、程序可變的、動作靈活多樣的機械手。格性能范圍內，其動作程序是可變的，通過調整可在不同場合使用，驅動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)是獨立的。通用機械手的工作范圍大、定位精度高、通用性強，適用于不斷變換生產(chǎn)品種的中小批量自動化的生產(chǎn)。通用機械手按其控制定位的方式不同可分為簡易型和伺服型兩種:簡易型以“開一關”式控制定位，只能是點位控

34、制:可以是點位的，也可以實現(xiàn)連續(xù)軌控制；同時還可分為伺服型和一般型的機械手，伺服型具有伺服系統(tǒng)定位控制系統(tǒng)，一般的伺服型通用機械手屬于數(shù)控類型。</p><p><b>　　(二)按驅動方式分</b></p><p>　　1、液壓傳動機械手是以液壓的壓力來驅動執(zhí)行機構運動的機械手。其主要特點是:抓重可達幾百公斤以上、傳動平穩(wěn)、結構緊湊、動作靈敏。但對密封裝置要求嚴格，

35、不然油的泄漏對機械手的工作性能有很大的影響，且不宜在高溫、低溫下工作。若機械手采用電液伺服驅動系統(tǒng)，可實現(xiàn)連續(xù)軌跡控制，使機械手的通用性擴大，但是電液伺服閥的制造精度高，油液過濾要求嚴格，成本高。</p><p>　　2、氣壓傳動機械手是以壓縮空氣的壓力來驅動執(zhí)行機構運動的機械手。其主要特點是:介質李源極為方便，輸出力小，氣動動作迅速，結構簡單，成本低。但是，由于空氣具有可壓縮的特性，工作速度的穩(wěn)定性較差，沖擊大

36、，而且氣源壓力較低，抓重一般在30公斤以下，在同樣抓重條件下它比液壓機械手的結構大，所以適用于高速、輕載、高溫和粉塵大的環(huán)境中進行工作。</p><p>　　3、機械傳動機械手即由機械傳動機構(如凸輪、連桿、齒輪和齒條、間歇機構等)驅動的機械手。它是一種附屬于工作主機的專用機械手，其動力是由工作機械傳遞的。它的主要特點是運動準確可靠，用于工作主機的上、下料。動作頻率大，但結構較大，動作程序不可變。</p&g

37、t;<p>　　4、電力傳動機械手即有特殊結構的感應電動機、直線電機或功率步進電機直接驅動執(zhí)行機構運動的械手，因為不需要中間的轉換機構，故機械結構簡單。其中直線電機機械手的運動速度快和行程長，維護和使用方便。此類機械手目前還不多，但有發(fā)展前途。</p><p><b>　　(三)按控制方式分</b></p><p>　　1、點位控制它的運動為空間點到點之

38、間的移動，只能控制運動過程中幾個點的位置，不能控制其運動軌跡。若欲控制的點數(shù)多，則必然增加電氣控制系統(tǒng)的復雜性。目前使用的專用和通用工業(yè)機械手均屬于此類。</p><p>　　2、連續(xù)軌跡控制它的運動軌跡為空間的任意連續(xù)曲線，其特點是設定點為無限的，整個移動過程處于控制之下，可以實現(xiàn)平穩(wěn)和準確的運動，并且使用范圍廣，但電氣控制系統(tǒng)復雜。這類工業(yè)機械手一般采用小型計算機進行控制。</p><p&

39、gt;　　1.3 國內外發(fā)展狀況</p><p>　　國外機器人領域發(fā)展近幾年有如下幾個趨勢:</p><p>　　(1) 工業(yè)機器人性能不斷提高(高速度、高精度、高可靠性、便于操作和維修)，而單機價格不斷下降，平均單機價格從91年的10.3萬美元降至97年的65萬美元。</p><p>　　(2) 機械結構向模塊化、可重構化發(fā)展。例如關節(jié)模塊中的伺服電機、減速機、

40、檢測系統(tǒng)三位一體化:由關節(jié)模塊、連桿模塊用重組方式構造機器人整機;國外已有模塊化裝配機器人產(chǎn)品問市。</p><p>　　(3) 工業(yè)機器人控制系統(tǒng)向基于PC機的開放型控制器方向發(fā)展，便于標準化、網(wǎng)絡化;器件集成度提高，控制柜日見小巧，且采用模塊化結構:大大提高了系統(tǒng)的可靠性、易操作性和可維修性。</p><p>　　(4) 機器人中的傳感器作用日益重要，除采用傳統(tǒng)的位置、速度、加速度等傳

41、感器外，裝配、焊接機器人還應用了視覺、力覺等傳感器，而遙控機器人則采用視覺、聲覺、力覺、觸覺等多傳感器的融合技術來進行環(huán)境建模及決策控制;多傳感器融合配置技術在產(chǎn)品化系統(tǒng)中已有成熟應用。</p><p>　　(5) 虛擬現(xiàn)實技術在機器人中的作用已從仿真、預演發(fā)展到用于過程控制，如使遙控機器人操作者產(chǎn)生置身于遠端作業(yè)環(huán)境中的感覺來操縱機器人。</p><p>　　(6) 當代遙控機器人系統(tǒng)的

42、發(fā)展特點不是追求全自治系統(tǒng)，而是致力于操作者與機器人的人機交互控制，即遙控加局部自主系統(tǒng)構成完整的監(jiān)控遙控操作系統(tǒng)，使智能機器人走出實驗室進入實用化階段。美國發(fā)射到火星上的“索杰納”機器人就是這種系統(tǒng)成功應用的最著名實例。</p><p>　　(7) 機器人化機械開始興起。從94年美國開發(fā)出“虛擬軸機床”以來，這種新型裝置已成為國際研究的熱點之一，紛紛探索開拓其實際應用的領域。我國的工業(yè)機器人從80年代“七五”科

43、技攻關開始起步，在國家的支持下，通過“七五”、“八五”科技攻關，目前己基本掌握了機器人操作機的設計制造技術、控制系統(tǒng)硬件和軟件設計技術、運動學和軌跡規(guī)劃技術，生產(chǎn)了部分機器人關鍵元器件，開發(fā)出噴漆、弧焊、點焊、裝配、搬運等機器人;其中有130多臺套噴漆機器人在二十余家企業(yè)的近30條自動噴漆生產(chǎn)線(站)上獲得規(guī)模應用，弧焊機器人己應用在汽車制造廠的焊裝線上。但總的來看，我國的工業(yè)機器人技術及其工程應用的水平和國外比還有一定的距離，如:可靠

44、性低于國外產(chǎn)品:機器人應用工程起步較晚，應用領域窄，生產(chǎn)線系統(tǒng)技術與國外比有差距;在應用規(guī)模上，我國己安裝的國產(chǎn)工業(yè)機器人約200臺，約占全球已安裝臺數(shù)的萬分之四。以上原因主要是沒有形成機器人產(chǎn)業(yè)，當前我國的機器人生產(chǎn)都是應用戶的要求，“一客戶，一次重新設計”，品種規(guī)格多、批量小、零部件通用化程度低、供貨周期長、成本也不低，而且質量、可靠性不穩(wěn)定。因此迫切需要解決產(chǎn)業(yè)化前期的關鍵技術，</p><p>　　1.4

45、課題的提出及主要任務</p><p>　　1.4.1課題的提出</p><p>　　進入21世紀，隨著我國人口老齡化的提前到來，近來在東南沿海還出現(xiàn)在大量的缺工現(xiàn)象，迫切要求我們提高勞動生產(chǎn)率，降低工人的勞動強度，提高我國工業(yè)自動化水平勢在必行，將機械手，應用于工業(yè)自動化生產(chǎn)線，把工業(yè)產(chǎn)品從一條生產(chǎn)線搬運到另外一條生產(chǎn)線，實現(xiàn)自動化生產(chǎn)，減輕產(chǎn)業(yè)工人大量的重復性勞動，同時又可以提高勞動生產(chǎn)

46、率。。</p><p>　　現(xiàn)在的機械手大多采用液壓傳動，液壓傳動存在以下幾個缺點: （下面排版對齊）</p><p>　　(1)液壓傳動在工作過程中常有較多的能量損失(摩擦損失、泄露損失等):液壓傳動易泄漏，不僅污染工作場地，限制其應用范圍，可能引起失火事故，而且影響執(zhí)行部分的運動平穩(wěn)性及正確性。</p><p>　　(2)工作時受溫度變化影響較大。油溫變化時，液

47、體粘度變化，引起運動特性變化。</p><p>　　(3)因液壓脈動和液體中混入空氣，易產(chǎn)生噪聲。</p><p>　　(4)為了減少泄漏，液壓元件的制造工藝水平要求較高，故價格較高;且使用維護需要較高技術水平。</p><p>　　鑒于以上這些缺陷，本機械手擬采用氣壓傳動，</p><p>　　氣動技術有以下優(yōu)點:</p>&

48、lt;p>　　(1)介質提取和處理方便。氣壓傳動工作壓力較低，工作介質提取容易，而后排入大氣，處理方便，一般不需設置回收管道和容器:介質清潔，管道不易堵存在介質變質及補充的問題.</p><p>　?。?)阻力損失和泄漏較小，在壓縮空氣的輸送過程中，阻力損失較小(一般不卜澆塞僅為油路的千分之一)，空氣便于集中供應和遠距離輸送。外泄漏不會像液壓傳動那樣，造成壓力明顯降低和嚴重污染。</p>&l

49、t;p>　　(3)動作迅速，反應靈敏。氣動系統(tǒng)一般只需要0.02s-0.3s即可建立起所需的壓力和速度。氣動系統(tǒng)也能實現(xiàn)過載保護，便于自動控制。</p><p>　　(4)能源可儲存。壓縮空氣可存貯在儲氣罐中，因此，發(fā)生突然斷電等情況時，機器及其工藝流程不致突然中斷。</p><p>　　(5)工作環(huán)境適應性好。在易燃、易爆、多塵埃、強磁、強輻射、振動等惡劣環(huán)境中，氣壓傳動與控制系統(tǒng)

50、比機械、電器及液壓系統(tǒng)優(yōu)越，而且不會因溫度變化影響傳動及控制性能。</p><p>　　(6)成本低廉。由于氣動系統(tǒng)工作壓力較低，因此降低了氣動元、輔件的材質和加工精度要求，制造容易，成本較低。傳統(tǒng)觀點認為:由于氣體具有可壓縮性，因此，在氣動伺服系統(tǒng)中要實現(xiàn)高精度定位比較困難(尤其在高速情況下，似乎更難想象)。此外氣源工作壓力較低，抓舉力較小。雖然氣動技術作為機器人中的驅動功能已有部分被工業(yè)界所接受，而且對于不太

51、復雜的機械手，用氣動元件組成的控制系統(tǒng)己被接受，但由于氣動機器人這一體系己經(jīng)取得的一系列重要進展過去介紹得不夠，因此在工業(yè)自動化領域里，對氣動機械手、氣動機器人的實用性和前景存在不少疑慮。</p><p>　　1.4.2課題的主要任務</p><p>　　本課題將要完成的主要任務如下:</p><p>　　(1) 進行氣動機械手的總體研究，并進行整體運動方式設計；&

52、lt;/p><p>　　(2) 設計氣動機械手氣路設計，進行關鍵部件的設計計算；</p><p>　　(3) 用PLC對機械手控制的總體設計；</p><p>　　2 機械手的設計方案 </p><p>　　對氣動機械手的基本要求是能快速、準確地拾-放和搬運物件，這就要求它們具有高精度、快速反應、一定的承載能力、足夠的工作空間和靈活的自由度及

53、在任意位置都能自動定位等特性。設計氣動機械手的原則是:充分分析作業(yè)對象(工件)的作業(yè)技術要求，擬定最合理的作業(yè)工序和工藝，并滿足系統(tǒng)功能要求和環(huán)境條件;明確工件的結構形狀和材料特性，定位精度要求，抓取、搬運時的受力特性、尺寸和質量參數(shù)等，從而進一步確定對機械手結構及運行控制的要求;盡量選用定型的標準組件，簡化設計制造過程，兼顧通用性和專用性，并能實現(xiàn)柔性轉換和編程控制。</p><p>　　2.1機械手的坐標型式

54、與自由度</p><p>　　按機械手手臂的不同運動形式及其組合情況，其坐標型式可分為直角坐標式、圓柱坐標式、球坐標式和關節(jié)式。由于本機械手在上下料時手臂具有升降、收縮及回轉運動，因此，采用圓柱坐標型式。相應的機械手具有四個自由度，為了彌補升降運動行程較小的缺點，增加手臂擺動機構，從而增加一個手臂上下擺動的自由度。</p><p>　　圖2-1 機械手的運動示意圖</p>&

55、lt;p>　　2.2 機械手的手部結構方案設計</p><p>　　為了使機械手的通用性更強，把機械手的手部結構設計成可更換結構，當工件是棒料時，使用夾持式手部;當工件是板料時，使用氣流負壓式吸盤。</p><p>　　2.3 機械手的手腕結構方案設計</p><p>　　考慮到機械手的通用性，同時由于被抓取工件是水平放置，因此手腕必須設有回轉運動才可滿足工作

56、的要求。因此，手腕設計成回轉結構，實現(xiàn)手腕回轉運動的機構為回轉氣缸。</p><p>　　2.4 機械手的手臂結構方案設計</p><p>　　按照抓取工件的要求，本機械手的手臂有四個自由度，即手臂的伸縮、左右回轉和升降運動。手臂的回轉和升降運動是通過立柱來實現(xiàn)的，立柱的橫向移動即為手臂的橫移。手臂的各種運動由氣缸來實現(xiàn)。</p><p>　　2.5 機械手的驅動方

57、案設計</p><p>　　由于氣壓傳動系統(tǒng)的動作迅速，反應靈敏，阻力損失和泄漏較小，成本低廉因此本機械手采用氣壓傳動方式。</p><p>　　2.6 機械手的控制方案設計</p><p>　　考慮到機械手的通用性，同時使用點位控制，因此我們采用可編程序控制器(PLC)對機械手進行控制。當機械手的動作流程改變時，只需改變PLC程序即可實現(xiàn)，非常方便快捷。</

58、p><p>　　2.7 機械手的主要參數(shù)</p><p>　　1.機械手的最大抓重是其規(guī)格的主參數(shù)，由于是采用氣動方式驅動，因此考慮抓取的物體不應該太重，查閱相關機械手的設計參數(shù)，結合工業(yè)生產(chǎn)的實際情況，本設計設計抓取的工件質量為1公斤。</p><p>　　2.基本參數(shù)運動速度是機械手主要的基本參數(shù)。操作節(jié)拍對機械手速度提出了要求，設計速度過低限制了它的使用范圍。而影

59、響機械手動作快慢的主要因素是手臂伸縮及回轉的速度。該機械手最大移動速度設計為0.1m/s。最大回轉速度設計為。平均移動速度為0.08m/s。平均回轉速度為。</p><p>　　2.8 機械手的技術參數(shù)列表</p><p><b>　　一、用途:</b></p><p>　　用于自動輸送線的上下料。</p><p>&l

60、t;b>　　二、設計技術參數(shù):</b></p><p><b>　　1、抓重</b></p><p><b>　　1千克 </b></p><p><b>　　2、自由度數(shù)</b></p><p><b>　　4個自由度</b></

61、p><p><b>　　3、坐標型式</b></p><p><b>　　圓柱坐標</b></p><p><b>　　4、手臂運動參數(shù)</b></p><p><b>　　伸縮行程100mm</b></p><p>　　伸縮速度40m

62、m/s</p><p><b>　　升降行程150mm</b></p><p>　　升降速度100mm/s</p><p><b>　　回轉范圍</b></p><p><b>　　回轉速度 </b></p><p><b>　　5、手腕運動參

63、數(shù)</b></p><p><b>　　回轉范圍 </b></p><p><b>　　回轉速度</b></p><p><b>　　6、手指夾持范圍</b></p><p>　　棒料: ø10-ø40 </p><p>

64、<b>　　9、定位方式</b></p><p><b>　　行程開關</b></p><p><b>　　10、定位精度</b></p><p><b>　　11、驅動方式</b></p><p><b>　　氣壓傳動</b><

65、;/p><p><b>　　12、控制方式</b></p><p>　　點位程序控制(采用PLC)</p><p>　　2.9 前法蘭式氣缸的簡介</p><p>　　氣缸是使機械裝置進行直線往復運動的氣動執(zhí)行元件。氣缸的類型有很多種，根據(jù)使用的需要進行選擇。前法蘭式氣缸的特點：它是用螺釘緊固，易于安裝，它的缺點是螺釘所承受

66、的軸向力較大！</p><p>　　3 手臂伸縮回轉氣缸的尺寸設計與校核</p><p>　　3.1手臂伸縮氣缸的尺寸設計與校核</p><p>　　根據(jù)實驗設計要求，手臂伸縮氣缸采用煙臺氣動元件廠生產(chǎn)的標準氣缸，參看此公司生產(chǎn)的各種型號的結構特點，尺寸參數(shù)，結合本設計的實際要求，氣缸用CTA型氣缸，尺寸系列初選內徑為63/63.</p><p

67、>　　(1).在校核尺寸時，只需校核氣缸內徑=63mm,半徑R=31.5mm的氣缸的尺寸滿足使用要求即可,設計使用壓強,</p><p><b>　　則驅動力：</b></p><p>　　（2）. 測定手腕質量和重物的質量之和為7kg,設計加速度，則慣性力</p><p><b>　　=10×7=70</b&g

68、t;</p><p>　?。?）.考慮活塞等的摩擦力，設定摩擦系數(shù),</p><p><b>　　=70×0.2</b></p><p><b>　　=14</b></p><p><b>　　總受力</b></p><p><b>

69、　　=70+14=84</b></p><p>　　所以標準CTA氣缸的尺寸符合實際使用驅動力要求</p><p><b>　?。?）活塞桿的計算</b></p><p>　　1）按強度條件計算 當活塞桿的長度L較小時（L≤10d），可以只按強度條件計算活塞桿直徑d</p><p>　　式中 氣缸的推力

70、（N）；</p><p>　　活塞桿材料的許用應力(Pa),</p><p>　　材料的抗拉強度（Pa）；</p><p>　　安全系數(shù)，S≥1.4。</p><p>　　按縱向彎曲極限力計算 氣缸承受軸向壓力以后，會產(chǎn)生軸向彎曲，當縱向力達到極限力以后，活塞桿會產(chǎn)生永久性彎曲變形，出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象。該極限力與缸的安裝方式、活塞桿直徑及行

71、程有關。</p><p><b>　　當長細比 時</b></p><p><b>　　當長細比 時</b></p><p>　　式中 活塞桿計算長度（m）</p><p>　　活塞桿橫截面回轉半徑，</p><p><b>　　實心桿</b>&l

72、t;/p><p><b>　　空心桿</b></p><p>　　活塞桿橫截面慣性矩，</p><p><b>　　實心桿 </b></p><p><b>　　空心桿</b></p><p>　　空心活塞桿內徑直徑（m）；</p><p

73、><b>　　活塞桿截面積</b></p><p><b>　　實心桿 </b></p><p><b>　　空心桿 </b></p><p><b>　　系數(shù)，</b></p><p>　　材料彈性模量，對鋼取</p><p&g

74、t;　　材料強度實驗值，對鋼取</p><p>　　系數(shù)，對鋼取a=1/5000</p><p>　　3.1.1 平衡裝置</p><p>　　在本設計中，為了使手臂的兩端能夠盡量接近重力矩平衡狀態(tài)，減少手抓一側重力矩對性能的影響，故在手臂伸縮氣缸一側加裝平衡裝置，裝置內加放砝碼，砝碼塊的質量根據(jù)抓取物體的重量和氣缸的運行參數(shù)視具體情況加以調節(jié)，務求使兩端盡量接近平

75、衡。</p><p>　　3.2手腕回轉氣缸的尺寸設計與校核</p><p>　　3.2.1 尺寸設計</p><p>　　此部分選用單片葉片式擺動氣馬達需設計其葉片內直徑與葉片軸直徑計算公式如下：</p><p>　　T=（R²-r²）bpn/8</p><p>　　葉片寬度設計為b=9mm,氣缸

76、內徑為D1=53mm, 軸徑D2=13mm, ,葉片數(shù)n=1,,</p><p>　　則理論驅動力矩 ：T=（D1²-D2²）bpn/8</p><p>　　=12.276N.M</p><p>　　3.2.2 尺寸校核</p><p>　　1．測定參與手臂轉動的部件的質量m1=2kg,分析部件的質量分布情況，</p

77、><p>　　質量密度等效分布在一個半徑r=53mm的圓盤上，那么轉動慣量：</p><p>　　=2×0.053×0.053/2</p><p><b>　　=0.03（）</b></p><p>　　=0.03×(180/1)=5.4 N.M</p><p>　　考慮

78、軸承，油封之間的摩擦力，設定摩擦系數(shù),</p><p>　　=0.2×5.4=1.08 N.M</p><p><b>　　總驅動力矩</b></p><p>　　=5.4+1.08=6.48 N.M</p><p><b>　　T>M</b></p><p>

79、;　　設計尺寸滿足使用要求。</p><p><b>　　4 氣動系統(tǒng)設計</b></p><p>　　4．1 氣壓傳動系統(tǒng)工作原理圖</p><p>　　圖4-1為該機械手的氣壓傳動系統(tǒng)工作原理圖。它的氣源是由空氣壓縮機（排氣壓力大于0.4-0.6MPa）通過快換接頭進入儲氣罐，經(jīng)分水過濾器、調壓閥、油霧器，進入各并聯(lián)氣路上的電磁閥，以控制氣

80、缸和手部動作。</p><p>　　圖4-1 機械手氣壓傳動原理圖</p><p>　　各執(zhí)行機構調速。凡是能采用排氣口節(jié)流方式的，都在電磁閥的排氣口安裝節(jié)流阻尼螺釘進行調速，這種方法的特點是結構簡單，效果尚好。如手臂伸縮氣缸在接近氣缸處安裝兩個快速排氣閥，可以加快啟動速度，也可調節(jié)全程上的速度。升降氣缸采用進氣節(jié)流的單向節(jié)流閥以調節(jié)手臂上升速度。由于手臂可自重下降，其速度調節(jié)仍采用在電磁

81、閥排氣口安裝節(jié)流阻尼螺釘來完成。氣液傳送器氣缸側的排氣節(jié)流，可用來調整回轉液壓緩沖器的背壓大小。</p><p>　　為簡化氣路，減少電磁閥的數(shù)量，各工作氣缸的緩沖均采用液壓緩沖器。這樣可以省去電磁閥和切換調節(jié)閥或行程節(jié)流閥的氣路阻尼元件。</p><p>　　電磁閥的通徑，是根據(jù)各工作氣缸的尺寸、行程、速度計算出所需壓縮空氣流量，與所選用電磁閥在壓力狀態(tài)下的公稱使用流量相適應來確定的。&

82、lt;/p><p>　　5 機械手的PLC控制設計</p><p>　　考慮到機械手的通用性，同時使用點位控制，因此我們采用可編程序控制器(PLC)對機械手進行控制.當機械手的動作流程改變時，只需改變PLC程序即可實現(xiàn)，非常方便快捷。</p><p>　　5.1可編程序控器的簡介</p><p>　　在60年代，汽車生產(chǎn)流水線的自動控制系統(tǒng)基本

83、上都是由繼電器控制裝置構成的。當時汽車的每一次改型都直接導致繼電器控制裝置的重新設計和安裝。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，汽車型號更新的周期愈來愈短，這樣，繼電器控制裝置就需要經(jīng)常地重新設計和安裝，十分費時，費工，費料，甚至阻礙了更新周期的縮短。為了改變這一現(xiàn)狀，美國通用汽車公司在1969年公開招標，要求用新的控制裝置取代繼電器控制裝置，并提出了十項招標指標，即</p><p>　　1. 編程方便，現(xiàn)場可修改程序；2. 維修方

84、便，采用模塊化結構；</p><p>　　3. 可靠性高于繼電器控制裝置；4. 體積小于繼電器控制裝置；</p><p>　　5. 數(shù)據(jù)可直接送入管理計算機；6. 成本可與繼電器控制裝置競爭；</p><p>　　7. 輸入可以是交流115V； </p><p>　　8. 輸出為交流115V，2A以上，能直接驅動電磁閥，接觸器等；</p

85、><p>　　9. 在擴展時，原系統(tǒng)只要很小變更；</p><p>　　10. 用戶程序存儲器容量至少能擴展到4K。</p><p>　　1969年，美國數(shù)字設備公司(DEC) 研制出第一臺PLC，在美國通用汽車自動裝配線上試用，獲得了成功。這種新型的工業(yè)控制裝置以其簡單易懂，操作方便，可靠性高，通用靈活，體積小，使用壽命長等一系列優(yōu)點，很快地在美國其他工業(yè)領域推廣應用

86、。到1971年，已經(jīng)成功地應用于食品，飲料，冶金，造紙等工業(yè)。這一新型工業(yè)控制裝置的出現(xiàn)，也受到了世界其他國家的高度重視。1971年，日本從美國引進了這項新技術，很快研制出了日本第一臺PLC。1973年，西歐國家也研制出它們的第一臺PLC。我國從1974年開始研制,于1977年開始工業(yè)應用。</p><p>　　5.2 PLC的結構，種類和分類</p><p>　　PLC實質是一種專用于工

87、業(yè)控制的計算機，其硬件結構基本上與微型計算機相同，如圖所示：</p><p><b>　　圖5-1</b></p><p>　?。ㄒ唬┲醒胩幚韱卧?CPU)</p><p>　　中央處理單元(CPU)是PLC的控制中樞。它按照PLC系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)；檢查電源、存儲器、I/O以及警戒定時器的狀態(tài)，并能診斷用

88、戶程序中的語法錯誤。 </p><p><b>　　（二） 存儲器</b></p><p>　　存放系統(tǒng)軟件的存儲器稱為系統(tǒng)程序存儲器。</p><p>　　存放應用軟件的存儲器稱為用戶程序存儲器。</p><p>　　PLC常用的存儲器類型：</p><p>　　(1) RAM (Random

89、 Assess Memory) </p><p>　　這是一種讀/寫存儲器(隨機存儲器)，其存取速度最快，由鋰電池支持。</p><p>　　(2) EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory)</p><p>　　這是一種可擦除的只讀存儲器。在斷電情況下，存儲器內的所有內容保持不變。(在紫外線連續(xù)照射下可擦除存儲器內

90、容)。</p><p>　　(3) EEPROM(Electrical Erasable Programmable Read Only Memory)</p><p>　　這是一種電可擦除的只讀存儲器。使用編程器就能很容易地對其所存儲的內容進行修改。</p><p><b>　　（三） 電源 </b></p><p>　

91、　PLC的電源在整個系統(tǒng)中起著十分重要得作用。如果沒有一個良好的、可靠得電源系統(tǒng)是無法正常工作的，因此PLC的制造商對電源的設計和制造也十分重視。</p><p>　　一般交流電壓波動在+10%(+15%)范圍內，可以不采取其它措施而將PLC直接連接到交流電網(wǎng)上去。</p><p>　　常見的PLC的類型挺多的，有三菱的FX系列、西門子的S7系列、臺灣的豐煒等等。</p>&

92、lt;p><b>　　plc的分類有：</b></p><p>　　(一) 小型PLC </p><p>　　小型PLC的I/O點數(shù)一般在128點以下，其特點是體積小、結構緊湊，整個硬件融為一體，除了開關量I/O以外，還可以連接模擬量I/O以及其他各種特殊功能模塊。它能執(zhí)行包括邏輯運算、計時、計數(shù)、算術運算、數(shù)據(jù)處理和傳送、通訊聯(lián)網(wǎng)以及各種應用指令。</p

93、><p><b>　　(二) 中型PLC</b></p><p>　　中型PLC采用模塊化結構，其I/O點數(shù)一般在256~1024點之間。I/O的處理方式除了采用一般PLC通用的掃描處理方式外，還能采用直接處理方式，即在掃描用戶程序的過程中，直接讀輸入，刷新輸出。它能聯(lián)接各種特殊功能模塊，</p><p>　　通訊聯(lián)網(wǎng)功能更強，指令系統(tǒng)更豐富，內存

94、容量更大，掃描速度更快。</p><p><b>　　(三) 大型PLC</b></p><p>　　一般I/O點數(shù)在1024點以上的稱為大型PLC。大型PLC的軟、硬件功能極強。具有極強的自診斷功能。通訊聯(lián)網(wǎng)功能強，有各種通訊聯(lián)網(wǎng)的模塊，可以構成三級通訊網(wǎng)，實現(xiàn)工廠生產(chǎn)管理自動化。大型PLC還可以采用三CPU構成表決式系統(tǒng)，使機器的可靠性更高。</p>

95、<p>　　5.3 FX2n系列三菱PLC特點：</p><p>　　1、集成型高性能。CPU、電源、輸入輸出三為一體。</p><p>　　對6種基本單元，可以以最小8點為單元連接輸入輸出擴展設備，最大可以擴展輸入輸出256點。</p><p><b>　　2、高速運算</b></p><p>　　基本指令

96、：0.08μs/指令</p><p>　　應用指令:1.52～數(shù)100μs/指令</p><p>　　3、安心、寬裕的存儲器規(guī)格</p><p>　　內置8000步RAM存貯器</p><p>　　安裝存儲盒后，最大可以擴展到16000步。</p><p>　　4、豐富的軟元件范圍</p><p&g

97、t;　　輔助繼電器：3072點，定時器：256點，計數(shù)：235點</p><p>　　數(shù)據(jù)寄存器；8000點</p><p>　　5、除了具有輸入輸出16～256點的一般速途，還有模擬量控制、定位控制等特殊控制。</p><p>　　6、面向海外的產(chǎn)品適合各種安全規(guī)格</p><p>　　為大量實際應用而開發(fā)的特殊功能：</p>

98、<p>　　開發(fā)了各個范圍的特殊功能模塊以滿足不同的需要----模擬I/O，高速計數(shù)器。</p><p>　　定位控制達到16軸，脈沖串輸出或為J和K型熱電偶或Pt傳感器開發(fā)了溫度模塊。</p><p>　　對每一個FX2n主單元可配置總計達8個特殊功能模塊。</p><p>　　5.4 接近開關傳感器</p><p>　　1 接

99、近開關傳感器的概念 在各類開關中，有一種對接近它物件有“感知”能力的元件——位移傳感器。利用位移傳感器對接近物體的敏感特性達到控制開關通或斷的目的，這就是接近開關。</p><p>　　當有物體移向接近開關，并接近到一定距離時，位移傳感器才有“感知”，開關才會動作。通常把這個距離叫“檢出距離”。不同的接近開關檢出距離也不同。</p><p>　　2 接近傳感器的選型和檢測對于不同的材質的檢

100、測體和不同的檢測距離，應選用不同類型的接近傳感器，以使其在系統(tǒng)中具有高的性能價格比，為此在選型中應遵循以下原則：</p><p>　?。?）當檢測體為金屬材料時，應選用高頻振蕩型接近傳感器，該類型接近傳感器對鐵鎳、A3鋼類檢測體檢測最靈敏。對鋁、黃銅和不銹鋼類檢測體，其檢測靈敏度就低。</p><p>　?。?）當檢測體為非金屬材料時，如；木材、紙張、塑料、玻璃和水等，應選用電容型接近傳感

101、器。</p><p>　　（3）金屬體和非金屬要進行遠距離檢測和控制時，應選用光電型接近傳感器或超聲波型接近傳感器。</p><p>　?。?）對于檢測體為金屬時，若檢測靈敏度要求不高時，可選用價格低廉的磁性接近式傳感器或霍爾式接近傳感器。</p><p>　　3 接近開關傳感器的原理圖:</p><p>　　5.5 I/O接口簡介</

102、p><p>　?。?）I/O接口的概念 CPU與外部設備、存儲器的連接和數(shù)據(jù)交換都需要通過接口設備來實現(xiàn)，前者被稱為I/O接口，而后者則被稱為存儲器接口。存儲器通常在CPU的同步控制下工作，接口電路比較簡單；而I/O設備品種繁多，其相應的接口電路也各不相同，因此，習慣上說到接口只是指I/O接口。</p><p><b>　　(2）接口的分類 </b></p>

103、<p>　　I/O接口的功能是負責實現(xiàn)CPU通過系統(tǒng)總線把I/O電路和 外圍設備聯(lián)系在一起，按照電路和設備的復雜程度，I/O接口的硬件主要分為兩大類： </p><p>　　1）I/O接口芯片 </p><p>　　這些芯片大都是集成電路，通過CPU輸入不同的命令和參數(shù)，并控制相關的I/O電路和簡單的外設作相應的操作，常見的接口芯片如定時／計數(shù)器、中斷控制器、DMA控制器、并

104、行接口等。 </p><p>　　2）I/O接口控制卡 </p><p>　　有若干個集成電路按一定的邏輯組成為一個部件，或者直接與CPU同在主板上，或是一個插件插在系統(tǒng)總線插槽上。 </p><p>　　按照接口的連接對象來分，又可以將他們分為串行接口、并行接口、鍵盤接口和磁盤接口等。 </p><p>　　5.6 行程開關的介紹</

105、p><p>　　5.6.1 行程開關的概念</p><p>　　行程開關就是一種由物體的位移來決定電路通斷的開關 。行程開關又稱限位開關,可以安裝在相對靜止的物體(如固定架、門框等，簡稱靜物)上或者運動的物體（如行車、門等，簡稱動物）上。當物體接近靜物時，開關的連桿驅動開關的接點引起閉合的接點分斷或者斷開的接點閉合。由開關接點開、合狀態(tài)的改變去控制電路和機構的動作。</p>&l

106、t;p>　　5.6.2 行程開關的作用及原理</p><p>　　行程開關用于控制機械設備的行程及限位保護。在實際生產(chǎn)中，將行程開關安裝在預先安排的位置，當裝于生產(chǎn)機械運動部件上的模塊撞擊行程開關時，行程開關的觸點動作，實現(xiàn)電路的切換。因此，行程開關是一種根據(jù)運動部件的行程位置而切換電路的電器，它的作用原理與按鈕類似。行程開關廣泛用于各類機床和起重機械，用以控制其行程、進行終端限位保護。在電梯的控制電路中，

107、還利用行程開關來控制開關轎門的速度、自動開關門的限位，轎廂的上、下限位保護。</p><p>　　5.7電路的總體設計</p><p>　　5.7.1 回路的設計 </p><p>　　整個系統(tǒng)的回路設計如下:</p><p>　　5.7.2 系統(tǒng)輸入/輸出分布表</p><p>　　5.7.3機械手的程序設計<

108、;/p><p>　　自動線的輸送動作由步進電動機帶動實現(xiàn)間隔輸送，實現(xiàn)設計要求的輸送狀況。其工作的過程是：機械手首先處于初始位置，然后經(jīng)過一系列的動作將斷續(xù)傳送帶上的工件拿走，此時傳送帶上的光電檢測檢測開關檢測到工件被取走。然后傳送帶開始轉動，當檢測到下一個工件時傳送帶停止轉動等待機械手來取工件，當然只要機械手取走工件傳送帶就開始轉動，這樣設計是為了節(jié)省工作時間從而不會出現(xiàn)機械手等待傳送帶的時間。</p>

109、<p><b>　　對程序的要求如下：</b></p><p>　　(1)首先啟動機械手時機械手自動復位處于初始位置；</p><p>　　(2)在機械手工作前還要對其進行設備的檢測即機械手空運行一次而且機械手的每一個動作都有相應的定時器進行監(jiān)控若超出規(guī)定的運行時間則認為是設備出現(xiàn)故障。</p><p>　　(3)機械手設有急停按

110、鈕（一般情況下是不被允許使用的）只有出現(xiàn)緊急情況時才允許按此按鈕，按下此按鈕將切斷儲氣罐與各汽缸的聯(lián)系將被切斷各汽缸處于無動力狀態(tài)。</p><p>　　5.7.4 步進電機的運行控制</p><p>　　由于傳送帶的速度要求不高且精度也不是太高所以本設計選擇三相步進電機通電方式為三相雙三拍，利用PLC中的M8014特殊功能繼電器向環(huán)形脈沖分配器中發(fā)送脈沖然后經(jīng)光電轉換和功放電路驅動步進電

111、機。</p><p>　　環(huán)形脈沖分配器選擇YB013芯片此芯片為專用三相步進電機環(huán)形脈沖分配器此芯片工作穩(wěn)定性能優(yōu)良在實際生產(chǎn)中被廣泛應用。</p><p><b>　　1.步數(shù)控制</b></p><p>　　當對射式光電檢測開關檢測到共建的位置時此時停止向脈沖分配器中發(fā)送脈沖步進電機將停在此位置不動。</p><p&g

112、t;　　2．手動控制步進電機</p><p>　　當按下手動啟動步進電機按鈕時M8013即向環(huán)形脈沖分配器中發(fā)送脈沖步進電機開始轉動，當按下停止按鈕時步進電機將停下。</p><p>　　3.此外在報警和暫停狀態(tài)下步進電機也將停止轉動。</p><p>　　綜合上述情況步進電機控制程序如下：</p><p><b>　　STL 50

113、7 </b></p><p><b>　　OUT M20</b></p><p><b>　　LD M8013 </b></p><p><b>　　ANI M574</b></p><p><b>　　ANI M4</b></p>

114、;<p><b>　　AND M20</b></p><p><b>　　OUT Y31</b></p><p>　　5.7.5 各模塊的程序設計</p><p><b>　　程序初始化</b></p><p>　　采用中間繼電器M8002中間繼電器對系統(tǒng)各部分復

115、位，定義個種標志包括系統(tǒng)初始化標志，系統(tǒng)啟動暫停急停復位等標志；</p><p><b>　　LD M8002</b></p><p>　　ZRST Y000 Y267</p><p>　　ZRST M0 M1023</p><p>　　ZRST S0 S899</p><p>　　SET S0

116、 系統(tǒng)處于初始狀態(tài)</p><p>　　M0定義為系統(tǒng)初復位標志它由機械手的右限位開關X0，下限位開關X4，收縮限位開關X7，手腕右轉限位開關X3同時激活；</p><p><b>　　LD X0</b></p><p><b>　　AND X4</b></p><p><b

117、>　　AND X7</b></p><p><b>　　AND X3</b></p><p>　　OUT M0 定義系統(tǒng)復位標志</p><p>　　M1定義為系統(tǒng)啟動標志由啟動按鈕和M0共同激活；</p><p><b>　　LD X30</b></p>&l

118、t;p><b>　　AND M0</b></p><p><b>　　OR M1</b></p><p>　　OUT M1 定義系統(tǒng)啟動標志</p><p>　　M2為暫停標志由暫停按鈕激活；</p><p><b>　　LD X16</b></p>&l

119、t;p><b>　　AND M1</b></p><p><b>　　OR M2</b></p><p><b>　　OUT M2</b></p><p>　　M4定義為急停標志由急停按鈕X17激活M4被激活同時激活特殊功能繼電</p><p>　　M574（禁止狀態(tài)轉換

120、）安全閥將儲氣罐與機械手的聯(lián)系切斷； </p><p><b>　　LD X17</b></p><p><b>　　OUT M4</b></p><p><b>　　LD M4</b></p><p><b>　　SET M574</b></p&g