基于plc的機械手控制系統的研究與設計(存儲版)

　　

【正文】 手動程序 圖 手動程序梯形圖 南通大學杏林學院畢業設計（論文） 25 圖 手動程序梯形圖（續） 自 動程序 南通大學杏林學院畢業設計（論文） 26 圖 自動程序梯形圖 南通大學杏林學院畢業設計（論文） 27 圖 自動程序梯形圖（續） 南通大學杏林學院畢業設計（論文） 28 圖 自動程序梯形圖（續） 南通大學杏林學院畢業設計（論文） 29 圖 自動程序梯形圖（續） 南通大學杏林學院畢業設計（論文） 30 圖 自動程序梯形圖（續） 南通大學杏林學院畢業設計（論文） 31 圖 自動程序梯形圖（續） 南通大學杏林學院畢業設計（論文） 32 圖 自動程序梯形圖（續） 南通大學杏林學院畢業設計（論文） 33 圖 自動程序梯形 圖（續） 南通大學杏林學院畢業設計（論文） 34 圖 自動程序梯形圖（續） 南通大學杏林學院畢業設計（論文） 35 圖 自動程序梯形圖（續） 南通大學杏林學院畢業設計（論文） 36 圖 自動程序梯形圖（續） 南通大學杏林學院畢業設計（論文） 37 圖 自動程序梯形圖（續） 南通大學杏林學院畢業設計（論文） 38 圖 自動程序梯形圖（續） 南通大學杏林學院畢業設計（論文） 39 圖 自動程序梯形圖（續）南通大學杏林學院畢業設計（論文） 40 第 4 章 結語 在本次課題設計中，鋼絲繩工業生產中的機械手模型控制系統采用 PLC 進行控制，大大提高了該系統的自動化程度，減少了大量的中間繼電器、時間繼電器和硬件接線，提高了控制系統的可靠性。 南通大學杏林學院畢業設計（論文） 41 參考文獻 [1]臺達可編程控制器 DVP60ES200T 系列編程手冊，步進梯形圖指令，應用指令說明書 . [2]李寧 , 劉啟新 . 電機自動控制系統 [M]. 北京 : 機械工業出版社出版 , 2021. [3]齊占慶 . 機床電氣控制技術 [M]. 北京 : 機械工業出版社出版 , 2021. [4]程子華 . PLC 原理與編程實例分析 [M]. 北京 : 國防工業出版社出版 , 2021. [5]秦曾煌 . 電工學電子技術 [M]. 第六版 , 北京 : 高等教育出版社出版 , 2021. [6]張建民 . 機電一體化系統設計 [M]. 北京 : 北京理工大學出版社 , 2021. [7]白傳悅 . 裝配機械手 PLC 控制系統 [J]. 機械制造行業應用 , 2021,5(48),134~136 [8]凌志浩 .智能儀表原理與設計技術 [M].上海，華東理工大學出版社， 2021， 6 [9]陸祥生 , 楊秀蓮 . 機械手理論及應用 [M]. 北京 : 中國鐵道出版社出版 , 1985. [11]王永章184。通過重組構建知識體系，靈活運用理論工具 ，將我設想的每一想法都一一變為經得起推敲的論文。論文中的主要參考文獻均為四年內所學的教科書，這些理論教材給我了很大的幫助。 2)在程序方面我們還可以增加一個記憶功能，可以記住每次調試時到達精確 位置的脈沖數。 3)適當的方法節 省 I/O 點 數。繼電器是機械元件，所以有動 作壽命，晶體管是電子元件，所以只有老化，沒有使用次數限制。 電流：晶體管電流 ，繼電器 2A。 南通大學杏林學院畢業設計（論文） 15 4)分配 I/O 點數，繪制 PLC 控制系統輸入、輸出端子接線圖。 3. 力求簡單、經濟、使用及維修方便 一個新的控制工程固然能提高產品的質量和數量，帶來巨大的經濟效益和社會效益，但新工程的投入、技術的培訓、設備的維護也將導致運行資金的增加。 南通大學杏林學院畢業設計（論文） 12 圖 步進電機驅動器接線示意圖 圖 傳動絲杠示意圖 南通大學杏林學院畢業設計（論文） 13 操作臺 操作面板設計以貼近人們日常工作習慣、符合人體工程學、方便工作人員直觀操作、反應自動工作狀態為原則，與后文 I/O 采用方案相匹配進行設計。 7）可適應供陽，供陰，單 /雙脈沖多重模式。這樣電機運動平穩，控制精確度又能提高。運行的最高頻率與升速時間的計算。在機械傳動過程中為了使得有更小的脈沖當量，一是可以改變絲桿的導程，二是可以通過步進電機的細分驅動來完成。是永磁式步進電動機和反應式步進電動機兩者的結合，并兼有兩者的優點。A 相斷電、南通大學杏林學院畢業設計（論文） 7 B 相繞組通電時，就產生一個新的磁場方向，這時，轉子就轉動一角度而位于新的磁場方向上，被激勵相的順序決定了轉子運動方向?？梢酝ㄟ^控制脈沖個數來控制角位移量，從而達到準確定位的目的；同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉動的速度和加速度，從而達到調速的目的。滾珠絲桿效率高，但成本高。 圖 機械手手爪示意圖 本設計中手爪的工作方式：機械手的夾緊 與放松由電氣閥控制。 南通大學杏林學院畢業設計（論文） 5 第二章 硬件設計 機械手夾持結構 夾緊機構 —— 手爪 機械手手爪是用來抓取工件的部件。 (3) 故障報警系統 —— 具有故障指示功能。 實現功能和要求： PLC 控制，預置工作程序，動作靈活，可根據“工”字輪的位置變化可以隨時更改相關控制參數。這很適合多品種、小批量的生產場合。近年來 PLC 的功能單元大量涌現，使 PLC 滲透到了位置控制、溫度控制、濕度控制等各種工業控制中。 在現代工業運用中可編程控制器 （ PLC） 的特點如下： 1）可靠性高，抗干擾能力強 可靠性是電 氣控制設備的關鍵性能。大大的減輕工人的勞動強度、減少人力資源的浪費，節省生產成本，提高生產效率，減少因為人工疏忽造成的安全事故。 本文 重點分析了基于 PLC 的機械手控制系統的組成，并詳細敘述了在以 PLC 為核心的基礎上，對步進電動機進行綜合控制的軟、硬件的實現方法。 杜君文 , 程國全 . 數控技術 [M]. 北京 : 高等教育出版社出版 , 2021. [16] 王兆義 . 小型可編程控制器實用技術 [M]. 北京 : 機械工業出版社出版 , 2021. 本課題必須完成的任務 熟練掌握基本定位控制系統的設計架構； 設計出適合鋼絲繩行業工況的機械手控制系統。 課題類別是指： ， 。 參與同一工作的其他同志對本研究所做的任何貢獻均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。而本文研究的目的主要從降低工人勞動強度和提高工作效率的角度出發，根據鋼絲繩制作工藝的特點，設計適合于本行業的機械手控制系統。從而降低工人的勞動強度，提高生產效率。 － 理解課題設計思想，熟悉 PLC 的機械手控制系統的原理，撰寫開題報告提出機械手系統設計的基本功能和架構 － 開始進行對 PLC 的機械手控制系統的深入研究 3 月 17 日 ~3 月 30日完成開題答辯 － 畢業設計中期檢查。該機械手控制系統在實際運行中能夠可靠穩定運行。就傳統繼電器控制的機械手而言，因其控制裝置落后、接線復雜、易受干擾、穩定性差、維修困難等劣勢，逐步退 出了歷史舞臺。此外， PLC 帶有硬件故障自我檢測功能，出現故障時可及時發出警報信息。它接口容易，編程語言容易為工程技術人員所接受。配套齊全， 功能完善，適用性強 。 （ 2）傳動機構 —— 機械手臂 Z 軸和 Y 軸采用滾珠絲杠螺母傳動， X 軸采用的是齒輪傳動。 PLC 選擇 保證設計所需的指令、 I/O 點數、電壓及輸出方式的要求，選擇質優、價廉、廣泛應用的產品以降低總設計成本為主要目的，所以選擇臺達的 PLC?？筛鶕A持對象的形狀和大小配備多種形狀和尺寸的夾頭，以適應操作。 傳動系統 傳動定位機構 本設計中機械手主要做三個方向上的運動前后 (X)、左右 (Y)和上下 (Z)。 為滿足設計要求，所以 Y、 Z 方向優先選用絲杠螺母機構， X 方向 選用齒輪齒條機構。 (1)機電式步進電動機由鐵心、線圈、齒輪機構等組成。 反應式步進電動機在定、轉子鐵心的內外表面上設有按一定規律分布的相近齒槽，利用這兩 種齒槽相對位置變化引起磁路磁阻的變化產生轉矩。 選擇步進電機時，首先要保證步進電機的輸出功率大于負載所需的功率。 選擇功率步進電機時，應當估算機械負載的負載慣量和設備要求的啟動頻率，使之與步進電機的慣性頻率特性相匹配還有一定的余量，使之最高速連續工作頻率能滿足快速移動的需要。負載力矩可按（ 25）和（ 26）計算，電機在最大進給速度時，由矩頻特性決定的電機輸出力矩要大于 fM 與 tM 之和，并留有余量。其驅動器特點如下： 1） AC80V220V 交流供電，能適應惡劣的電網 環境。 圖 步進電機驅動器實物圖 本驅動器細分數及相電流設定：本驅動器是用驅動器上的撥 盤開關來設定細分數及相位電流的，根據版面的標注即可：請你在控制器頻率允許的情況下，盡量選用高細分數這樣的電機運行更加平穩，所以在 X、 Y、 Z 方向上使用最大的細分數每轉 10000 步，具體設置方法請參考表 和表 ：（ ON=0， OFF=1） 表 步進電機步數設定說明 步數設定 1234 位 每轉步數 步距角 0000 400 0001 500 0010 600 0011 800 南通大學杏林學院畢業設計（論文） 11 0100 1000 0101 1200 0110 1600 0111 2021 1000 2400 1001 3000 1010 4000 1011 5000 1100 6000 1101 6400 1110 8000 1111 10000 表 步進電機電流設定說明 電流設定（設定在 OFF 位置有效） 7 位 8 位 9 位 10 位 所有撥盤 710 位都在 OFF 位置時電流最大 本設計中步進電機驅動器的外部接線圖如圖 所示。這就要求設計人員在設計前就要深入現場進行調查研究，收集控制現場的資料，收集相關先進的國內、國外資料。 4. 適應發展的需要 由于技術的不斷發展，控制系統的要求也將會不斷地提高，設計時要適當考慮到今后控制系統發展和完善的需要。先進行模擬調試，再進行現場聯機調試；先進行局部、分段調試，再進行整體、系統調試。 3） 晶體管過載能力小于繼電器過載的能力 一般