機械設(shè)計制造及其自動化畢業(yè)論文基于plc的柔性制造系統(tǒng)的搬運機構(gòu)的控制系統(tǒng)設(shè)計

1、<p><b>　　本科畢業(yè)論文</b></p><p><b>　　（20 屆）</b></p><p>　　基于PLC的柔性制造系統(tǒng)的搬運機構(gòu)的控制系統(tǒng)設(shè)計</p><p>　　所在學(xué)院 </p><p>　　專業(yè)班級 機

2、械設(shè)計制造及自動化 </p><p>　　學(xué)生姓名 學(xué)號 </p><p>　　指導(dǎo)教師 職稱 </p><p>　　完成日期 年 月 </p><p><b>　　摘 要</b&g

3、t;</p><p>　　在基于PLC的柔性制造系統(tǒng)為核心的基礎(chǔ)上，重點進行了搬運機構(gòu)的控制設(shè)計，詳細(xì)敘述了該搬運單元由步進電機進行綜合控制的軟、硬件的實現(xiàn)方法。該設(shè)計利用步進電機單位脈沖所具有的步進距離不變的特點，對其采用開環(huán)點位控制。因此可將整個運動視為拆線運動，每一個動作可視為運動程序相同、特征參數(shù)各異的點位相對運動。其以起點作為參考點，通過脈沖得到目的點的位置，手動點擊按鈕，實現(xiàn)機械手從參考點運動到目的點

4、。</p><p>　　關(guān)鍵詞:柔性制造系統(tǒng)；PLC；機械手</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　In the basis of PLC as the core, with the focus on the control of the FMS handling unit design, this pape

5、r describes the handling unit consists of stepping motor comprehensive control the hardware and the software realization method. This design using the stepping motor unit pulse with the characteristics of step distance u

6、nchanged, the position control by the open loop. So the entire movement as take out stitches movement, every movement can be regarded as exercise program is same, characterist</p><p>　　Key words：Flexible Man

7、ufacturing System;Programmable Controller;Manipulator</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　第一章 緒論1</b></p><p>　　1.1基于PLC的柔性制造系統(tǒng)搬運機構(gòu)的概述1</p><p>　　

8、1.2機械手控制系統(tǒng)的背景和意義2</p><p>　　1.2.1可編程序控制器背景2</p><p>　　1.2.2可編程序控制器的應(yīng)用意義2</p><p>　　1.2.3可編程序控制器的特點3</p><p>　　1.3本課題研究的內(nèi)容3</p><p>　　第二章 硬件設(shè)計5</p>

9、<p>　　2.1機械手的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計5</p><p>　　2.2傳動系統(tǒng)的設(shè)計7</p><p>　　2.3其他輔助系統(tǒng)的設(shè)計10</p><p>　　第三章 軟件設(shè)計12</p><p>　　3.1總體流程圖的設(shè)計12</p><p>　　3.2 三菱PLC的選擇12</p>

10、<p>　　3.2.1三菱PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的基本原則12</p><p>　　3.2.2三菱PLC控制系統(tǒng)設(shè)計步驟12</p><p>　　3.2.3三菱PLC品牌選擇13</p><p>　　3.2.4三菱PLC系列選擇14</p><p>　　3.2.5三菱輸出方式選擇16</p><p>

11、　　3.3 三菱PLC的I/O口分配17</p><p>　　3.3.1I/O點數(shù)17</p><p>　　3.3.2I/O口分配原則17</p><p>　　3.3.3I/O口分配論證18</p><p>　　3.4三菱 PLC程序的設(shè)計19</p><p><b>　　結(jié)束語31</b&

12、gt;</p><p><b>　　致 謝32</b></p><p><b>　　參考文獻33</b></p><p><b>　　第一章 緒論</b></p><p>　　1.1基于PLC的柔性制造系統(tǒng)搬運機構(gòu)的概述</p><p>　　PL

13、C柔性制造系統(tǒng)是一組數(shù)控機床和其他自動化的工藝設(shè)備，由計算機信息控制系統(tǒng)和物料自動儲運系統(tǒng)有機結(jié)合的整體。柔性制造系統(tǒng)由加工、物流、信息流三個子系統(tǒng)組成。</p><p>　　機械手是近幾十年發(fā)展起來的一種高科技自動化生產(chǎn)設(shè)備。在柔性制造系統(tǒng)中起到了物流的作用，是其中一個重要的環(huán)節(jié)。</p><p>　　機械手的特點是可通過編程來完成各種預(yù)期的作業(yè)任務(wù)，在構(gòu)造和性能上兼有人和機器各自的優(yōu)點

14、，尤其體現(xiàn)了人的智能和適應(yīng)性。其作業(yè)的準(zhǔn)確性和各種環(huán)境中完成作業(yè)的能力，在國民經(jīng)濟各領(lǐng)域有著廣闊的發(fā)展前景。</p><p>　　機械手主要由手部、運動機構(gòu)和控制系統(tǒng)三大部分組成。手部是用來抓工件（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、托持型和吸附型等。運動機構(gòu)，使手部完成各種轉(zhuǎn)動（擺動）、移動或復(fù)合運動來實現(xiàn)規(guī)定的動作，改變被抓持物件的位置和姿勢。運動機構(gòu)的

15、升降、伸縮、旋轉(zhuǎn)等獨立運動方式，稱為機械手的自由度。為了抓取空間中任意位置和方位的物體，需有6個自由度。自由度是機械手設(shè)計的關(guān)鍵參數(shù)。自由度越多，機械手的靈活性越大，通用性越廣，其結(jié)構(gòu)也越復(fù)雜。一般專用機械手有2～3個自由度。</p><p>　　在現(xiàn)代工業(yè)中，生產(chǎn)過程的機械化、自動化已成為突出的主題。在機械工業(yè)中，加工、裝配等生產(chǎn)是不連續(xù)的。專用機床是大批量生產(chǎn)自動化的有效辦法，程控機床、數(shù)控機床、加工中心等自

16、動化機械是有效解決多品種小批量生產(chǎn)自動化的重要辦法。</p><p>　　但除切削加工本身外，還有大量的裝卸、搬運、裝配等作業(yè)，有待于進一步實現(xiàn)機械化。據(jù)資料介紹，美國生產(chǎn)的全部工業(yè)零件中，有75％是小批量生產(chǎn)；金屬加工生產(chǎn)批量中有四分之三在50件以下，零件真正在機床上加工的時間僅占零件生產(chǎn)時間的5％。從這里可看出，裝卸、搬運等工序機械化的迫切性，工業(yè)機械手就是為實現(xiàn)這些工序的自動化而產(chǎn)生的。機械手可在空間抓放物

17、體，動作靈活多樣，適用于可變換生產(chǎn)品種的中、小批量自動化生產(chǎn)，廣泛應(yīng)用于柔性自動線。</p><p>　　在機械工業(yè)中，機械手的應(yīng)用意義可以概括如下：</p><p>　　可以提高生產(chǎn)過程的自動化程度，應(yīng)用機械手，有利于提高材料的傳送、工件的裝卸、刀具的更換以及機器的裝配等的自動化程度，從而可以提高勞動生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，加快實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)機械化和自動化的步伐。</p>&l

18、t;p>　　可以改善勞動條件、避免人身事故在高溫、高壓、低溫、低壓、有灰塵、噪聲、臭味、有放射性或有其它毒性污染以及工作空間狹窄等場合中，用人手直接操作是有危險或根本不可能的。而應(yīng)用機械手即可部分或全部代替人安全地完成作業(yè)，大大地改善了工人的勞動條件。在一些動作簡單但又重復(fù)作業(yè)的操作中，以機械手代替人手進行工作，可以避免由于操作疲勞或疏忽而造成的人身事故。</p><p>　　可以減少人力，便于有節(jié)奏地生產(chǎn)

19、，應(yīng)用機械手代替人手進行工作，這是直接減少人力的一個側(cè)面，同時由于應(yīng)用機械手可以連續(xù)地工作，這是減少人力的另一個側(cè)面。因此，在自動化機床和綜合加工自動生產(chǎn)線上，目前幾乎都設(shè)有機械手，以減少人力和更準(zhǔn)確地控制生產(chǎn)的節(jié)拍，便于有節(jié)奏地進行生產(chǎn)。</p><p>　　綜上所述，有效地應(yīng)用機械手是發(fā)展機械工業(yè)的必然趨勢。</p><p>　　1.2機械手控制系統(tǒng)的背景和意義</p>

20、<p>　　機械手按驅(qū)動控制方式分為液壓式、氣動式、電動式、機械式機械手；按運動軌跡控制方式可分為點位控制和連續(xù)軌跡控制機械手等。其中以可編程序控制器控制的電動式點位控制機械手應(yīng)用最為廣泛。</p><p>　　1.2.1可編程序控制器背景</p><p>　　可編程序控制器（programmable controller），現(xiàn)在一般簡稱為PLC（programmable log

21、ic controller），它是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了計算機技術(shù)、半導(dǎo)體集成技術(shù)、自動控制技術(shù)、數(shù)字技術(shù)、通信網(wǎng)絡(luò)技發(fā)展起來的一種通用的工業(yè)自動控制裝置。以其顯著的優(yōu)點在冶金、化工、交通、電力等領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用，成為了現(xiàn)代工業(yè)控制三大支柱之一。</p><p>　　在可編程序控制器問世以前，工業(yè)控制領(lǐng)域中是繼電器控制占主導(dǎo)地位。傳統(tǒng)的繼電器控制具有結(jié)構(gòu)簡單、易于掌握、價格便宜等優(yōu)點，在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用甚廣。

22、但是控制裝置體積大、動作速度較慢、耗電較多、功能少，特別是由于它靠硬件連線構(gòu)成系統(tǒng)，接線繁雜，當(dāng)生產(chǎn)工藝或控制對象改變時，原有的接線刻控制盤（柜）就必須隨之改變或更換，通用性和靈活性較差。</p><p>　　1.2.2可編程序控制器的應(yīng)用意義</p><p>　　PLC的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣，并在迅速擴大，對于而今的PLC幾乎可以說凡是需要控制系統(tǒng)存在的地方就需要PLC，尤其近幾年來PLC的性

23、價比不斷提高已被廣泛應(yīng)用在冶金、機械、石油、化工、輕功、電力等各行業(yè)。</p><p>　　按PLC的控制類型，其應(yīng)用大致可分為以下幾個方面：</p><p>　　1.用于邏輯控制。這是PLC最基本，也是最廣泛的應(yīng)用方面。用PLC取代繼電器控制和順序控制器控制。例如機床的電氣控制、包裝機械的控制、自動電梯控制等。</p><p>　　2.用于模擬量控制。PLC通過模

24、擬量I/O模塊，可實現(xiàn)模擬量和數(shù)字量之間轉(zhuǎn)換，并對模擬量控制。</p><p>　　3.用于機械加工中的數(shù)字控制 ?，F(xiàn)代PLC具有很強的數(shù)據(jù)處理功能，它可以與機械加工中的數(shù)字控制（NC）及計算機控制（CNC）緊密結(jié)合，實現(xiàn)數(shù)字控制。</p><p>　　4.用于工業(yè)機器人控制。</p><p>　　5.用于多層分布式控制系統(tǒng)高功能的PLC具有較強的通信聯(lián)通能力，可實

25、現(xiàn)PLC與PLC之間、PLC與遠程I/O之間、PLC與上位機之間的通信。從而形成多層分布式控制系統(tǒng)或工廠自動化網(wǎng)絡(luò)。</p><p>　　1.2.3可編程序控制器的特點</p><p>　　1.可靠性高、抗干擾能力強 </p><p>　　PLC能在惡劣的環(huán)境如電磁干擾、電源電壓波動、機械振動、溫度變化等中可靠地工作，PLC的平均無故障間隔時間高，日本三菱公司的F

26、1系列PLC平均無故障時間間隔長達30萬h，這是一般微機所不能比擬的。</p><p>　　2.控制系統(tǒng)構(gòu)成簡單、通用性強 </p><p>　　由于PLC是采用軟件編程來實現(xiàn)控制功能，對同一控制對象，當(dāng)控制要求改變需改變控制系統(tǒng)的功能時，不必改變PLC的硬件設(shè)備，只需相應(yīng)改變軟件程序。</p><p>　　3.編程簡單、使用、維護方便</p>&l

27、t;p>　　4.組合方便、功能強、應(yīng)用范圍廣PLC既可用于開關(guān)量的控制又可用于模擬量的控制；既可用單片機控制，又可用于組成多級控制系統(tǒng)；既可控制簡單系統(tǒng)，又可控制復(fù)雜系統(tǒng)。因此，PLC應(yīng)用范圍很廣。</p><p>　　5.體積小、重量輕、功耗低 </p><p>　　PLC采用了半導(dǎo)體集成電路，外形尺寸很小，重量輕，同時功耗也很低，空載功耗約1.2KW。</p>&

28、lt;p>　　1.3本課題研究的內(nèi)容</p><p><b>　　1.概要</b></p><p>　　任務(wù)：實現(xiàn)機械手在兩個工作臺間代替工人進行單調(diào)持久地搬移工作。</p><p>　　要求：PLC控制，預(yù)置工作程序，動作靈活，可根據(jù)工件的變化隨時更改相關(guān)控制參數(shù)。</p><p><b>　　2.硬件

29、選擇</b></p><p>　　動力源——步進電機及其相應(yīng)驅(qū)動設(shè)備。機械手夾持部位采用電磁控制。各元件應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場工作環(huán)境進行校核設(shè)計，本文中所選設(shè)備僅作示范性選擇，未進行校核，不適用于具體設(shè)備制造，不代表最終機械手硬件。</p><p>　　傳動機構(gòu)——機械手臂采用滾珠絲杠螺母傳動。</p><p>　　超程保護——設(shè)備運行過程中未能豁免發(fā)生控制程序或

30、電路故障，造成在極限位置仍繼續(xù)發(fā)出前進信號，燒毀步進電機或其驅(qū)動設(shè)備。結(jié)構(gòu)中在極限位置采用行程開關(guān)進行超程保護，各極限位置保留了一定工作區(qū)域，不作為工作行程。</p><p>　　操作臺布置——盡力人性化處理，顯示實時工作狀態(tài)及故障報警。</p><p><b>　　3.控制要求</b></p><p>　　定位精確性——步進電機和步進電機驅(qū)動

31、器作為動力啟動設(shè)備，采用開環(huán)點位控制，滿足點位要求。</p><p>　　路徑無干擾性——無干涉，無安全隱患?？梢栽O(shè)定中間點位避讓繞行。</p><p><b>　　4.輸入／輸出設(shè)備</b></p><p>　　輸入：指令按鈕、旋鈕、急停按鈕、報警及指示裝置。</p><p>　　輸出：指示燈、二極管、步進電機及其驅(qū)動

32、設(shè)備、電磁機械手。</p><p><b>　　5.研究對象特點</b></p><p>　　本設(shè)計的應(yīng)用研究，貼近企業(yè)生產(chǎn)，具有很強的可行性、實用性和經(jīng)濟性。該設(shè)備可以應(yīng)用于中、小批量生產(chǎn)柔性制造自動化生產(chǎn)線，實現(xiàn)工件在兩工作臺間的搬移，大大的減輕工人的勞動強度、減少人力資源的浪費，節(jié)省生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率，減少因為人工疏忽造成的安全事故。遠程控制，對于恒溫環(huán)境、

33、不適合人直接接觸工作的危險環(huán)境（如：高溫、發(fā)射、劇毒、無氧、高空等惡劣環(huán)境）下較普通機械手（如：行程開關(guān)定位順序控制）有明顯的優(yōu)勢。</p><p><b>　　第二章 硬件設(shè)計</b></p><p>　　2.1機械手的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p><b>　　夾緊機構(gòu)——手爪</b></p><

34、p>　　機械手手爪是用來抓取工件的部件。其構(gòu)造模仿人的手指，分為無關(guān)節(jié)、固定關(guān)節(jié)和自由關(guān)節(jié)三種。手指數(shù)量又可分為二指、三指、四指等，其中以二指用得較多?？筛鶕?jù)夾持對象的形狀和大小配備多種形狀和尺寸的夾頭，以適應(yīng)操作。手爪抓取工件時，應(yīng)具有迅速性、靈敏性、準(zhǔn)確性和可靠性。</p><p>　　設(shè)計過程中應(yīng)根據(jù)需要對機械手的運動速度、加速度、夾持物體重量、慣性和沖擊力、開口尺寸進行校核，且能夠自鎖，防止斷電或設(shè)

35、備故障造成被抓物掉落。</p><p><b>　　手爪結(jié)構(gòu)圖</b></p><p>　　假定被夾持工件為有凹槽回轉(zhuǎn)體，且自重不超過機械手允許安全負(fù)載，作以下結(jié)構(gòu)設(shè)計：</p><p>　　圖2.1 機械手手爪示意圖</p><p>　　手爪 2.轉(zhuǎn)軸 3.壓縮彈簧 4.電磁鐵芯 5.電磁線圈 6.螺母</p&g

36、t;<p>　　7.機械手手爪殼體 8.點位銷 9.限位螺釘 10.橡膠防滑墊</p><p>　　工作原理：杠桿原理、胡克定律及安培定律。</p><p>　　工作方式：機械手的夾緊與放松由電磁線圈控制。若線圈得電，手臂處產(chǎn)生電磁力矩，當(dāng)電磁力矩大于彈簧被壓縮所產(chǎn)生的力矩時，手臂吸合，手爪張開；若線圈失點，手臂端無磁力矩，機械手手爪將在彈簧預(yù)壓縮力所產(chǎn)生的力矩下，保持夾緊狀

37、態(tài)，實現(xiàn)自鎖功能，避免因偶爾斷電導(dǎo)致被抓物掉落。</p><p>　　特點：最大夾持半徑可調(diào)，設(shè)定夾持點半徑，可減少夾持力對夾持物表面的破壞。由于夾緊的為剛性工件，為了提高安全性能，防止破壞工件，我們可以在夾持部分加上一層橡膠，這樣可以通過增大工件和手指之間的摩擦系數(shù)來增加安全性，通過橡膠的彈性變形來緩沖對工件的沖擊，可以減輕乃至消除對工件的損壞。</p><p>　　本設(shè)計使用的是電磁式

38、控制吸合的機械手，適用于磁性材料，有溝槽或穿孔的工件吸住；單位面積有較大的吸力；可以快速吸附和松放工件，從而快速實現(xiàn)工件在兩工作臺之間的搬運控制；此外，結(jié)構(gòu)簡單，使用壽命較長。</p><p><b>　　機械手軀體的組成</b></p><p>　　機械手軀干包括立柱、機座、手臂和手腕四部分。</p><p>　　立柱是支撐手臂帶動它升降、擺

39、動和移動的機構(gòu)，立柱和機座相聯(lián)可固定在地面上、機床設(shè)備上、或者橫掛在梁上，可固定在行走機座上。本設(shè)計中機座為落地固定式機座。</p><p>　　機座是支撐機械手全部重量的構(gòu)建，對其結(jié)構(gòu)的要求是剛性好、占地面積小、操作方便和造型美觀。</p><p>　　手臂是機械手的主要部分，它支持手腕、手指和工件使他們運動的機構(gòu)。手臂應(yīng)承載能力大、剛性好、自重輕、靈活、位置精度高、通用性強等特點。主要

40、結(jié)構(gòu)有伸縮式和關(guān)節(jié)式，本文優(yōu)選伸縮式。</p><p><b>　　軀干傳動定位機構(gòu)</b></p><p>　　1) 手臂直線運動的結(jié)構(gòu)</p><p>　　手臂直線運動的結(jié)構(gòu)，基本上是由驅(qū)動機構(gòu)和導(dǎo)向裝置組成。文中選用步進電機作為動力，故選用絲杠螺母機構(gòu)和齒輪傳動機構(gòu)。現(xiàn)就兩者作以下分析：</p><p>　　絲杠螺

41、母機構(gòu)：位置較準(zhǔn)確、降速比大、運動平穩(wěn)、無噪音、易自鎖，但高精度的絲杠制造比較困難，傳動效率低。矩形、梯形螺紋結(jié)構(gòu)，因傳動力大，應(yīng)用廣泛。滾珠絲杠效率高，但成本高。</p><p>　　齒輪齒條機構(gòu)：傳動效率高、速度快、無自鎖。一般用于機械手的傳動機構(gòu)，不作為定位機構(gòu)。</p><p>　　為滿足自鎖要求，優(yōu)先選用絲杠螺母機構(gòu)。</p><p><b>　

42、　手臂回轉(zhuǎn)機構(gòu)</b></p><p>　　由于采用步進電機作為驅(qū)動元件，回轉(zhuǎn)機構(gòu)相對簡單，成本相對比較低?？芍苯硬捎谬X輪減速以實現(xiàn)回轉(zhuǎn)。</p><p>　　齒輪減速：工作可靠，使用壽命長；瞬時傳動比為常數(shù)；減速效率高；結(jié)構(gòu)緊湊；功率和速度適用范圍很廣等。</p><p>　　圖2.2機械手機構(gòu)圖</p><p>　　機座 2.

43、卡環(huán) 3.軸承 4.步進電機 5.圓柱主動齒輪 6.圓柱從動齒輪 7.搖臂</p><p>　　8.聯(lián)軸器 9.螺母 10.導(dǎo)向軸 11.絲杠滑塊 12.絲杠軸 13.軸承 14.機械手</p><p>　　2.2傳動系統(tǒng)的設(shè)計</p><p><b>　　傳動方式</b></p><p>　　電氣傳動使利用電動機直接驅(qū)

44、動執(zhí)行機構(gòu)，以獲得機械手的各種運動。</p><p>　　采用步進電機驅(qū)動，機械手的位移和運動速度，可由電控系統(tǒng)發(fā)出脈沖信號數(shù)量及脈沖信號頻率來控制。步進電機能夠達到比較高的重復(fù)定位精度。</p><p><b>　　步進電機及其驅(qū)動器</b></p><p>　　步進電機(stepping motor)是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機構(gòu)。當(dāng)

45、步進驅(qū)動器收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進電機按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度(稱為“布距角”)，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運行的?？梢酝ㄟ^控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達到準(zhǔn)確定位的目的：同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達到調(diào)速的目的。步進電機可以作為一種控制用的特種電機，利用其沒有累積誤差（精度為100%）的特點，廣泛的用于各種開環(huán)控制。</p><p>　　步進電機分為機電式及磁

46、電式兩種基本類型。</p><p>　　機電式步進電機由鐵芯、線圈、齒輪機構(gòu)等組成。螺線管線圈通電時將產(chǎn)生磁力，推動其鐵芯芯子運動，通過齒輪機構(gòu)是輸出軸轉(zhuǎn)動角度，通過抗旋轉(zhuǎn)齒輪使輸出轉(zhuǎn)軸保持在新的工作位置；線圈再通電，轉(zhuǎn)軸又轉(zhuǎn)動角度，依次進行步進運動。</p><p>　　磁電式步進電動機主要有永磁式、反應(yīng)式和永磁感應(yīng)子式3種形式。</p><p>　　永磁式步進電

47、動機由四相繞組組成。A相繞組通電時，轉(zhuǎn)子磁鋼將轉(zhuǎn)向該相所確定的磁場方向；A相斷電、B相繞組通電時，就產(chǎn)生一個新的磁場方向，這是，轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)動一個角度而位于新的磁場方向上，被激勵相的順序決定了轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動方向。永磁式步進電動機消耗功率小，步距角較大。缺點是啟動頻率和運行頻率較低。</p><p>　　反應(yīng)式步進電動機在定、轉(zhuǎn)子鐵芯的內(nèi)外表面上設(shè)有按一定規(guī)律分析的相近齒槽，利用這兩種齒槽的相對位置變化引起磁路磁阻的變化產(chǎn)生

48、轉(zhuǎn)矩。這種步進電動機步距角可做到1°～15°，甚至更小，精度容易保證，起動和運動頻率較高，但消耗較大，效率較低。</p><p>　　永磁感應(yīng)子式步進電動機又稱混合式步進電動機。是永磁式步進電動機和反應(yīng)式步進電動機兩者的結(jié)合，并兼有兩者的優(yōu)點。</p><p>　　步進電動機的驅(qū)動電源由變頻脈沖信號源、脈沖分配器及脈沖放大器組成，由驅(qū)動電源向電機繞組提供脈沖電流。步進電

49、動機的運行性能決定于電機與驅(qū)動電源間的良好配合。</p><p>　　選擇步進電機時，首先要保證步進電機的輸出功率大于負(fù)載所需的功率。而在選用功率步進電機時，首先要計算機械系統(tǒng)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩，電機的矩頻性能滿足機械負(fù)載并有一定的余量保證其運行可靠。在實際工作過程中，各種頻率下的負(fù)載力矩必須在矩頻特性曲線的范圍內(nèi)。一般的說最大靜力矩大的電機，負(fù)載力矩大。</p><p>　　選擇步進電動機時應(yīng)使

50、步距角和機械系統(tǒng)匹配，這樣可以得到設(shè)備所需的脈沖當(dāng)量。在機械傳動過程中為了使得有更小的脈沖當(dāng)量，一是可以改變絲杠導(dǎo)程，二是可以通過步進電機的細(xì)分驅(qū)動來完成。但細(xì)分只能改變其分辨率，不改變其精度。精度是由電機的固有特性所決定。</p><p>　　選擇功率步進電機時，應(yīng)當(dāng)估算機械負(fù)載的負(fù)載慣性和設(shè)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(xù)工作頻率能滿足快速移動的需要。<

51、/p><p>　　選擇步進電機需要進行以下計算：</p><p>　?。?）計算電機的步距角比，根據(jù)所要求脈沖當(dāng)量，步距角θ計算如下：</p><p>　　式中：S---絲杠螺距(mm)</p><p>　　Δ---(mm/脈沖)</p><p><b>　　i---減速比</b></p>

52、<p>　　（2）計算電機負(fù)載轉(zhuǎn)矩M</p><p>　　式中：F---啟動單元負(fù)載(N)</p><p>　　---傳動系統(tǒng)總效率(此處先以1帶入)</p><p>　　根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可以選擇17HS001電機。17HS001電機的具體參數(shù)如表2.1所示。</p><p>　　表2.1 42HS003步進電機電氣技術(shù)數(shù)據(jù)&l

53、t;/p><p>　　與該步進電機相匹配的驅(qū)動器為ST-2HB02X驅(qū)動器。ST-2HB02X驅(qū)動器采用MicrosChip芯片，采用新型的雙極性恒相流驅(qū)動技術(shù)，實現(xiàn)最大64細(xì)分高性能驅(qū)動，適合驅(qū)動2A。</p><p>　　以下42系列，57系列兩相混合式步進電機。廣泛應(yīng)用于各種數(shù)控機床，紡織機械，噴繪機，疲勞測試機等用戶希望成本低，低振動，高精度，高速度的場合。</p>&l

54、t;p><b>　　技術(shù)參數(shù)：</b></p><p>　　型號 ST-2HB02X</p><p><b>　　相 數(shù)：二相</b></p><p>　　工作電壓：DC(10-40)V </p><p>　　驅(qū)動電流：DC(0.1-2.

55、0)A </p><p>　　驅(qū)動方式：全橋雙極恒相流驅(qū)動</p><p>　　電流設(shè)置：0.1A分度</p><p>　　細(xì)分功能：相電流不高于2A/相的兩相，四相混合式步進電機</p><p>　　冷卻方式：散熱器(安裝在通風(fēng)良好的場合)</p><p>　　環(huán)境溫度：0～50℃</p>&

56、lt;p>　　尺寸/重量：130×73×33mm/280g</p><p>　　2.3其他輔助系統(tǒng)的設(shè)計</p><p><b>　　原點定位及超程保護</b></p><p>　　為保證機械手重復(fù)定位精度，對機械手每工作循環(huán)提出返回原點校零位要求。</p><p>　　在初始位置添置限位開關(guān)，

57、當(dāng)觸及時發(fā)出已達原點命令，停止遠動。同時鎖定繼續(xù)前進行動，能且只能反向運動，以實現(xiàn)因故障或暴力操作造成的超程保護功能。非原點端只作超程保護不作為定位。</p><p>　　圖2.8 傳動絲杠示意圖</p><p><b>　　2.操作臺</b></p><p>　　操作面板以貼近人們?nèi)粘９ぷ髁?xí)慣、符合人體工程學(xué)、方便工作人員直接操作、反應(yīng)自動

58、工作狀態(tài)為原則，與后文I/O采用方案相匹配，進行設(shè)計，如圖2.9所示。</p><p>　　該機械手工作方式有手動、單步、單周期、連續(xù)工作(自動)四種形式。具體有原點、路徑關(guān)鍵點、報警指示、工作狀態(tài)指示等功能。下面操作面板說明如下：</p><p>　　設(shè)備原點：機械手的設(shè)備原點。任何停止?fàn)顟B(tài)，旋轉(zhuǎn)旋鈕到原點，啟動回原點按鈕，機械手回到了原點。</p><p>　　

59、手動方式：各自的按鈕使各個負(fù)載單獨接通或斷開。實現(xiàn)實時按操作者的指令進行動作。同時也負(fù)責(zé)起自動工作方式中每一工步目的記錄保存工作。</p><p>　　單步：旋鈕旋轉(zhuǎn)單周期工作，按動一次啟動按鈕，進行一個工步。</p><p>　　單周期：旋鈕旋轉(zhuǎn)單周期工作，按動一次啟動按鈕，進行一個周期。</p><p>　　連續(xù)工作(自動狀態(tài))：在用戶原點，旋鈕旋轉(zhuǎn)自動，按動啟

60、動按鈕連續(xù)反復(fù)進行，途中按動停止按鈕，運行到原定后停止。</p><p>　　LED指示燈：狀態(tài)實時顯示。</p><p>　　電源和急停按鈕與PLC工作無關(guān)。該按鈕使用來接通或斷開PLC外部負(fù)載的電源。</p><p>　　圖2.9操作面板示意圖</p><p><b>　　第三章 軟件設(shè)計</b></p>

61、<p>　　3.1 總體流程圖的設(shè)計</p><p><b>　　工作流程圖</b></p><p>　　圖3.1 工作流程圖</p><p>　　本機械手采用點位控制，我們可將整個運動看作折線運動，每一步動作歸納為參數(shù)不同的點位之間動作。以起點作為參考點，通過脈沖計數(shù)，得到目的點位置。手動操作機械手從參考點到達目的點后，保存目的

62、點的相對特征參數(shù)，并對每一步保存的參數(shù)進行列表管理。實現(xiàn)手動模式下點位輸入，自動模式查表“仿行”運動。手動設(shè)置好以后就可以按預(yù)先設(shè)置自動運行。</p><p>　　核心思想：記錄關(guān)鍵點，構(gòu)造工作路徑和狀態(tài)。現(xiàn)就四工位作以下說明。</p><p>　　用戶在手動原點狀態(tài)下，控制機械手至A點位(到A點的路徑可制定中間點實現(xiàn)繞行)，按下保存，記錄該店重要參數(shù)。之后控制機械手到B點位夾取工件，同時

63、記錄機械手位置及加緊位置，為簡化過程，可在A點設(shè)置機械手張開，B點設(shè)置夾緊。</p><p>　　控制機械手移動，同前所述記錄關(guān)鍵點位，到D點放下工件。再用同樣的方法到下一工位進行操作。</p><p>　　3.2三菱PLC的選擇</p><p>　　3.2.1三菱PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的基本原則</p><p>　　1、滿足被控制對象的控制要求

64、考慮將來的發(fā)展的需要，PLC選用功能較強的新產(chǎn)品，并留有適當(dāng)?shù)挠嗔俊?lt;/p><p>　　2、系統(tǒng)安全、可靠。</p><p>　　3、盡可能簡單、經(jīng)濟、使用與維護方便。</p><p>　　4、具有較高的性價比。</p><p>　　3.2.2三菱PLC控制系統(tǒng)設(shè)計步驟</p><p>　　1、分析被控對象，提出控制

65、要求。</p><p>　　2、確定輸入、輸出設(shè)備。</p><p>　　3、確定PLC的I/O點數(shù)，選擇PLC機型。</p><p>　　4、分配I/O點數(shù)，繪制PLC控制系統(tǒng)輸入、輸出端子接線圖。</p><p>　　5、程序設(shè)計，繪制工作循環(huán)圖或狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。</p><p>　　6、程序調(diào)試。先進行模擬調(diào)試，再進

66、行現(xiàn)場聯(lián)機調(diào)試；先進行局部、分段調(diào)試，再進行整體、系統(tǒng)調(diào)試。</p><p>　　7、調(diào)試過程結(jié)束，整理技術(shù)資料，投入使用。</p><p>　　圖3.2 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計步驟流程圖</p><p>　　3.2.3三菱PLC品牌選擇</p><p>　　世界上生產(chǎn)PLC的廠商有數(shù)百家，構(gòu)成美國、歐洲和日本三大技術(shù)陣營，其代表機型有美國羅克

67、韋爾(Rockwell)自動化公司所屬的A-B(Allen-Bradley)公司生產(chǎn)的PLC-5系列PLC、GE-Fanuc公司生產(chǎn)的90-TM30系列和90-YM70系列的PLC、德國西門子(Siemens)公司生產(chǎn)的S5系列PLC和S7系列PLC，日本三菱公司生產(chǎn)的FX系列、A系列、Q系列PLC、歐姆龍公司生產(chǎn)的CS系列、從200系列、CPM系列PLC。</p><p>　　三大技術(shù)陣營的PLC在程序表達形式

68、、功能及用法上有很大的差異。熟悉西門子S5系列PLC的人都知道，他是采用機構(gòu)化編程的方法，盡管他也設(shè)有梯形圖、邏輯圖等多種其他編程語言，但少許復(fù)雜一點的問題就必須采用語句表，通過STEP5語言，調(diào)用各種功能來實現(xiàn)。然而美國A-B公司的PLC-5系列可編程控制器則與西門子S5系列PLC相去甚遠，A-B的PLC-5根本就沒有語句表，他所有的程序都要依靠梯形圖編制，因而A-B的梯形圖與西門子的梯形圖在形式、功能及用法上相差很大。</p&

69、gt;<p>　　日本的微型小型PLC產(chǎn)品是非常有特色的，他對梯形圖、語句表并重，而且配置了包括功能指令在內(nèi)的功能很強的指令系統(tǒng)用戶常常會發(fā)現(xiàn)，同一個應(yīng)用問題，選用日本的小型PLC產(chǎn)品就能解決，而用歐美產(chǎn)品常要選用中型乃至大型PLC才行。這主要是歐美小型PLC產(chǎn)品指令系統(tǒng)太弱所制。</p><p>　　日本的PLC技術(shù)是由美國引進的，因此日本的產(chǎn)品對美國的產(chǎn)品有一定的繼承性。但日本把自己主推產(chǎn)品定位

70、在小型PLC上，因面臨的主要市場在亞洲，因此他對美國的PLC技術(shù)既有繼承，更多的是發(fā)展。在小型PLC方面，他已是青出于藍而勝于藍，日本產(chǎn)品在世界小型PLC市場上占70%的份額。</p><p>　　據(jù)不完全統(tǒng)計，我國引進的PLC產(chǎn)品價值，其中美國約占36.3%，歐洲產(chǎn)品約占45.5%，日本產(chǎn)品約占18.2%。歐美產(chǎn)品以大中型PLC為主，基本上德國西門子公司于美國A-B公司平分秋色。小型PLC主要是日本產(chǎn)品。<

71、;/p><p>　　在國內(nèi)，日本三菱公司生產(chǎn)的FX系列小型PLC以其良好的性能得到了廣泛的應(yīng)用，同時各大高校、職業(yè)技術(shù)學(xué)校，也為其提供了專業(yè)技術(shù)人才的支持。</p><p>　　簡單機械手運動小型PLC足以滿足要求，選用日本三菱公司FX系列作為本文中搬運機械手的核心控制系統(tǒng)，可以減少企業(yè)對操作人員培訓(xùn)，降低使用成本，減少消費者對產(chǎn)品使用的顧慮。</p><p>　　3.

72、2.4三菱PLC系列選擇</p><p>　　PLC機型選擇的基本原則是，在功能滿足要求的前提下，選擇最可靠、維護使用最方便以及性能價格比的最優(yōu)化機型。三菱FX系列PLC包括、、、。各型號的PLC在性能上都有所區(qū)別。</p><p><b>　　1、系列PLC</b></p><p>　　將優(yōu)良的特點融合進一個很小的控制器中。適用于最小的封裝，

73、他是希望低成本的用戶在有限的I/O范圍內(nèi)尋求功能強大的控制的首選目標(biāo)。提供多達30個I/O，并且能通過串行通信傳輸數(shù)據(jù)，所以他能用在常用的緊湊型PLC不能應(yīng)用的地方。</p><p>　　體積雖小，但功能強大：</p><p>　　（1）主機點數(shù)10/14/20/30，分為晶體管輸出/繼電器輸出，交流電源/直流電源。</p><p>　?。?）結(jié)構(gòu)緊湊、性價比高。顯

74、示模塊和擴展板使系統(tǒng)升級變得容易。</p><p>　?。?）高速運算?；局噶钍?.55μs/指令～0.7μs/指令；應(yīng)用指令是3.7μs/指令至幾百μs/指令。</p><p>　?。?）2000步存儲容量，是以前的FXOS的2.5倍。</p><p>　?。?）豐富的器件資源。輔助繼電器512點、定時繼電器64點、計數(shù)器32點、數(shù)據(jù)寄存器256點。</p

75、><p>　　（6）具有實時時鐘功能。使用標(biāo)準(zhǔn)型號的實時時鐘滿足對時間的應(yīng)用要求。</p><p>　?。?）聯(lián)網(wǎng)能力。串行擴展通過RS-232、RS-422使聯(lián)網(wǎng)更容易。</p><p>　?。?）電源使用范圍很寬。世界任何地方的標(biāo)準(zhǔn)電壓都適用，也可以使用直流電源。</p><p>　　（9）基于Windows軟件。</p>&l

76、t;p>　?。?0）模擬點位器。</p><p><b>　?。?1）密碼保護。</b></p><p><b>　　（12）遠程維護。</b></p><p>　?。?3）脈沖輸出和定位功能。一個PLC單元中每相能同時輸出2點100KHz脈沖，PLC配置7條特殊定位指令，包括零返回、絕對位置讀出、絕對或相對地址表達

77、方式以及特殊脈沖輸出控制。</p><p>　　2、FX1N系列PLC</p><p>　　增加了特殊功能模塊或擴展板。通信和數(shù)據(jù)鏈接功能選項使用FX1N在體積、通信和特殊功能模塊和能源控制等重要的應(yīng)用方面非常完美。是一種普遍選擇方案。</p><p>　　與FX1S相比較，在以下方面得到了很好的提升：</p><p>　?。?）跟多的控制點

78、數(shù)14點～128點。</p><p>　　（2）EEPROM寄存器更大，達8000步。</p><p>　　（3）更為豐富的器件資源。輔助繼電器1536點、定時器256點、計數(shù)器235點、數(shù)據(jù)寄存器8000點。</p><p>　?。?）增加過程控制。在系統(tǒng)要求精度控制時使用PID指令。</p><p>　　3、FX2N系列PLC</p

79、><p>　　作為FX系列最高級的模塊，他擁有無以匹敵的速度、高級功能、邏輯組件以及定位控制等特點。</p><p>　　與前者PLC相比較，在以下方面得到了很好的提升：</p><p>　?。?）更多的控制點數(shù)。16點～256點。</p><p>　?。?）靈活的配置。具有滿足特殊要求的大量特殊模塊，6個基本FX2N單元中每一個單元可擴充到25

80、6點的I/O。</p><p>　?。?）更高速運算?；局噶?.08μs/指令；應(yīng)用指令是1.52μs/指令至幾百μs/指令。</p><p>　?。?）寄存器容量擴展。</p><p>　?。?）更有豐富的器件資源。輔助繼電器3072點、定時器256點、計算器235點、數(shù)據(jù)寄存器8000點。</p><p>　?。?）特殊功能模塊。主單元

81、可配置8個特殊功能模塊。</p><p>　?。?）數(shù)字指令集。使用32位處理器、浮點數(shù)、方根和三角幾何指令滿足數(shù)學(xué)功能。</p><p><b>　　位置控制模塊擴展</b></p><p>　　位置控制是對工位的控制，可由位置控制模塊實現(xiàn)PLC系統(tǒng)可作為整個位置控制系統(tǒng)中的一個環(huán)節(jié)，配上伺服放大器驅(qū)動發(fā)達器，就可以將位置控制功能和邏輯控制、

82、順序控制等一攬子解決。</p><p>　　利用PLC模塊實現(xiàn)位置控制的優(yōu)點：</p><p>　?。?）在實現(xiàn)位置控制的時候，可充分利用PLC系統(tǒng)的硬件和軟件資源。更便于在柔性制造系統(tǒng)、計算機集成制造系統(tǒng)或工廠自動化系統(tǒng)中大量應(yīng)用位置控制。</p><p>　?。?）用戶可根據(jù)自身要求靈活配置系統(tǒng)，既降低成本，又能因地制宜。</p><p>

83、;　?。?）可靠性高，維護方便。</p><p>　　FX-1PG脈沖輸出模塊是一種根據(jù)FROM/TO指令進行與FX2、FX2C系列PLC數(shù)據(jù)交換的特殊功能模塊。用一臺FX-1PG獨立進行一軸定位控制，而一臺PLC則最多可連8臺FX-1PG。</p><p>　　FX1N系列以其信價比獨占鰲頭。但程序結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。就功能而言，F(xiàn)X2N系列是不錯之選，選配3個FX2N-1PG-E脈沖輸出模塊

84、給步進電機啟動設(shè)備提供穩(wěn)定信號，同時模塊程序簡化了PLC程序的結(jié)構(gòu)。</p><p>　　3.2.5三菱輸出方式選擇</p><p>　　PLC包括繼電器輸出和晶體管輸出兩種輸出方式。其適輸出區(qū)別如下：</p><p>　?。?）負(fù)載電壓、電流類型不同</p><p>　　負(fù)載類型：晶體管只能帶直流負(fù)載，而繼電器帶交流、直流負(fù)載均可。<

85、/p><p>　　電流：晶體管電流0.2A-0.3A，繼電器2A。</p><p>　　電壓：晶體管可接直流24V（繼電器可以接直流24V或交流220V）。</p><p><b>　?。?）負(fù)載能力不同</b></p><p>　　晶體管帶負(fù)載的能力小于繼電器帶負(fù)載的能力，用晶體管時，有時候要加其他東西來帶動大負(fù)載（如繼電

86、器，固態(tài)繼電器等）。</p><p>　?。?）晶體管過載能力小于繼電器過載的能力</p><p>　　一般來說，存在沖擊電流較大的情況時，晶體管過載能力較小，需要降額更多。</p><p>　?。?）晶體管響應(yīng)速度快于繼電器</p><p>　　繼電器輸出型原理是CPU驅(qū)動繼電器線圈，令觸點吸合，使外部電流通過閉合的觸點驅(qū)動外部負(fù)載，其開路

87、漏電流為零，響應(yīng)時間慢（約10ms），主要控制開關(guān)量。</p><p>　　晶體管輸出型原理是CPU通過光耦合使晶體管通斷，以控制外部直流負(fù)載，響應(yīng)時間快（約0.2ms甚至更小）。晶體管輸出一般用于高速輸出，如伺服/步進等，用于動作頻率高的輸出。</p><p>　?。?）額定工作情況下，繼電器有動作次數(shù)壽命，晶體管只有老化沒有使用次數(shù)限制。</p><p>　　繼

88、電器是機械元件所以有動作壽命，晶體管是電子元件，只有老化，沒有使用次數(shù)限制。繼電器的每分鐘開關(guān)次數(shù)也有限制的，而晶體管則沒有。</p><p>　　本文中使用步進電機作為動力源，故采用晶體管輸出，直流D24V電源。</p><p>　　3.3三菱PLC的I/O口分配</p><p>　　3.3.1I/O點數(shù)</p><p>　　I/O點數(shù)是衡

89、量可編程控制規(guī)模大小的依據(jù)。</p><p>　　確定依據(jù)：將與PLC相連的全部輸入、輸出器件根據(jù)所需的電壓、電流的大小和種類分別統(tǒng)計，考慮將來發(fā)展的需要相應(yīng)增加10%-15%的余量。如表3.1所示。</p><p>　　表3.1 I/O點數(shù)估算統(tǒng)計</p><p>　　3.3.2I/O口 分配原則</p><p>　?。?）特殊、特定I/O

90、點優(yōu)先分配。如高速脈沖輸出口Y000或Y001；方便指令中初始狀態(tài)指令等。</p><p>　?。?）普通無指定I/O點的歸類分配。</p><p>　?。?）適當(dāng)?shù)姆椒ü?jié)約I/O點數(shù)。如編碼等。</p><p>　　3.3.3I/O口 分配論證</p><p>　　表3.2 I/O分配輸入端一覽表</p><p>

91、　　表3.3 I/O分配輸出端一覽表</p><p>　　此方案對超程保護所使用的行程開關(guān)合遠動方向的指示燈，獨立分配I/O。</p><p><b>　　優(yōu)點：</b></p><p>　?。?）獨立控制，互不干擾。</p><p>　　（2）程序簡單，無需添置編碼、解碼張芯片及其抗干擾設(shè)施。</p>

92、<p>　　（3）良好的穩(wěn)定性。</p><p>　　（4）預(yù)留足夠的I/O點數(shù)，大于10-20%。方便以后的擴展升級。</p><p><b>　　缺點：價格略高。</b></p><p>　　綜上所述的優(yōu)點，選用FX2N-48MT-D型PLC。</p><p>　　PLC硬件接線圖見圖3.3。</p&

93、gt;<p>　　圖3.3 三菱FX2N-48MT-D型PLC接線圖</p><p>　　三菱FX2N-48MT-D型PLC 2.ST-2HB02X型步進電機驅(qū)動器</p><p>　　3.42HS003兩相混合式步進電機</p><p>　　3.4 三菱PLC程序的設(shè)計</p><p><b>　　1.存儲區(qū)域分

94、配</b></p><p>　　脈沖計數(shù)存儲區(qū)域分為統(tǒng)計區(qū)、暫存區(qū)和存儲區(qū)三個部分。</p><p>　　統(tǒng)計區(qū)：對保存數(shù)據(jù)的組數(shù)進行統(tǒng)計，確定有效區(qū)域范圍，配備16位斷電保持?jǐn)?shù)據(jù)寄存器D200和D327。</p><p>　　暫存區(qū)：臨時存儲脈沖信息，進行數(shù)據(jù)的基本處理，執(zhí)行數(shù)據(jù)計算功能。由于脈沖數(shù)據(jù)較大采用32位斷電保持?jǐn)?shù)據(jù)寄存器D201-D206。

95、</p><p>　　存儲區(qū)：又分為脈沖數(shù)據(jù)存儲區(qū)和其他存儲區(qū)。長期存儲自動程序數(shù)據(jù)值。</p><p>　　脈沖數(shù)據(jù)存儲區(qū)：存儲暫存區(qū)處理后的有效脈沖數(shù)。采用32為斷電保持?jǐn)?shù)據(jù)寄存器。初設(shè)計20組控制點位即D207-D326。</p><p>　　其他存儲區(qū)：運動方向存儲和機械手手爪狀態(tài)。采用斷電保持輔助繼電器存儲位狀態(tài)。與脈沖數(shù)據(jù)存取區(qū)相匹配20組控制點位即M5

96、00-M579。運動方向存儲分區(qū)為D500-D559，機械手手爪狀態(tài)存儲分區(qū)為D560-D579。</p><p>　　表3.4 脈沖計數(shù)存儲區(qū)</p><p>　　表3.5 其他存儲區(qū)</p><p>　　2.初始化及報警程序</p><p>　　圖3.4 初始化及報警梯形圖</p><p>　　圖3.4 初

97、始化及報警梯形圖（續(xù)）</p><p><b>　　3.回原點程序</b></p><p>　　圖3.5 回原點步進梯形圖（續(xù)）</p><p>　　圖3.5 回原點步進梯形圖（續(xù)）</p><p><b>　　4.手動程序</b></p><p>　　圖3.6 手動程

98、序流程圖</p><p>　　圖3.7 手動程序梯形圖</p><p>　　圖3.7 手動程序梯形圖（續(xù)）</p><p><b>　　自動程序</b></p><p>　　圖3.8 自動程序流程圖</p><p>　　圖3.9 自動程序步進梯形圖</p><p>

99、　　圖3.9 自動程序步進梯形圖（續(xù)）</p><p><b>　　結(jié)束語</b></p><p>　　大四的最后一學(xué)期進行了畢業(yè)設(shè)計。作為畢業(yè)之前的最后一次也是最全面的一次系統(tǒng)性的檢驗，我是非常認(rèn)真的對待。</p><p>　　我設(shè)計的是題目是基于PLC的柔性制造的搬運機構(gòu)的控制系統(tǒng)設(shè)計，本設(shè)計設(shè)備用于少批量多批次柔性生產(chǎn)企業(yè)工作臺間的工件

100、搬移。</p><p>　　本研究方案到達的設(shè)計要求，實現(xiàn)遠程控制，在恒溫環(huán)境、不適合人直接接觸工作的危險環(huán)境（如：高溫、放射、劇毒、無氧、高空等惡劣環(huán)境）下工作。</p><p>　　設(shè)計設(shè)備以柔性生產(chǎn)為核心，秉承多功能多用途的特點、融入人性化控制的優(yōu)勢，運行穩(wěn)定，多重保護安全可靠。</p><p>　　多工作臺間的準(zhǔn)確定位搬移，可擴展用于流水線合攏與分發(fā)、產(chǎn)品的

101、定位拿取與堆放、生產(chǎn)原料配發(fā)、裝箱等功能。</p><p>　　自動運行以手動運動狀態(tài)下設(shè)定的每一點位移量作為運動模板，采用模仿的方法，對自動運行進行嚴(yán)格的控制。此控制方法可以降低對操作者的專業(yè)編程技術(shù)要求，只需手動操作一次，即可對設(shè)備進行完整的程序編制。</p><p>　　本設(shè)備雖花費許多汗水，但還有很多美中不足的地方。此采用點位控制，對點位間的路徑未進行嚴(yán)格的要求，使得在運行過程中有

102、較多的不確定因素，程序未能實現(xiàn)兩點間的直線運動，可作下一步的改進方向。</p><p>　　通過這次設(shè)計，我對專業(yè)知識又有了一定的拓展及鞏固，相信在以后的工作中能更好的加以運用。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　經(jīng)過了一個學(xué)期的奮斗，我終于完成了畢業(yè)設(shè)計。在此，感謝王志斌老師對我的教導(dǎo)，感謝同學(xué)們對我的幫助，還

103、要感謝二年來每個教過我的老師，使我不僅學(xué)習(xí)到了專業(yè)知識，更是讓我成熟了不少，感謝學(xué)校對我的栽培，讓我更好的面對社會上的激烈競爭。</p><p>　　王志斌老師作為我畢業(yè)設(shè)計的指導(dǎo)老師，在整個畢業(yè)設(shè)計的過程中給了我很大的指導(dǎo)和幫助。王志斌老師，經(jīng)驗豐富，對我們的指導(dǎo)是認(rèn)真負(fù)責(zé)。他每周都給我交代任務(wù)，每次都叮囑我要抓緊時間好好做設(shè)計，同時也給我解決一些畢業(yè)設(shè)計中的難題，這讓我倍受鼓舞。王老師秉著一絲不茍的態(tài)度，對待

104、我的每一個設(shè)計過程都仔細(xì)審閱，在指出每一個微小錯誤的同時也結(jié)合自己豐富的機械設(shè)計經(jīng)驗，給我講解一些常用的設(shè)計方法和注意事項，讓我受益匪淺。</p><p>　　這次畢業(yè)設(shè)計，我是單獨的課題，但在完成此設(shè)計的過程中，還得到了許多同學(xué)和其他老師的幫助，在此一并致以誠摯的謝意。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1]

105、齊占慶.機床電氣控制技術(shù)[G].北京:機械工業(yè)出版社,2006.1 </p><p>　　[2]余雷聲. 電器控制與PLC應(yīng)用[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，1996：58-63 </p><p>　　[3]郁漢琪，郭健. 可編程序控制器原理及應(yīng)用[M]. 北京：中國電力出版社，2004：88-90</p><p>　

106、　[4]程周. 可編程控制器技術(shù)與應(yīng)用[M]. 北京：電子工業(yè)出版社，2002.8：99-102 </p><p>　　[5]陸祥生，楊秀蓮.機械手理論及應(yīng)用[M].北京：中國鐵道出版社，1985 </p><p>　　[6]白

107、傳悅.裝配機械手PLC 控制系統(tǒng)[J].機械制造行業(yè)應(yīng)用，2006.5:134-136 </p><p>　　[7]李寧，劉啟新.電機自動控制系統(tǒng)[M].北京：機械工業(yè)出版社，2005

108、 </p><p>　　[8]程子華.PLC原理與編程實例分析[M].北京：國防工業(yè)出版社，2007 </p><p>　　[9]張建民.機電一體化系統(tǒng)設(shè)計[M].北京：北京理工大學(xué)出版社，2007 </p><p>　　[1

109、0]徐杜，蔣永平，張憲民.柔性系統(tǒng)原理與實踐.北京：機械工業(yè)出版社，2001.7 </p><p>　　[11]李鐵才，杜坤梅.電機控制技術(shù).哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2000 </p><p>　　[12] COUPLING EFFECT OF FLEXIBLE JOINT AND FLEXIBLE LINK ON DYNAMIC SINGULARITY OF FLEXIBLE M