基于PLC的生產(chǎn)線搬運(yùn)機(jī)械手控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、基于PLC的生產(chǎn)線搬運(yùn)機(jī)械手控 制系統(tǒng)設(shè)計(jì)湖州職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電一體化專業(yè)畢業(yè)論文Huzhou Vocation TKhtotogy CollBge湖州服業(yè)及術(shù)摩悅HUZHOU VOCATIONAL & TECHNICAL COLLEGE畢業(yè)論文題目基于PLC的生產(chǎn)線搬運(yùn)機(jī)械手控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)姓名 薛博隆學(xué)號(hào)1320302236專業(yè)班級(jí)機(jī)電一體化 1302指導(dǎo)教師 錢振華2016年4 月20 日湖州職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電一體化專業(yè)畢業(yè)論文Huzhou Vocation Techtalooy fioileye湖職院機(jī)電一體化專業(yè)畢業(yè)論文基于PLC的生產(chǎn)線搬運(yùn)機(jī)械手控制系統(tǒng)設(shè) 計(jì)學(xué) 生：薛博隆 指導(dǎo)教師：錢振

2、華湖州職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電一體化專業(yè)畢業(yè)論文Huzhou Vocation TecNolooy CoHege摘要搬運(yùn)機(jī)械手在自動(dòng)化生產(chǎn)線上是一個(gè)重要的裝置，他能精確定位并抓起 工件搬運(yùn)到另一個(gè)工作站并放下，具有故障報(bào)警，安全穩(wěn)定的功能。系統(tǒng)采 用的是PLC控制。文中通過對(duì)生產(chǎn)線的分析，確定了生產(chǎn)線搬運(yùn)機(jī)械手的機(jī) 械結(jié)構(gòu)，通過對(duì)機(jī)械手的工作原理與機(jī)械手的控制要求，確定了適合的PLC型號(hào)進(jìn)行了 I/O 口的分配，對(duì)伺服電機(jī)的定位控制進(jìn)行了軟件設(shè)計(jì)。研究表 明，機(jī)械手具有良好的位置控制精度，運(yùn)行的可靠穩(wěn)定性，和簡單的控制方 法。關(guān)鍵詞：生產(chǎn)線機(jī)械手；氣動(dòng)原理；伺服電機(jī)； PLC湖州職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電一體化

3、專業(yè)畢業(yè)論文Huzhou Vocation TecMtooy CdIIbob目錄摘要目錄 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark6 o Current Document 第一章前言i第二章生產(chǎn)線機(jī)械手的結(jié)構(gòu)及工作原理 2自動(dòng)化生產(chǎn)線布局與原理 錯(cuò)誤！未定義書簽。生產(chǎn)線機(jī)械手的結(jié)構(gòu)錯(cuò)誤！未定義書簽。 HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 生產(chǎn)線機(jī)械手的工作原理 4 HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 第三章生產(chǎn)線搬運(yùn)機(jī)械手控制要求 5 HYPERLINK l bookmark

4、12 o Current Document 生產(chǎn)線搬運(yùn)機(jī)械手控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 5 HYPERLINK l bookmark14 o Current Document 搬運(yùn)機(jī)械手動(dòng)作流程工藝分析 7 HYPERLINK l bookmark16 o Current Document PLC I/O 口分配8 HYPERLINK l bookmark18 o Current Document 生產(chǎn)線搬運(yùn)機(jī)械手程序設(shè)計(jì) 9 HYPERLINK l bookmark20 o Current Document PTO指令的作用與創(chuàng)建 9 HYPERLINK l bookmark22 o Current Do

5、cument PTO指令的使用1519 HYPERLINK l bookmark30 o Current Document 完成的部分程序 18第四章結(jié)束語20季芳又獻(xiàn)21湖州職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電一體化專業(yè)畢業(yè)論文湖州職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電一體化專業(yè)畢業(yè)論文Huzhou Vocation TecNotogy College第一章前言機(jī)械手是指能模仿人手和臂的某些動(dòng)作功能，用以按固定程序抓取、搬運(yùn) 物件或操作工具的自動(dòng)操作裝置。主要由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)三大 部分組成。它可代替人的繁重勞動(dòng)以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化，能在有害環(huán) 境下操作以保護(hù)人身安全，因而廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、冶金、電子、輕工和原

6、子能等存在著各種各樣的生產(chǎn)環(huán)境，如高溫、放射性、有毒氣體、有害氣體場 合以及水下作業(yè)等，這些惡劣的生產(chǎn)環(huán)境不利于人工進(jìn)行操作。那么搬運(yùn)機(jī)械 手都有哪些形式呢？1、圓柱坐標(biāo)式機(jī)械手圓柱坐標(biāo)式機(jī)械手是應(yīng)用最多的一種形式，它適用于搬運(yùn)和測量工件。具 有直觀性好、結(jié)構(gòu)簡單、本體占用的空間較小的特點(diǎn)。其動(dòng)作范圍可分為：一 個(gè)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，一個(gè)直線運(yùn)動(dòng)加一個(gè)不在直線運(yùn)動(dòng)所在平面內(nèi)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，兩個(gè) 直線運(yùn)動(dòng)加一個(gè)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。2、直角坐標(biāo)式機(jī)械手直角坐標(biāo)式機(jī)械手是適合于工作位置成行排列或傳送帶配合使用的一種機(jī)械手。它的手臂可以伸縮，左右和上下移動(dòng)，按直角坐標(biāo)形式x、y、z 3個(gè)方向的直線進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。具工作范圍可以是1

7、個(gè)直線運(yùn)動(dòng)、2個(gè)直線運(yùn)動(dòng)或是3個(gè)直 線運(yùn)動(dòng)。如在x、y、z 3個(gè)直線運(yùn)動(dòng)方向上各具有 A、B、C 3個(gè)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，即 構(gòu)成6個(gè)自由度。3、關(guān)節(jié)式機(jī)械手關(guān)節(jié)式機(jī)械手是一種適用于靠近機(jī)體操作的傳動(dòng)形式。它像人手一樣有肘 關(guān)節(jié)，可實(shí)現(xiàn)多個(gè)自由度，動(dòng)作比較靈活，適于在狹窄空間工作。4、球坐標(biāo)式機(jī)械手球坐標(biāo)式機(jī)械手是一種自由度較多、用途較廣的機(jī)械手。球坐標(biāo)式機(jī)械手 的工作范圍包括一個(gè)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、兩個(gè)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、兩個(gè)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)加一個(gè)直線運(yùn) 動(dòng)。搬運(yùn)機(jī)械手是給我們節(jié)約了很多的勞動(dòng)力并且提高了效率，但是要想效率更高 就要選擇正確的搬運(yùn)機(jī)械手。大學(xué)即將畢業(yè)，畢業(yè)設(shè)計(jì)是其中最后一個(gè)環(huán)節(jié)，是對(duì)以前所學(xué)的知識(shí)及所 掌握的技能

8、的綜合運(yùn)用和檢驗(yàn)。隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，采用PLC的技術(shù)得到愈來愈廣泛的應(yīng)用。湖州職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電一體化專業(yè)畢業(yè)論文Huzhou Vocation Techtotooy CDilege第二章生產(chǎn)線機(jī)械手的結(jié)構(gòu)及工作原理自動(dòng)化生產(chǎn)線布局分揀站輸送帶芻色簟料嘈黑色塑料槽命陵科懵光桿導(dǎo)軌搬運(yùn)站機(jī)械手圖1自動(dòng)化生產(chǎn)線示意圖首先我們來熟悉一個(gè)這個(gè)系統(tǒng)，圖1是一個(gè)自 動(dòng)化生產(chǎn)線的簡化示意圖。如圖1所示，這個(gè) 系統(tǒng)是由5個(gè)獨(dú)立不同的站點(diǎn)組成的。供料站 實(shí)現(xiàn)物料物料的供給；加工站獨(dú)立祈工由機(jī)敏 手送來的物料；裝配站將加工完成的零件與配 合零件進(jìn)行組裝，由細(xì)分步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)步 進(jìn)電機(jī)實(shí)現(xiàn)一個(gè)工位1/3圈；分

9、揀站分揀加工 組裝完成的工件，由金屬傳感器，光纖傳感器Huzhou Vocation TecHotoov CoHege湖州職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電一體化專業(yè)畢業(yè)論文 組成；搬運(yùn)站主要完成抓取于放下的動(dòng)作，將 供料站的物料搬運(yùn)到加工站，并等加工站完成 加工，再將工件搬運(yùn)到裝配站裝配，最后將裝 配完成的元件搬運(yùn)到分揀站進(jìn)行分揀。生產(chǎn)線機(jī)械手的結(jié)構(gòu)2圖21.推料氣缸2.井道式工件庫3.加緊/放松氣缸4.伸縮氣缸5.旋轉(zhuǎn)氣缸6提升下降氣缸圖2為供料站與搬運(yùn)站的氣動(dòng)機(jī)械手的結(jié)構(gòu)及動(dòng)作示意圖，主要由伺服驅(qū) 動(dòng)器、直線導(dǎo)軌、四自由度搬運(yùn)機(jī)械手、定位開關(guān)、行程開關(guān)、支架、機(jī)械零 部件構(gòu)成。其主要元件功能如下：.伺服驅(qū)

10、動(dòng)器：用于驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)。.磁性傳感器1:用于升降氣缸的位置檢測，當(dāng)檢測到氣缸準(zhǔn)確到位后給PLC發(fā)出一個(gè)到位信號(hào)Huzhou Vocation TecMtooy Coll 哪湖州職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電一體化專業(yè)畢業(yè)論文.磁性傳感器2:用于旋轉(zhuǎn)氣缸的位置檢測，當(dāng)檢測到氣缸準(zhǔn)確到位后給 PLC發(fā)出一個(gè)到位信號(hào)。.磁性傳感器3:用于帶導(dǎo)桿氣缸的位置檢測，當(dāng)檢測到氣缸準(zhǔn)確到位后給 PLC發(fā)出一個(gè)到位信號(hào)。.磁性傳感器4:用于平行氣夾的位置檢測，當(dāng)檢測到氣缸準(zhǔn)確到位后給 PLC發(fā)出一個(gè)到位信號(hào)。.行程開關(guān)：其中一個(gè)給 PLC提供原點(diǎn)信號(hào)；另外兩個(gè)用于硬件保護(hù)，當(dāng) 任何一軸運(yùn)行過頭，碰到行程開關(guān)時(shí)，斷開步進(jìn)電機(jī)控

11、信號(hào)公共端，使步進(jìn)電 機(jī)停止運(yùn)行。.電磁閥：升降氣缸、旋轉(zhuǎn)氣缸、帶導(dǎo)桿氣缸用二位五通的帶手控開關(guān)的單 控電磁閥控制；平行氣夾用用二位五通的帶手控開關(guān)的雙控電磁閥控制，四個(gè) 電磁閥集中安裝在帶有消聲器的匯流上。當(dāng)PLC給電磁閥一個(gè)信號(hào)，電磁閥動(dòng)作，對(duì)應(yīng)氣缸動(dòng)作。.升降氣缸：由單控電磁閥控制。當(dāng)氣動(dòng)電磁閥得電，氣缸伸出，將機(jī)械手 抬起。.旋轉(zhuǎn)氣缸：由單控電磁閥控制。當(dāng)氣動(dòng)電磁閥得電，將機(jī)械手旋轉(zhuǎn)一定角 度。.帶導(dǎo)桿氣缸：由單控電磁閥控制。當(dāng)氣動(dòng)電磁閥得電，將機(jī)械手伸出。.平行氣夾：由雙控電磁閥控制。當(dāng)氣動(dòng)電磁閥一端得電時(shí)，平行氣夾張 開或夾緊。.端子排：用于連接PLC輸入輸出端口與各傳感器和電磁閥

12、。2.3生產(chǎn)線機(jī)械手的工作原理旋轉(zhuǎn)氣缸手爪伸出氣 缸03B103B2BR 單電控二位交道電段回4YV1 r7T1TT4YV2P S雙電檢二位五通電般其氣源湖州職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電一體化專業(yè)畢業(yè)論文Huzhou Vocation Teditotooy Coilego圖3氣動(dòng)原理圖生產(chǎn)線搬運(yùn)機(jī)械手的氣動(dòng)原理如圖 3所示。該氣動(dòng)系統(tǒng)主要包括 4個(gè)氣缸: 提升氣缸、旋轉(zhuǎn)氣缸、手爪伸出氣缸、夾緊氣缸。其中提升氣缸、旋轉(zhuǎn)氣缸、手爪伸出氣缸均由單電控二位五通閥 1YV、2YV、3YV控制。單向節(jié)流閥用來提高氣缸動(dòng)作時(shí)的速度穩(wěn)定性。該氣動(dòng)機(jī)械手工作過程為：搬運(yùn)機(jī)械手手臂提升一手臂伸出一手臂下降一手爪夾緊一手臂提升

13、一手臂縮回一伺服驅(qū)動(dòng)器發(fā)送一個(gè)工作距離脈沖一搬運(yùn)站移動(dòng)到加工站一手臂伸出一手臂下降一手爪放開一手臂縮回。加工站到裝配站的工作過程為：搬運(yùn)機(jī)械手手臂提升一手臂伸出一手臂下降 一手爪夾緊一手臂提升一手臂縮回一手臂下降一伺服驅(qū)動(dòng)器發(fā)送一個(gè)工作距 離脈沖一搬運(yùn)站移動(dòng)到裝配站一手臂提升一手臂伸出一手臂下降一手爪放開 一手臂縮回。裝配站到分揀站的工作過程為：搬運(yùn)機(jī)械手手臂提升一手臂伸出一手臂下降 一手爪夾緊一手臂提升一手臂縮回一手臂左轉(zhuǎn)一伺服驅(qū)動(dòng)器發(fā)送一個(gè)工作距 離脈沖一搬運(yùn)站移動(dòng)到分揀站一手臂伸出一手臂下降一手爪松開一手臂縮回 一搬運(yùn)機(jī)械手回到供料站復(fù)位一手臂右轉(zhuǎn)。湖州職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電一體化專業(yè)畢業(yè)論文

14、Huzhou Vocation TecNolooy CoHege第三章生產(chǎn)線搬運(yùn)機(jī)械手控制要求生產(chǎn)線搬運(yùn)機(jī)械手控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)生產(chǎn)線搬運(yùn)機(jī)械手采用氣動(dòng)閥控制，在搬運(yùn)工件過程中，實(shí)現(xiàn)機(jī)械手搬 運(yùn)工件的精確控制，同時(shí)顯示系統(tǒng)的工作狀態(tài)。出現(xiàn)突發(fā)事件時(shí)，應(yīng)做相應(yīng) 處理。具體要求如下。按“復(fù)位SB1”按鈕，機(jī)械手返回原點(diǎn)，手爪縮回、張開，提升氣缸處于下 限位、旋轉(zhuǎn)氣缸處于右限位狀態(tài)。按“啟動(dòng)SB2”按鈕，系統(tǒng)啟動(dòng)，機(jī)械手先提升，接著機(jī)械手伸出，手爪夾緊，模擬取工件動(dòng)作。接著機(jī)械手移動(dòng)至加工單 元物料臺(tái)正前方，機(jī)械手伸出到位后，機(jī)械手下降，手爪松開，模擬放工件動(dòng) 作。過3s后，重復(fù)上述模擬取工件動(dòng)作，完成后

15、機(jī)械手移動(dòng)至裝配單元，機(jī)械 手伸出到位后，機(jī)械手下降，手爪松開，模擬放工件動(dòng)作。過 0.5S后，重復(fù)上 述模擬取工件動(dòng)作，完成后機(jī)械手移動(dòng)至分揀單元，逆勢時(shí)針旋轉(zhuǎn)90度，重復(fù)上述模擬放工件動(dòng)作，完成后機(jī)械手返回原點(diǎn)，途中順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90度，返回時(shí)先快速返回，接近原點(diǎn)時(shí)以恒定的低速返回原點(diǎn)。搬運(yùn)機(jī)械手按上述過程循環(huán) 模擬搬運(yùn)工件。下圖所示程序的順序控制圖湖州職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電一體化專業(yè)畢業(yè)論文Huzhou Vocation Techtatogy SolleoBsi-復(fù)位按鈕IL3閉合S2汽贏完畢后 |啟動(dòng)技町1.4舲S3 I力I點(diǎn)限位朕10項(xiàng)合 上瞰位動(dòng)作群 r&r 不詞手抓取刪動(dòng)作完畢r&r 不誦

16、手移動(dòng)到加工單元完畢不瀛郝翻料動(dòng)作完畢 ,1,rsrFui單元蝌加工完畢了血林蝴楓作髀飛癡手移動(dòng)到裝配單端華rsir了血手放下物料動(dòng)作完畢不贏單元裝配物料完畢rsjr 彳和取蝌動(dòng)作完畢,!項(xiàng)不好移動(dòng)到分揀單元完畢rsi4i4磋手跳領(lǐng)左旋到位接近開關(guān)10.附合rsk楠鎖下蝌動(dòng)作完畢圖4順序控制圖Huzhou Vocation TecMriogy CoileQe湖州職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電一體化專業(yè)畢業(yè)論文搬運(yùn)機(jī)械手動(dòng)作流程工藝分析根據(jù)生產(chǎn)線搬運(yùn)機(jī)械手的動(dòng)作流程及系統(tǒng)的工作原理，將生產(chǎn)線機(jī)械手動(dòng)作順序、電磁鐵狀態(tài)以及伺服電機(jī)的脈沖信號(hào)PUL和方向信號(hào)SIGN的狀態(tài)列于表1、表2、表3所示。順序動(dòng)作名稱電磁

17、鐵狀態(tài)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器1YV2YV3YV4YV14YV2PULSESIGN1手臂提升+-+2手臂伸出+-+-+3手臂下降-+-+4手抓夾緊-+-5手臂提升+-+-6手臂縮回+-+-7電機(jī)正轉(zhuǎn)1個(gè)工位+-+-+-8手臂伸出+-+-9手臂下降-+-10手抓松開-+-+12手臂縮回-+表1供料站到加工站工作原理順序動(dòng)作名稱電磁鐵狀態(tài)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器1YV2YV3YV4YV14YV2PULSESIGN1手臂提升+-+-2手臂伸出+-+-+-3手臂下降-+-+-4手抓夾緊-+-5手臂提升+-+-6手臂縮回+-+-7電機(jī)正轉(zhuǎn)1個(gè)工位+-+-+-8手臂伸出+-+-9手臂下降-+-10手抓松開-+-+-12手臂縮

18、回-+-表2加工站到裝配站工作原理湖州職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電一體化專業(yè)畢業(yè)論文Huzhou Vocation Techtotooy CdleQB順序動(dòng)作名稱電磁鐵狀態(tài)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器1YV2YV3YV4YV14YV2PULSESIGN1手臂提升+-+-2手臂伸出+-+-+-3手臂下降-+-+-4手抓夾緊-+-5手臂提升+-+-6手臂縮回+-+-7手臂左轉(zhuǎn)+-+-8電機(jī)正轉(zhuǎn)1個(gè)工位+-+-+-9手臂伸出+-10手臂下降-+-12手抓松開-+-+-13手臂縮回-+-+-14電機(jī)反轉(zhuǎn)回到供料站復(fù)位-+-+15手臂右轉(zhuǎn)-+-表3裝配站到分揀站工作原理PLC I/O 口分配根據(jù)輸入輸出的特點(diǎn)及數(shù)量，本系統(tǒng)采用西

19、門子S7-200系列PLC作為控制 器。表4為生產(chǎn)線搬運(yùn)機(jī)械手控制系統(tǒng)的I/O 口分配表。輸入輸出元件名稱地址元件名稱地址SB01停止按鈕I1.2PULSE伺服脈沖Q0.0SB02復(fù)位按鈕I1.3SIGN伺服方向Q0.1SB03啟動(dòng)按鈕I1.450YV提升電磁閥Q0.2QS01急停I1.551YV旋轉(zhuǎn)電磁閥Q0.3ST01原點(diǎn)行程開關(guān)I0.052YV手爪伸出電磁閥Q0.41RS1提升臺(tái)下限位I0.153YV1手爪夾緊電磁閥Q0.51RS2提升臺(tái)上限位I0.253YV2手爪放松電磁閥Q0.62RS1左旋到位I0.3HL51紅燈Q0.72RS2右旋到位I0.4HL52黃燈Q1.03RS1手爪伸出到

20、位I0.5HL53綠燈Q1.13RS2手爪縮回到位I0.64RS1手爪夾緊狀態(tài)I0.7表4 I/O分配表湖州職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電一體化專業(yè)畢業(yè)論文Huzhou Vocation TecMiiooy CdHbqb生產(chǎn)線搬運(yùn)機(jī)械手程序設(shè)計(jì)氣動(dòng)機(jī)械手動(dòng)作流暢簡單，且規(guī)律性強(qiáng)，在進(jìn)行程序設(shè)計(jì)的時(shí)候可以采用置 位復(fù)位指令實(shí)現(xiàn)順序控制，這里略去。在本搬運(yùn)機(jī)械手程序設(shè)計(jì)中，較為復(fù) 雜的是伺服電機(jī)的控制。在伺服電機(jī)控制電路中，伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的脈沖信號(hào) PULSE、方向型號(hào)SIGN分別由PLC的Q0.0和Q0.1提供，通過程序設(shè)置脈 沖數(shù)目和伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)線搬運(yùn)機(jī)械手前進(jìn)、后退工 位之間距離的精確

21、控制。根據(jù)伺服電機(jī)的工作特點(diǎn)，程序設(shè)計(jì)是采用S7-200PLC的高速脈沖輸出指令PLS實(shí)現(xiàn)伺服電機(jī)的定位控制。高速脈沖輸出指令有高速脈沖輸出 PTO和寬度可調(diào)脈沖輸出PWM兩種方式，采用PTO方式，用戶可以控制 脈沖周期和個(gè)數(shù)，根據(jù)系統(tǒng)要求，選用 PTO高速脈沖輸出方式。由于伺服電機(jī)再啟動(dòng)時(shí)如果突加高頻脈沖，電機(jī)會(huì)產(chǎn)生嘯叫、失步，甚 至不能啟動(dòng)，停止時(shí)也不能將脈沖從高頻突降至零，因此伺服電機(jī)在經(jīng)歷啟動(dòng)一運(yùn)行一停止時(shí)必須經(jīng)過加速一高速運(yùn)行一減速3個(gè)階段。因此，在使用PTO指令時(shí)應(yīng)在包絡(luò)里設(shè)置加速時(shí)間與減速時(shí)間。PTO指令的作用與創(chuàng)建I .概述S7-200有兩個(gè) 置PTO/PWM 發(fā)生器，用以建立

22、高速脈沖用（PTO） 或脈寬調(diào)節(jié)（PWM ）信號(hào)波形。當(dāng)組態(tài)一個(gè)輸出為 PTO操作時(shí)，生成一個(gè)50%占空比脈沖用用于步進(jìn) 電機(jī)或伺服電機(jī)的速度和位置的開環(huán)控制。置PTO功能提供了脈沖用輸出，脈沖周期和數(shù)量可由用戶控制。但應(yīng)用程序必須通過PLC內(nèi)置I/O提供方向和限位控制。為了簡化用戶應(yīng)用程序中位控功能的使用，STEP7-Micro/WIN 提供的位控向?qū)Э梢詭椭趲追昼妰?nèi)全部完成PWM , PTO或位控模塊的組態(tài)。向?qū)Э梢陨晌恢弥噶?，用戶可以用這些指令在其應(yīng)用程序中為速度和位置 提供動(dòng)態(tài)控制。n.使用位控向?qū)Ь幊蘏TEP7V4.0軟件的位控向?qū)茏詣?dòng)處理 PTO脈沖的單段管線和多段管線、

23、脈寬調(diào)制、SM位置配置和創(chuàng)建包絡(luò)表。本節(jié)將給出一個(gè)在YL-335A上實(shí)現(xiàn)的簡單工作任務(wù)例子，闡述使用位控 向?qū)Ь幊痰姆椒ê筒襟E。表1是YL-335A上實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行所需的運(yùn)動(dòng)包 絡(luò)。10湖州職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電一體化專業(yè)畢業(yè)論文Huzhou Vocation Techlolooy CollBQe運(yùn)動(dòng)包絡(luò)站點(diǎn)脈沖量移動(dòng)方向1供料站一加工站1050002加工站一裝配站750003裝配站一分揀站600004分揀站一高速回零前100000DIR5低速回零單速返回DIR表5步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行的運(yùn)動(dòng)包絡(luò)m.使用位控向?qū)Ь幊痰牟襟E如下：以下為S7-200 PLC選擇選項(xiàng)組態(tài)置PTO/PWM 操作。1）在STEP7

24、V4.0軟件命令菜單中選擇 工具一位置控制向?qū)Р⑦x擇配置S7-200PLC內(nèi)置PTO/PWM 操作，如圖5所示。圖5位控向?qū)?dòng)界面2）單擊 下一步”選擇“QO.0；再單擊 下一步”選擇 線性脈沖輸出PTO）圖5選擇PTCHE PW碼面11Huzhou Vocation Techiotooy Coll 即 b湖州職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電一體化專業(yè)畢業(yè)論文3）單擊下一步”后，在對(duì)應(yīng)的編輯框中輸入 MAX_SPEED和SS_SPEED 速度值。輸入最高電機(jī)速度 “90000；把電機(jī)啟動(dòng)/停正速度設(shè)定為“600：這 時(shí)，如果單擊 MIN_SPEED值對(duì)應(yīng)的灰色框，可以發(fā)現(xiàn)， MIN_SPEED值改 為600

25、,注意：MIN_SPEED值由計(jì)算得出。用戶不能在此域中輸入其他數(shù)值。圖64）單擊 下一步”填寫電機(jī)加速時(shí)間“150價(jià)電機(jī)減速時(shí)間“200”圖7設(shè)定加速和減速時(shí)間5）接下來一步是配置運(yùn)動(dòng)包絡(luò)界面，見圖 8。12Huzhou Vocation TecNatogy College湖州職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電一體化專業(yè)畢業(yè)論文圖8配置運(yùn)動(dòng)包絡(luò)界面圖9設(shè)置第0個(gè)包絡(luò)136）該界面要求設(shè)定操作模式、1個(gè)步的目標(biāo)速度、結(jié)束位置等步的指標(biāo)， 以及定義這一包絡(luò)的符號(hào)名。（從第0個(gè)包絡(luò)第0步開始）在操作模式選項(xiàng)中 選擇相對(duì)位置控制，填寫包絡(luò)”0中數(shù)據(jù)目標(biāo)速度“60000；結(jié)束位置“85600； 點(diǎn)擊繪制包絡(luò)”，如圖9所

26、示，注意，這個(gè)包絡(luò)只有1步。包絡(luò)的符號(hào)名按 默認(rèn)定義。這樣，第0個(gè)包絡(luò)的設(shè)置，即從供料站 一加工站的運(yùn)動(dòng)包絡(luò)設(shè)置 就完成了?，F(xiàn)在可以設(shè)置下一個(gè)包絡(luò)。Huzhou Vocation TecHoiooy College湖州職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電一體化專業(yè)畢業(yè)論文7）點(diǎn)擊 新包絡(luò)”，按上述方法將下表中上5個(gè)位置數(shù)據(jù)輸入包絡(luò)中去。運(yùn)動(dòng)包絡(luò)站點(diǎn)脈沖量目標(biāo)速度移動(dòng)方向1供料站一加工站105000400002加工站一裝配站75000400003裝配站一分揀站60000400004分揀站一高速回零前10000040000DIR5低速回零單速返回20000DIR表中最后一行低速回零，是單速連續(xù)運(yùn)行模式，選擇這種操作模

27、式后， 在所出現(xiàn)的界面中（見圖10）,寫入目標(biāo)速度” 20000”。界面中還有一個(gè) 包絡(luò)停止操作選項(xiàng)，是當(dāng)停止信號(hào)輸入時(shí)再向運(yùn)動(dòng)方向按設(shè)定的脈沖數(shù)走 完停止，在本系統(tǒng)不使用。圖10設(shè)置單速連續(xù)旋轉(zhuǎn)包絡(luò)8）運(yùn)動(dòng)包絡(luò)編寫完成單擊“確認(rèn)”，向?qū)?huì)要求為運(yùn)動(dòng)包絡(luò)指定 V存儲(chǔ)區(qū) 地址（建議地址為 VB75VB300）,默認(rèn)這一建議，單擊“下一步”出現(xiàn)圖 11,單擊“完成”。14Huzhou Vocation Techtatooy Coll 即湖州職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電一體化專業(yè)畢業(yè)論文圖ii生成項(xiàng)目組件提示9）項(xiàng)目組件+畫表十定時(shí)器十血I庫-UJ調(diào)用子程序Q S9R_0(SBRO)坦 PTOOCTRHSBRI

28、)tg PTOO_RUN BR司PTOO_MAN (5BE刁圖12三個(gè)項(xiàng)目組件15運(yùn)動(dòng)包絡(luò)組態(tài)完成后，向?qū)?huì)為所選的配置生成三個(gè)項(xiàng)目組件 （子程序）， 分別是：PTOx_RUN子程序（運(yùn)行包絡(luò)），PTOx_CTRL子程序（控制）和 PTOx_MAN子程序（手動(dòng)模式）子程序。一個(gè)由向?qū)Мa(chǎn)生的子程序就可以在 程序必用如圖12所示。湖州職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電一體化專業(yè)畢業(yè)論文HuzhMi Vocation Teditalogy ColleoBPTO指令的使用PTOx_RUN子程序（運(yùn)行包絡(luò)）：命令PLC執(zhí)行存儲(chǔ)于配置/包絡(luò)表的特定包絡(luò)中的運(yùn)動(dòng)操作。運(yùn)行這一子程序的梯形圖如圖13所示。SM0.0圖14運(yùn)行P

29、TOx_CTRL程序16FTOCLRUNEINSTARTHioFileDone-AboHElfCriC_Prcrfile匚尸口=M2.Z-VB506= VB508-VB512-VD5OU4V日5口中M5.0-圖13運(yùn)行PTOx_RU步程序EN位：啟用此子程序的使能位。在“完成”位發(fā)出子程序執(zhí)行已經(jīng)完 成的信號(hào)前，請確定EN位保持開啟。START參數(shù)：包絡(luò)的執(zhí)行的啟動(dòng)信號(hào)。對(duì)于在START參數(shù)已開啟且PTO 當(dāng)前不活動(dòng)時(shí)的每次掃描，此子程序會(huì)激活 PTO。為了確保僅發(fā)送一個(gè)命 令，請使用上升緣以脈沖方式開啟 START參數(shù)。Profile （包絡(luò)）參數(shù)：包含為此運(yùn)動(dòng)包絡(luò)指定的編號(hào)或符號(hào)名。Abo

30、rt （終止）參數(shù)命令，開啟時(shí)位控模塊停止當(dāng)前包絡(luò)并減速至電機(jī)停止。Done （完成）參數(shù)：當(dāng)模塊完成本子程序時(shí)，此參數(shù) ON。Error （錯(cuò)誤）參數(shù)：包含本子程序的結(jié)果。C_Profile參數(shù)：包含位控模塊當(dāng)前執(zhí)行的包絡(luò)。C_Step參數(shù)：包含目前正在執(zhí)行的包絡(luò)步驟。PTOx_CTRL子程序：（控制）啟用和初始化與步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)合用 的PTO輸出。請?jiān)谟脩舫绦蛑兄皇褂靡淮?，并且請確定在每次掃描時(shí)得到 執(zhí)行。即始終使用SM0.0作為EN的輸入，如圖14所示。Huzmu Vocation TefiMlooy C 岫冊湖州職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電一體化專業(yè)畢業(yè)論文I_STOP （立即停止）輸入：開關(guān)

31、量輸入。當(dāng)此輸入為低時(shí)，PTO功能會(huì)常工作。當(dāng)此輸入變?yōu)楦邥r(shí)，PTO立即終止脈沖的發(fā)出。D_STOP （減速停止）輸入：開關(guān)量輸入。當(dāng)此輸入為低時(shí)，PTO功能會(huì)正常工作。當(dāng)此輸入變?yōu)楦邥r(shí)，PTO會(huì)產(chǎn)生將電機(jī)減速至停止的脈沖用?！巴瓿伞陛敵觯洪_關(guān)量輸出。當(dāng)“完成”位被設(shè)置為高時(shí)，它表明上一個(gè) 指令也已執(zhí)行。Error （錯(cuò)誤）參數(shù)：包含本子程序的結(jié)果。當(dāng)“完成”位為高時(shí)，錯(cuò)誤 字節(jié)會(huì)報(bào)告無錯(cuò)誤或有錯(cuò)誤代碼的正常完成。如果PTO向?qū)У腍SC計(jì)數(shù)器功能已啟用，C_Pos參數(shù)包含用脈沖數(shù)目表示的模塊；否則此數(shù)值始終 為零。PTOx_MAN子程序（手動(dòng)模式）：將PTO輸出置于手動(dòng)模式。這允許 電機(jī)啟動(dòng)、

32、停止和按不同的速度運(yùn)行。當(dāng) PTOx_MAN子程序已啟用時(shí)， 任何其他PTO子程序都無法執(zhí)行。運(yùn)行這一子小的梯形圖如圖15所示PTOO_MAHRUN27000- SpeedE(r -VB510二 Pos -VD5006圖158運(yùn)行PTOx_MAN程序RUN （運(yùn)行/停止）參數(shù)：命令PTO加速至指定速度（Speed （速度）參 數(shù)）。您可以在電機(jī)運(yùn)行中更改 Spee整數(shù)的數(shù)值。停用RUN參數(shù)命令PTO 減速至電機(jī)停止。當(dāng)RUN已啟用時(shí)，Speed參數(shù)確定著速度。速度是一個(gè) 用每秒脈沖數(shù)計(jì)算的DINT （雙整數(shù)）值。您可以在電機(jī)運(yùn)行中更改此參 數(shù)。Error （錯(cuò)誤）參數(shù)包含本子程序的結(jié)果。如果P

33、TO向?qū)У腍SC計(jì)數(shù)器功能已啟用，C_Pos參數(shù)包含用脈沖數(shù)目 表示的模塊；否則此數(shù)值始終為零。17湖州職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電一體化專業(yè)畢業(yè)論文Huzhou Vocation TecMlooy CdleQB完成的部分程序網(wǎng)ft產(chǎn)5ML.U*網(wǎng)珞忖君SMOOPFMLfflJHENisu. 1L ra|QliwI0口旦 AbcwtDnv Er。 JFHig C_Etep C*V6汕I-VB5O4-VB5OBWS 3-ex1?IL.LIUTSBLC-tQ-OR18Huzhou Vocation Techtalooy Coll 哪湖州職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電一體化專業(yè)畢業(yè)論文第四章結(jié)束語搬運(yùn)機(jī)械手采用 PLC控制，體積小，重量輕，控制方式靈活，可靠性 高，操作簡單，維修容易。使用該機(jī)械手代替人工搬運(yùn)工件，既安全，又 準(zhǔn)確，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證了工件的質(zhì)量，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度， 具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益?？删幊炭刂破?PLC以其豐富的I/O接口模塊、高可靠性，可以在機(jī)械手 的控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中起到了十分重要的作用。隨著機(jī)械手應(yīng)用的普及，機(jī)械手向著專用