5-設(shè)計(jì)說明書-鏡片磨邊掃描系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)-陳裕杰

集美大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）PAGEPAGE30引言如今，視力障礙患者越來越多，為了矯正視力，恢復(fù)明亮，諸多人們的選擇是佩戴眼鏡。龐大的市場(chǎng)需求刺激眼鏡行業(yè)的急劇擴(kuò)張。早期，鏡片的磨邊是用手工的砂輪磨制，選用此種加工方法對(duì)眼鏡從業(yè)人員的工作量與疲勞強(qiáng)度有很大的沖擊，而且純手工磨制的鏡片不僅外形輪廓粗糙，而且根本無法保證瞳距、瞳高等必要的醫(yī)學(xué)參數(shù)。因此，新的工藝，新的技術(shù)被引入其中，即自動(dòng)磨邊機(jī)。但是所謂的自動(dòng)磨邊機(jī)并不能真正實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)磨邊，在鏡片磨邊之前需要根據(jù)鏡架的形狀來定制相應(yīng)的模板，然后在磨邊機(jī)上通過靠模的方式實(shí)現(xiàn)鏡片毛坯加工成形。這就導(dǎo)致每一種鏡框都事先準(zhǔn)備好模板，然后根據(jù)用戶的選擇使用相應(yīng)的模板來磨鏡片。但是通過選擇模板去磨鏡片，是用戶對(duì)于鏡架的選擇少了許多而且磨邊效率和精度難以得到保證，因此需要開發(fā)數(shù)字控制磨邊系統(tǒng)來代替現(xiàn)有的自動(dòng)磨邊機(jī)，真正實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)鏡片磨邊。其中，鏡架的掃描是最為重要的，對(duì)于鏡架的內(nèi)槽的掃描，從而獲取輪廓參數(shù)并傳遞給數(shù)控磨邊機(jī)從而實(shí)現(xiàn)加工的全自動(dòng)，這樣就可以缺省掉了模板的定做。所以我們需要做的是掃描器的設(shè)計(jì)，得到一個(gè)機(jī)構(gòu)小巧，測(cè)量精度高，控制簡便的鏡架掃描儀。本課題是設(shè)計(jì)鏡框數(shù)據(jù)測(cè)量的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，掃描儀的結(jié)構(gòu)中包含鏡架的加緊機(jī)構(gòu)，動(dòng)作則是加緊與松開；升降機(jī)構(gòu)的上升與下降；由于鏡架是對(duì)稱的，因此還需要一個(gè)能夠橫向運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)進(jìn)行另一邊的鏡架的檢測(cè)與復(fù)位；另外，需要一個(gè)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)鏡框的掃描以及掃描儀的探頭的前進(jìn)和后退的控制。眾所周知，鏡架的材料一般式采用塑料、板材、或者較為柔軟的金屬，所以，對(duì)于加緊的機(jī)構(gòu)的控制對(duì)夾緊力的設(shè)置需要恰當(dāng)，另外，升降臺(tái)的上升高度需要十分精確，以致每次測(cè)量都處于鏡框內(nèi)槽的正中心。還有，盡量減少控制按鈕，在保重動(dòng)作精確的前提下使操作者更加方便操作，減少操作者的工作量并且提高整個(gè)配鏡的效率。鏡片磨邊數(shù)控系統(tǒng)是光機(jī)電一體化的產(chǎn)物，它涉及了機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)，嵌入式微控制器技術(shù)，光電檢測(cè)技術(shù)，驅(qū)動(dòng)與執(zhí)行技術(shù)，信息技術(shù)等多方面的知識(shí)。光機(jī)電一體化的產(chǎn)品與傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品相比具備了許多優(yōu)點(diǎn)，在功能和性能上都有相當(dāng)大的超越，因而目前應(yīng)用相當(dāng)廣泛。光機(jī)電一體化的應(yīng)用研究與發(fā)展受到越來越多人的關(guān)注，是當(dāng)今科技發(fā)展得熱門之一?，F(xiàn)在，自動(dòng)化是一種發(fā)展趨勢(shì)，是一個(gè)注重效率與利益的社會(huì)。將自動(dòng)磨邊機(jī)加以趕緊，從而實(shí)現(xiàn)真正意義上的自動(dòng)化加工。本課題的大致設(shè)計(jì)是這樣：了解掃描機(jī)的原理，清楚掃描機(jī)的所有機(jī)構(gòu)，選擇適合的可編程控制器；選擇適合的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器與繼電器；制定出掃描儀的功能流程圖，同時(shí)繪制其的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖（SFC圖）與控制狀態(tài)梯形圖（STL圖）、指令表；畫出鏡片磨邊掃描儀的控制電路圖1.鏡片磨邊掃描系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)1.1控制方案下圖1-1為鏡片磨邊掃描系統(tǒng)機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)圖，包含四個(gè)機(jī)構(gòu)，夾緊機(jī)構(gòu)、測(cè)量機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)、橫向運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。其中標(biāo)注的7個(gè)位置為放置限位開關(guān)的地方。掃描頭SQ5SQ3SQ6SQ4SQ7SQ1SQ2掃描頭SQ5SQ3SQ6SQ4SQ7SQ1SQ2圖1-1鏡片磨邊掃描系統(tǒng)機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)圖圖1-1為鏡片磨邊掃描機(jī)構(gòu)的二維圖，所設(shè)計(jì)的方案為，按下夾緊按鈕SB2，夾緊機(jī)構(gòu)電機(jī)帶動(dòng)滑臺(tái)前進(jìn)，同時(shí)時(shí)間繼電器T0開始計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)一段時(shí)間后對(duì)眼鏡鏡架的實(shí)現(xiàn)夾緊，整個(gè)工作臺(tái)上行，上限位開關(guān)1變?yōu)镺N，掃描頭向左邊鏡框內(nèi)槽靠近，同時(shí)時(shí)間繼電器1開始計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)一段時(shí)間后探針接觸鏡框內(nèi)槽并且有一定壓縮量，齒輪1帶動(dòng)齒輪2旋轉(zhuǎn)，即回轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)，同時(shí)時(shí)間繼電器T2開始計(jì)時(shí)，探針沿著鏡圈內(nèi)槽進(jìn)行數(shù)據(jù)點(diǎn)的采樣,計(jì)時(shí)一段時(shí)間即實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)一圈之后停止旋轉(zhuǎn)，掃描頭后退，限位開關(guān)2變?yōu)镺N，工作臺(tái)下降，下限位開關(guān)3變?yōu)镺N，整個(gè)工作臺(tái)往右運(yùn)動(dòng)，右限位開關(guān)4變?yōu)镺N，工作臺(tái)上升，右上限位開關(guān)5變?yōu)镺N，掃描頭向右邊鏡框內(nèi)槽靠近，同時(shí)時(shí)間繼電器1開始計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)一段時(shí)間后探針接觸鏡框內(nèi)槽并且有一定壓縮量，齒輪1帶動(dòng)齒輪2旋轉(zhuǎn)，同時(shí)時(shí)間繼電器T2開始計(jì)時(shí)，探針沿著鏡圈內(nèi)槽進(jìn)行數(shù)據(jù)點(diǎn)的采樣,旋轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)一圈之后停止旋轉(zhuǎn)，掃描頭后退，限位開關(guān)2變?yōu)镺N，工作臺(tái)下降，右下限位開關(guān)3變?yōu)镺N，整個(gè)工作臺(tái)復(fù)位，限位開關(guān)6變?yōu)镺N，工作臺(tái)停止運(yùn)動(dòng)。按下松開按鈕SB3，夾緊機(jī)構(gòu)松開眼鏡鏡架,滑臺(tái)后退，限位開關(guān)7變?yōu)镺N，夾緊機(jī)構(gòu)停止動(dòng)作。1.2鏡片磨邊系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)控制的設(shè)計(jì)思路分析選用三菱FX2N系列可編程控制器進(jìn)行鏡片磨邊掃描系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的順序動(dòng)作控制，通過分析可采用步進(jìn)指令對(duì)上述鏡片磨邊掃描儀運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的控制要求進(jìn)行編程，這樣可以有效地自動(dòng)控制過程進(jìn)行順序控制。因?yàn)殓R片磨邊掃描儀主要由夾緊機(jī)構(gòu)和工作臺(tái)組成，其中工作臺(tái)包括測(cè)量機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)臺(tái)。由于眼睛鏡架兩邊是對(duì)稱的，所以只需對(duì)一邊的動(dòng)作進(jìn)行設(shè)計(jì)，另一部分是相同的,大致將測(cè)量儀的控制分為五部分進(jìn)行設(shè)計(jì)。(1)夾緊機(jī)構(gòu)的夾緊和松開：操作人員按下夾緊按鈕SB2夾緊眼鏡鏡框，按下松開按鈕SB3松開對(duì)眼鏡鏡框的夾緊；(2)工作臺(tái)上行與下行：眼鏡鏡架的夾緊和工作臺(tái)的動(dòng)作是前后關(guān)系，所以采用時(shí)間繼電器T0作為動(dòng)作轉(zhuǎn)移條件，夾緊機(jī)構(gòu)電機(jī)帶動(dòng)滑臺(tái)前進(jìn)的同時(shí)通過時(shí)間繼電器T0延遲一段時(shí)間，這段時(shí)間剛好是夾緊機(jī)構(gòu)開始動(dòng)作到夾緊完畢的時(shí)間，然后工作臺(tái)上行；而對(duì)于工作臺(tái)下行，則是采用限位開關(guān)2作為動(dòng)作轉(zhuǎn)移條件，當(dāng)掃描頭后退碰到限位開關(guān)2后，工作臺(tái)下行；(3)掃描頭的前進(jìn)與復(fù)位：這一部分就是掃描頭靠近與離開眼鏡鏡框的過程，掃描頭的前進(jìn)和回轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)是前后動(dòng)作關(guān)系，選用時(shí)間繼電器T1作為狀態(tài)轉(zhuǎn)移條件，即掃描頭在前進(jìn)的同時(shí)時(shí)間繼電器T1開始延時(shí)，延時(shí)的時(shí)間正是探針接觸到鏡框內(nèi)槽的時(shí)間，然后回轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)；數(shù)據(jù)收集即回轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)一圈，下一個(gè)動(dòng)作為掃描頭后退，選用時(shí)間繼電器T2從開始旋轉(zhuǎn)的時(shí)候開始延時(shí)，延遲時(shí)間為回轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)一圈的時(shí)間；(4)數(shù)據(jù)收集：也就是旋轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)。這個(gè)動(dòng)作是處于掃描頭前進(jìn)與復(fù)位之間的，掃描頭前進(jìn)接觸到鏡框內(nèi)槽并且有一定的壓縮量之后停止，接著就是回轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)，回轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)一圈，正好探針在鏡框內(nèi)槽掃描一圈；鏡框另一邊的的內(nèi)槽也是一樣。(5)工作臺(tái)的橫向移動(dòng)與復(fù)位：當(dāng)一邊的眼鏡鏡框內(nèi)槽數(shù)據(jù)收集完畢之后，工作臺(tái)橫向移動(dòng)，狀態(tài)轉(zhuǎn)移條件同樣選用限位開關(guān)3，即工作臺(tái)下行碰到限位開關(guān)3，工作臺(tái)橫移；當(dāng)另一邊的眼鏡鏡框內(nèi)槽的數(shù)據(jù)收集與之前那一邊的一樣，只是工作臺(tái)下行之后執(zhí)行的動(dòng)作是工作臺(tái)橫向復(fù)位。1.3功能流程圖如圖1-2圖1-2功能流程圖1.4PLC的選型表1-1三菱FX2N系列PLC完整型號(hào)功能介紹FX2N-16MR-001主機(jī)，交流電源，8點(diǎn)輸入，8點(diǎn)繼電器輸出FX2N-32MR-001主機(jī)，交流電源，16點(diǎn)輸入，16點(diǎn)繼電器輸出FX2N-48MR-001主機(jī)，交流電源，24點(diǎn)輸入，24點(diǎn)繼電器輸出FX2N-64MR-001主機(jī)，交流電源，32點(diǎn)輸入，32點(diǎn)繼電器輸出FX2N-80MR-001主機(jī)，交流電源，40點(diǎn)輸入，40點(diǎn)繼電器輸出FX2N-128MR-001主機(jī)，交流電源，64點(diǎn)輸入，64點(diǎn)繼電器輸出FX2N-32MR-D主機(jī)，交流電源，16點(diǎn)輸入，16點(diǎn)繼電器輸出FX2N-32MT-D主機(jī)，交流電源，16點(diǎn)輸入，16點(diǎn)繼電器輸出FX2N-48MR-D主機(jī)，交流電源，24點(diǎn)輸入，24點(diǎn)繼電器輸出FX2N-48MT-D主機(jī)，交流電源，24點(diǎn)輸入，24點(diǎn)繼電器輸出FX2N-64MR-D主機(jī)，交流電源，32點(diǎn)輸入，32點(diǎn)繼電器輸出FX2N-64MT-D主機(jī)，交流電源，32點(diǎn)輸入，32點(diǎn)繼電器輸出FX2N-80MR-D主機(jī)，交流電源，40點(diǎn)輸入，40點(diǎn)繼電器輸出根據(jù)圖1-1的掃描儀系統(tǒng)的工作流程圖，PLC控制系統(tǒng)的輸入信號(hào)有9個(gè)，均為開關(guān)量。其中7個(gè)行程開關(guān)，2個(gè)單操作按鈕開關(guān)。PLC控制系統(tǒng)的輸出信號(hào)有11個(gè)，其中用于驅(qū)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)電機(jī)正反轉(zhuǎn)接觸器KM1、KM10，2個(gè)用于驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)升降機(jī)構(gòu)電機(jī)正反轉(zhuǎn)接觸器KM2、KM6，2個(gè)用于驅(qū)動(dòng)掃描機(jī)構(gòu)電機(jī)正反轉(zhuǎn)接觸器KM3、KM5，1個(gè)用于驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)電機(jī)正轉(zhuǎn)接觸器KM4,2個(gè)用于驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)橫移機(jī)構(gòu)電機(jī)正反轉(zhuǎn)接觸器KM7、KM8，1個(gè)用于驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)橫移機(jī)構(gòu)電機(jī)停轉(zhuǎn)接觸器KM9，1個(gè)用于驅(qū)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)電機(jī)停轉(zhuǎn)接觸器KM11?？刂葡到y(tǒng)選用FX2N-32-001，I/O點(diǎn)數(shù)各為16點(diǎn)，可以滿足控制要求。且留有一定裕量。1.5I/O端口分配表將8個(gè)輸入信號(hào)、11個(gè)輸出信號(hào)按各自各功能類型分好，并與PLC的I/O點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)，編排地址。表1-2是外部I/O信號(hào)與PLC的I/O端口分配表。表1-2I/O端口分配表輸入信號(hào)輸出信號(hào)名稱功能I/0編號(hào)名稱功能I/0編號(hào)SB2夾緊X000KM1夾緊機(jī)構(gòu)電機(jī)正轉(zhuǎn)接觸器Y001SQ1工作態(tài)左上限位（上行）X001KM2工作臺(tái)升降機(jī)構(gòu)電機(jī)正轉(zhuǎn)接觸器Y002KM3掃描頭電機(jī)正轉(zhuǎn)接觸器Y003SQ2掃描頭后限位X002KM4回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)電機(jī)正轉(zhuǎn)接觸器Y004KM5掃描頭電機(jī)反轉(zhuǎn)接觸器Y005SQ3工作臺(tái)左下限位（下行）X003KM6工作臺(tái)升降機(jī)構(gòu)店家反轉(zhuǎn)接觸器Y006SQ4工作臺(tái)右限位X004KM7工作臺(tái)橫移機(jī)構(gòu)電機(jī)正轉(zhuǎn)接觸器Y007SQ5工作臺(tái)右上限位（上行）X005KM8工作臺(tái)橫移機(jī)構(gòu)電機(jī)反轉(zhuǎn)接觸器Y010SQ6工作臺(tái)左限位X006KM9工作臺(tái)橫移機(jī)構(gòu)電機(jī)停轉(zhuǎn)接觸器Y011KM10夾緊機(jī)構(gòu)電機(jī)反轉(zhuǎn)接觸器Y012SB3松開X007KM11夾緊機(jī)構(gòu)電機(jī)停轉(zhuǎn)接觸器Y013SQ7夾緊機(jī)構(gòu)滑臺(tái)后限位X0101.6I/O接線圖PLC的輸入輸出接線方便簡潔，便于控制和維護(hù)。可以清晰的滿足系統(tǒng)功能的要求。根據(jù)表1-2，可繪出I/O接線圖如圖1-3所示。圖1-3I/O接線圖1.7狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖（SFC圖）如圖1-4所示圖1-4SFC圖1.8狀態(tài)梯形圖如圖1-5所示圖1-5狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖1.9繼電器選型1.9.1時(shí)間繼電器的選型表1-3JS7與DH系列阻尼式時(shí)間繼電器主要技術(shù)參數(shù)型號(hào)觸頭額定電壓/V觸頭額定控制容量/V?A瞬時(shí)動(dòng)作觸頭數(shù)量延時(shí)動(dòng)作觸頭數(shù)量延時(shí)方式延時(shí)范圍/s額定操作頻率/(次/h)質(zhì)量/kg外型及安裝尺寸/mm常開常閉常開常閉JS7-1A380380110110111111通電延時(shí)0.4~60及0.4~180兩種6000.440.460.440.4687*57*107JS7-2AJS7-3A38011011斷電延時(shí)JS7-4A38011011110.01~99.99s1s~9min99s8000.52DH11S3801101122DH14S38011022本設(shè)計(jì)中采用了三個(gè)時(shí)間繼電器，因?yàn)榭刂苹芈返碾妷簽?80V，所以這四種型號(hào)的時(shí)間繼電器的觸頭額定電壓都符合，而根據(jù)控制要求，因此需要1個(gè)延時(shí)動(dòng)作觸頭，并且在控制回路中時(shí)間繼電器不用頻繁使用，額定操作次數(shù)滿足，根據(jù)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求，工作臺(tái)需要小巧，并且重量要小，所以盡量選用質(zhì)量小，尺寸小的時(shí)間繼電器。對(duì)于T0的選型，夾緊機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電機(jī)為36BF003，步距角為1.5°，設(shè)定電機(jī)每秒鐘接收300個(gè)脈沖，那轉(zhuǎn)速為每秒300*1.5°=450°，即轉(zhuǎn)速為75r/min，固定夾手與活動(dòng)夾手的距離為64mm，驅(qū)動(dòng)齒輪中心線到活動(dòng)夾手的距離為108mm，一般鏡框內(nèi)槽的橫向尺寸為28mm，所以活動(dòng)夾手需要前進(jìn)144mm，驅(qū)動(dòng)齒輪的分度圓為20mm，因此齒輪需要轉(zhuǎn)7.2圈，5.76s，選用JS7-1A。對(duì)于T1的選型，限位塊驅(qū)動(dòng)電機(jī)為42BYG009，步距角為1.8°，設(shè)定電機(jī)每秒鐘接收20個(gè)脈沖，那轉(zhuǎn)速為每秒20*1.8°=36°，即轉(zhuǎn)速為6r/min，掃描頭的起始位置在鏡框內(nèi)槽的中心，一般鏡框內(nèi)槽長距為55mm，探針尖到探針套筒中心的距離為4.5mm，所以探針要前進(jìn)的距離為23mm，齒輪分度圓直徑為17.5mm，周長為54.95mm，因此，齒輪轉(zhuǎn)了23/54.95圈，用時(shí)4.19s，延時(shí)時(shí)間在0.4~60之間，所以同樣選用JS7-1A；至于T2的選型，回轉(zhuǎn)臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)為57BYGH350C，步距角為1.2°，設(shè)定電機(jī)每秒鐘接收50個(gè)脈沖，那轉(zhuǎn)速為每秒50*1.2°=60°，即轉(zhuǎn)速為10r/min，回轉(zhuǎn)臺(tái)齒輪的傳動(dòng)比是25/36，所以探針掃描鏡框的轉(zhuǎn)速為10*（25/36）=6.9444r/min，探針掃描鏡框一圈的時(shí)間為8.64s，延時(shí)時(shí)間在0.4~60之間，所以同樣選用JS7-1A。1.9.2限位開關(guān)的選型表1-4HL系列行程開關(guān)主要技術(shù)參數(shù)型號(hào)壽命（機(jī)械）容許操作速度容許操作頻率額定頻率沖擊驅(qū)動(dòng)桿種類質(zhì)量耐久誤動(dòng)作HL-50001000萬次以上5mm~0.5m/s120次/min50/60Hz1000m/s2以上300m/s2以上滾珠擺桿型約130~190gHL-50301000萬次以上5mm~0.5m/s120次/min50/60Hz1000m/s2以上300m/s2以上可調(diào)式滾珠擺桿型HL-50501000萬次以上5mm~0.5m/s120次/min50/60Hz1000m/s2以上300m/s2以上可調(diào)式擺桿型根據(jù)控制要求，采用了8個(gè)行程開關(guān)，用于限制掃描頭與工作臺(tái)。一般用于機(jī)臺(tái)的行程開關(guān)重量介于7~22kg，用于鏡框掃描機(jī)構(gòu)太重，因此采用小型行程開關(guān)，重量在130~190g之間，上表三種行程開關(guān)區(qū)別在于驅(qū)動(dòng)桿種類不同，滾珠類型的使用與高速運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)構(gòu)，機(jī)臺(tái)橫移速度低，所以，選用可調(diào)式擺桿型，即選用HL-5050。1.10執(zhí)行動(dòng)作說明(1)當(dāng)按下夾緊按鈕SB2，將眼睛鏡框靠在固定的夾手上，夾緊機(jī)構(gòu)的滑臺(tái)帶動(dòng)活動(dòng)夾手前進(jìn)進(jìn)行夾緊，與此同時(shí)時(shí)間繼電器T0開始延時(shí)，延時(shí)時(shí)間為夾緊機(jī)構(gòu)開始運(yùn)動(dòng)到活動(dòng)夾手夾緊鏡框的時(shí)間，即0.153s，如圖1-6所示。圖1-6夾緊機(jī)構(gòu)夾緊狀態(tài)梯形圖(2)時(shí)間繼電器T0延時(shí)5.76s后，延時(shí)閉合觸頭閉合，工作臺(tái)上行，如圖1-7所示。圖1-7工作臺(tái)上行狀態(tài)梯形圖(3)當(dāng)工作臺(tái)上行，碰到限位開關(guān)1，執(zhí)行掃描頭前進(jìn)的動(dòng)作，同時(shí)時(shí)間繼電器T1得電開始延時(shí)，延時(shí)時(shí)間為掃描頭開始動(dòng)作到探針接觸到鏡框內(nèi)槽并且有一定壓縮量，即4.19s,如圖1-8所示。圖1-8掃描頭前進(jìn)狀態(tài)梯形圖(4)時(shí)間繼電器T1延時(shí)完畢之后，延時(shí)閉合觸頭閉合，回轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)并且時(shí)間繼電器2得電延時(shí)，延時(shí)時(shí)間為回轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)一圈，即8.64s，如圖1-9所示。圖1-9回轉(zhuǎn)工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)狀態(tài)梯形圖(5)時(shí)間繼電器T2延時(shí)8.64s之后，掃描頭后退，如圖1-10所示。圖1-10掃描頭后退狀態(tài)梯形圖(6)當(dāng)掃描頭后退碰到限位開關(guān)2，執(zhí)行工作臺(tái)下行這個(gè)動(dòng)作，如圖1-11所示。圖1-11工作臺(tái)下行狀態(tài)梯形圖(7)作臺(tái)下行碰到限位開關(guān)3，工作臺(tái)橫向移動(dòng)，如圖1-12所示。圖1-12工作臺(tái)橫移狀態(tài)梯形圖(8)工作臺(tái)橫移碰到限位開關(guān)4，工作臺(tái)上行，如圖1-13所示。圖1-13工作臺(tái)上行狀態(tài)梯形圖(9)工作臺(tái)上行，碰到限位開關(guān)5，掃描頭前進(jìn)，同時(shí)時(shí)間繼電器T1延時(shí)5.76s，如圖1-14所示。圖1-14掃描頭前進(jìn)狀態(tài)梯形圖(10)時(shí)間繼電器T1延時(shí)5.76s后，回轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)一圈，同時(shí)時(shí)間繼電器T2延時(shí)8.64s，如圖1-15所示。圖1-15回轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)狀態(tài)梯形圖(11)時(shí)間繼電器T2延時(shí)8.64s后，掃描頭后退，如圖1-16所示。圖1-16掃描頭后退狀態(tài)梯形圖(12)掃描頭后退，碰到限位開關(guān)2，工作臺(tái)下行，如圖1-17所示。圖1-17工作臺(tái)上行狀態(tài)梯形圖(13)工作臺(tái)下行，碰到限位開關(guān)3，工作臺(tái)橫向復(fù)位，如圖1-18所示。圖1-18工作臺(tái)復(fù)位狀態(tài)梯形圖(14)工作臺(tái)橫向復(fù)位，碰到限位開關(guān)7，工作臺(tái)橫移機(jī)構(gòu)停止動(dòng)作，如圖1-19所示。圖1-19橫移機(jī)構(gòu)停止運(yùn)動(dòng)狀態(tài)梯形圖(15)當(dāng)兩邊鏡框內(nèi)槽的數(shù)據(jù)收集完畢之后，操作人員按下松開按鈕SB3，夾緊機(jī)構(gòu)的滑臺(tái)帶動(dòng)活動(dòng)夾手后退，并且松開鏡框，如圖1-20所示。圖1-20夾緊機(jī)構(gòu)松開狀態(tài)梯形圖(16)夾緊機(jī)構(gòu)滑臺(tái)后退碰到限位開關(guān)8，夾緊機(jī)構(gòu)停止動(dòng)作，如圖1-21所示。圖1-21夾緊機(jī)構(gòu)停止運(yùn)動(dòng)狀態(tài)梯形圖2.控制電路與電機(jī)驅(qū)動(dòng)器接線2.1步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器選型表1-5步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器DM與CTM系列主要技術(shù)參數(shù)型號(hào)工作電壓(DC)輸出電流(A)型號(hào)說明適配電機(jī)外型尺寸(mm)DM320C18-300.2-2.0超小體積，超低成本36，39，4286*55*20.5DM422C18-400.2-2.2超小體積，低速性能優(yōu)異42，5786*55*20.5DM432C18-400.3-3.2低速性能優(yōu)異42，57116*69.2*26.5DM44218-400.3-4.2高中低速性能優(yōu)異42，57，86116*69.2*26.5DM55618-500.3-5.6高中低速性能優(yōu)異42，57，86118*75.5*34DM85618-800.3-5.6高中低速性能優(yōu)異42，57，8618*75.5*34DM118270-1500.7-8.2高中低速性能優(yōu)異86，110200*145*833DM68318-603.2-8.3高中低速性能優(yōu)異57，86118*75.5*33CTM3H660M20-600.3-6.0高中低速性能優(yōu)異57,85,86118*75.5*34CTM3H860M20-800.3-6.0高中低速性能優(yōu)85,86118*75.5*34夾緊機(jī)構(gòu)采用電機(jī)型號(hào)為36BF003，相數(shù)為3，步距角1.5°/3°，電壓27V，電流1.5A，因此選用DM320C；鏡片磨邊掃描機(jī)構(gòu)的升降機(jī)構(gòu)采用的電機(jī)型號(hào)是36BF003，相數(shù)為3，步距角1.5°/6°，電壓27V,電流1.5A。根據(jù)上述主要參數(shù)，選用DM320C；工作臺(tái)的橫移機(jī)構(gòu)采用36BF002II，相數(shù)3，步距角3°/6°，電壓27V，電流0.6A。根據(jù)上述主要參數(shù)，同樣選用DM320C；驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)回轉(zhuǎn)的電機(jī)選用57BYGH350C，相數(shù)為3，步距角0.9°/1.8°0.36°/0.72°，電壓40V，電流5.8A。根據(jù)上述主要參數(shù)，選用CTM3H660M；控制限位塊的步進(jìn)電機(jī)采用42BYG009，相數(shù)為3，步距角1.8°，電壓22V，電流0.6。根據(jù)上述主要參數(shù)，選用DM320C。2.2驅(qū)動(dòng)器接線圖此鏡片磨邊機(jī)構(gòu)總共采用5臺(tái)三相步進(jìn)電機(jī)，對(duì)于驅(qū)動(dòng)器的選型采用2種驅(qū)動(dòng)器，DM320C和CTM3H660M。2.2.1DM320C驅(qū)動(dòng)器接線圖采用DM320C步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器對(duì)36BF003、36BF002II、42BYG009這4臺(tái)（其中有兩臺(tái)36BF003）步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，如圖1-22所示。圖1-22DM320C驅(qū)動(dòng)器接線圖2.2.2CTM3H660M驅(qū)動(dòng)器接線采用CTM3H660M步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器對(duì)57BYGH350C步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，如圖1-4所示。圖1-23CTM3H660M驅(qū)動(dòng)器接線圖2.3控制電路如圖1-24所示1-24控制電路圖3.調(diào)試過程及結(jié)果3.1調(diào)試運(yùn)行(1)調(diào)試采用的儀器和設(shè)備：FX2N-60MR可編程控制器一臺(tái)，手持編程器一個(gè)，繼電接觸器面板。(2)調(diào)試要求：將設(shè)計(jì)方案編寫的程序通過電腦或者手持編程器輸入到FX2N-60MR可編程控制器，并且運(yùn)行，分析運(yùn)行的結(jié)果是否滿足設(shè)計(jì)要求；對(duì)原程序進(jìn)行修改、補(bǔ)充，使程序完全符合控制要求。(3)在調(diào)試過程，積極思考，從不同的角度進(jìn)行課題的方法求解。其中還有用基本指令編程的一組程序。經(jīng)過調(diào)試，在功能方面也能滿足系統(tǒng)工作的需求。其控制梯形圖如圖1-25所示。圖1-25基本指令的程序梯形圖運(yùn)行后得出的基本指令程序如圖1-26所示。圖1-26基本指令程序3.2工作時(shí)序圖當(dāng)PLC得電后，操作人員將眼鏡鏡框一邊靠在固定的夾手上，按下夾緊按鈕SB2（X000），夾緊機(jī)構(gòu)夾緊（Y001），同時(shí)時(shí)間繼電器T0得電，0.153s后工作臺(tái)上行（Y002），限位開關(guān)1（X001）變?yōu)镺N,掃描頭前進(jìn)（Y003），同時(shí)時(shí)間繼電器T1得電，1.67s后即探針接觸左鏡框內(nèi)槽并有微小壓縮量，回轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)（Y004），同時(shí)時(shí)間繼電器T2得電，8.67s后即探針掃描左鏡框一圈，掃描頭后退（Y005）直至限位開關(guān)2(X002)變?yōu)镺N,工作臺(tái)下行（Y006），限位開關(guān)3(X003)變?yōu)镺N，工作臺(tái)橫移（Y007），限位開關(guān)4(X004)變?yōu)镺N,工作臺(tái)上行（Y002）,限位開關(guān)5（X005）變?yōu)镺N，掃描頭前進(jìn)（Y003）,同時(shí)時(shí)間繼電器T1得電，1.67s后即探針接觸右鏡框內(nèi)槽并有微小壓縮量，回轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)（Y004），同時(shí)時(shí)間繼電器T2得電，8.67s后掃描頭后退（Y005）直至限位開關(guān)2(X002)變?yōu)镺N,工作臺(tái)下行（Y006），限位開關(guān)3（X003）變?yōu)镺N,工作臺(tái)橫向復(fù)位（Y010），限位開關(guān)7（X007）變?yōu)镺N，工作臺(tái)停止動(dòng)作（Y011），操作人員按下松開按鈕SB3(X010),夾緊機(jī)構(gòu)松開（Y012），取走眼鏡，限位開關(guān)11（X011）變?yōu)镺N,夾緊機(jī)構(gòu)停止動(dòng)作（Y013）。由此過程可以得到以下時(shí)序圖如圖1-27所示。圖1-273.3控制指令表經(jīng)過調(diào)試，程序能實(shí)現(xiàn)正確的運(yùn)動(dòng)過程，因此得到正確的指令程序如圖1-27所示。0LDM80021SETS03STLS04LDX0005SETS206STLS207LDIY0028OUTY0019OUTT0K5810LDT011SETS2112STLS2113LDIY00314OUTY00215LDX00116SETS2217STLS2218LDIY00419OUTY00320OUTT1K4221LDT122SETS2323STLS2324LDIY00525OUTY00426OUTT2K8627LDT228SETS2429STLS2430LDIY00631OUTY00532LDX00233SETS2534STLS2535LDIY00736LDIY01037OUTY00638LDX00339SETS2640STLS2641LDIY00242OUTY00743LDX00444SETS2745STLS2746LDIY00347OUTY00248LDX00549SETS2850STLS2851LDIY00452OUTY00353OUTT1K4254LDT155SETS2956STLS2957LDIY00558OUTY00459OUTT2K8660LDT261SETS3062STLS3063LDIY00664OUTY00565LDX00266SETS3167STLS3168LDIY00769LDIY01070OUTY00671LDX00372SETS3273STLS3274LDIY01175OUTY01076LDX00677SETS3378STLS3379OUTY01180LDX00781SETS3482STLS3483LDIY01384OUTY01285LDX01086SETS3587STLS3588OUTY01389OUTS090RET91END圖1-28結(jié)論此設(shè)計(jì)是針對(duì)現(xiàn)今鏡片磨邊系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)真正意義上的自動(dòng)化，省略了模