f工业过程控制课程实验报告题目步进电机机械手控制实验报告学 院电子工程学院专 业11级机械设计制造及其自动化步控机械手实验报告一、机械手概述1.1机械手简介三自由度机械手又称3D机械人，能够实现三个自由度方向（水平、垂直和旋转）的抓取或放置物品，具有操作范围大，灵活性好，应用广泛的特点。1.2机械手控制原理机械手的XY移动距离是是通过步进电机来控制的，步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环执行元件。在非超载情况下，电机的转速、停止位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数目。
这一线性关系的存在，加上步进电机 只有周期性误差而无累计误差。1.3机械手的结构三自由度机械手为圆柱坐标型。图1为机械手结构示意图，机械手手臂的左 右运动（水平方向）由伸缩步进电机控制，上下运动（垂直方向）由升降步进电机控 制，逆时针和顺时针旋转运动则由底盘直流电机的正反转控制。机械手的夹紧装置采用关节结构，其夹紧与松开用气压驱动，并由电磁阀控制。机械手可以根据设定程序的动作将工件从 A处搬运到B处。SQ1 SQ2 SQ5 SQ6为水平和垂直方向上的限位开关，SQ3 SQ4为原点位置和终点位置的光接近 开关。机械手升降步进电机图1三自由度机械手结构示意图二、机械手的控制方式本实验只要求控制XY轴的移动，所以现在只研究平面内的运动。机械手的 控制分为1、原点回归工作方式2、手动工作方式3、单步运行工作方式4、单周期运行工作方式5、自动运行工作方式2.1 1ST指令实现控制功能如图2X10手动右行、夹紧、松开X11回原点X25,机械手将按规定程序返回到原位X12单步动按钮M26状态才能转移X13单循环返回到原位后停止；X14自动一直循环X15原位启动原位启动按钮X16启动X17停止循环结束后停止X10X14必须用旋转开关，以保证这 组输入中不可能有两个输入同时为 ON多种工作方式的偏程3系统资源分配3.1内部继电器部分丰-6程序 I单调期T1JXU自动*小2起动SO初始状态步，执行手动操作方式有上升、下降、左行、等；起动S1初始状态步，执行回原位操作方式，按下返回原位按钮 当X121时，满足转移条件时，状态步不在自动转移，必须按下起 当X231时，按下起动按钮X26,机械手按规定方式循环一次,上升M5下降M10左行M6右行M11夹紧M12松开M7手动M20回原位M21单步M22单循环M23自动M24原位M25起动M26停止M27急停M283.2数字量输入部分X1下限位X2上限位X3右限位X4左限位3.3数字量输出部分升降步进电机脉冲输出丫0方向上/下 丫2伸缩步进电机脉冲输出丫1方向左/右 丫3夹紧/放松Y5X4rni-乎动方式 初始状态四、1ST编程实现1ST指令一定要放在状态寄存器的前面，不然会导致一些功能错乱。1STX2DS2OS27夹紧 SI .I I Y 厂上升下降-TspM8U4 1 状态转移开始M8044 原点位置条件so X）--卜限位S22 H降sr IyT_|夹紧彳XIO下隨输勺彳2舁（5）左移上限位、丿X2O*匕限位S23 片移X25X3右移限位IS* IY0XI --下限位上升卜降4 R 料T | 1 |ZT 少| X2-|-Y2X2上升结丿战松复彳立“ K|5 输岀上升以位右秘S26 kig移限位2代営I Y3上丁卜坨移|se r18043||rsiSI2 |X2 一上升结束_ _I S27 | -sX4 --左移限位左移五、系统硬件连接图图2 PLC控制步进电机的硬件电路图六、组态截图腳材匚G彌臥五垂态环差-隘三组态裔口們t（v）乘相冏工ME窗口冋赧軸巴匸加llal a1 口|二| *fB 于画1 利|1師 GFllBl 團叫二PEI.l|Chlnelll W Ml X|m副叭曰| EMlEEl埜IX 川即 E|I|矚匡巨I犁I劃劃囲cm4sa口d .【冥Emm50066783310006.1系统主界面手动操作单步单循环1岳慄作模式选择急停6.2通信连接闔 聞03議人履组态环境_ 设苗组态设琵窗口13文件F 精闻直賈V 际囲工BCD 窗口阿莘助H帥||劃Bj晶雇阻|空|乞|处|超面囱妙凰|團曰觀通用串口父设备0通用串口父设备Q烽设备Ql-三菱Fx-232W MftriHj團劃到劃團I隔交.a主控窗口策 行 运 舒名字Sc200S3c220 詢 c22t JSc222 輻dO jOdl feda 論METime STine 詬luputUserl | 3User211詢丄号 g16 詛*20 ge2i 陶心將a2SSh24m2 五g26紀.28鉅b5J3n68Qm7論b8型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型型 型值俏fll值值值值值倩的符符符关关关关关关关关关关关关关关关关关关关关 类数割数截数数数数割字字字字开开开开开开开开开开开开开开开开开开开开WW6.3内部实时数据库七、总结通过对步进电机机械手的控制运用。学会了 PLSY旨令的应用，对步进电机 的运动方式也有一定的了解，经过此次的学习，对工业控制有了更深一步的理解，对PLC的Y0/Y1 口的运用更加的熟练了。七、梯形图程序