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1、,学习情境十一 PLC在机械手控制中的应用,学习单元1-机械手控制系统要求与分析 学习单元2-PLC控制步进电机 学习单元3- PLC的I/O分配与机械手控制 逻辑分析 学习单元4- PLC与机械手的硬件接线 学习单元5- PLC控制机械手程序编写,学习单元1-机械手控制系统要求与分析,1. 机械手控制要求 设计一个4自由度搬运机械手，由PLC输出两路脉冲，分别驱动横轴、竖轴步进电机驱动器，控制机械手横轴和竖轴的精确定位，微动开关将位置信号传给PLC主机；直流电机拖动手爪和底盘旋转，位置信号由旋转码盘和接近开关反馈给PLC主机；电磁阀控制气开阀的开关来控制机械手手爪的张合，从而实现机械手精确运
2、动的功能。,2硬件部分要求机械手主体采用滚珠丝杆组成，由电机转动带动丝杆从而使机械手移动，在横轴、竖轴上分别设有限位开关SQ1、SQ2、SQ3、SQ4。机械手爪与机械手底盘旋转由接近开关SQ6、SQ7、SQ8、SQ9控制其角度。,总体机械部分示意图,学习单元2-PLC控制步进电机,1步进电机原理步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。在非超载的情况下，电机的转速、 停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机 则转过一个步距角。所以PLC的在控制步进电机中起到的作用就是发出可控脉冲，通过调节脉冲频率控制步进电机速度，通过调节脉冲
3、数量控制步进电机转动的角度。,2. PTO简介,高速脉冲输出功能在s7-200系列PLC的Q0.0或Q0.1输出端产生高速脉冲，用来驱动诸如步进电动机一类负载，实现速度和位置控制。高速脉冲输出有脉冲输出PTO和脉宽调制输出PWM两种形式。每个CPU有两个PTO/PWM发生器，分配给输出端Q0.0和Q0.1。当Q0.0或Q0.1设定为PTO或PWM功能时，其他操作均失效。不使用PTO或PWM发生器时，则作为普通端子使用。通常在启动PTO或PWM操作之前，用复位指令R将Q0.0或Q0.1清零。由于控制输出为步进电动机负载，所以我们只研究脉冲串输出（PTO），PTO功能可以发出方波（占空比50%），
4、并可指定输出脉冲的数量和周期时间，脉冲数可指定1到4 294 967 295。周期可以设定成以微秒为单位也可以以毫秒为单位，设定范围为50到65535微秒或2到65535毫秒。,3. PTO/PWM寄存器设置Q0.0和Q0.1输出端子的高速功能输出通过对PTO/PWM寄存器的不同设置来实现。PTO/PWM寄存器由SMB65SMB85组成，它们的作用是监视和控制脉冲输出(PTO)和脉宽调制（PWM）功能。各寄存器的字节值和位值的意义如下：,PTO/PWM寄存器设置,4. 高速脉冲输出指令,1）指令格式及功能 梯形图LAD语句表STL功能操作码操作数PLSQ0.X当使能端有效时，PLC首先检测脉冲
5、输出位Q0.X设置的特殊储存器位，然后激活由特殊储存器位定义的脉冲操作 说明： 操作数X指定脉冲输出端子，0为Q0.0输出，1为Q0.1输出。,2） 指令编程举例 例1 脉冲串输出PTO举例。 要求通过Q0.0输出一串数量为10周期为500ms的脉冲串。,学习单元3- PLC的I/O分配与机械手控制逻辑分析,1机械手I/O分配表,2. 机械手控制逻辑分析机械手设有调整、连续、单周及步进种工作方式，工作时要首先选择工作方式，然后操作对应按钮。请同学们选择一种方式进行编程。,学习单元4- PLC与机械手的硬件接线,1接近开关的接法 机械手旋转控制部分如地盘旋转角度，腕旋转角度都是由接近开关控制的，这里采用三线制感应式NPN型接近开关，具体接线方法如下：I0.01MML+0V24VI接近开关Cpu224,步进电机与步进电机驱动器接法,机械手的横轴纵轴均采用步进电机控制，由于PLC的Q0.0、Q0.1为脉冲输出口，所以必须将此端口联入步进电机驱动器的CP端，步进电机驱动器的DIR端为方向控制端口，可用PLC一输出口控制，OPTO为共阳极，联入PLC输出口的L+端即可。,L+,Cpu224,Q0.0,Q0.2,CP,DIR,OPTO,A,A,B,B,24v,GND,步进电机,学习单元5- PLC控制机械手程序,我相信你们会成功的！,
