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1、.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
2、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。 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
3、运行工作方式5、自动运行工作方式2.1 IST指令实现控制功能如图2X10：手动 起动S0初始状态步，执行手动操作方式：有上升、下降、左行、右行、夹紧、松开等；图2X11：回原点 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X25，机械手将按规定程序返回到原位X12：单步 当X12=1时，满足转移条件时，状态步不在自动转移，必须按下起动按钮M26，状态才能转移X13：单循环 当X23=1时，按下起动按钮X26，机械手按规定方式循环一次，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
4、这组输入中不可能有两个输入同时为ON3系统资源分配3.1内部继电器部分上升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 Y0方向：上/下 Y2伸缩步进电机脉冲输出 Y1方向：左/右 Y3夹紧/放松 Y5四、 IST编程实现IST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。五、系统硬件连接图X1 Y0 Y1X2 COMX3 PLCX4 Y1 Y3 COMCOM Y5 脉冲 A+ 方向 A-公共端 B+ B- + -脉冲 A+ 方向 A-公共端 B+ B- + - 5V M - + 24 V 5V M - + 24 V 图2 PLC控制步进电机的硬件电路图6、 组态截图6.1系统主界面 6.2通信连接6.3内部实时数据库7、 总结 通过对步进电机机械手的控制运用。学会了PLSY指令的应用，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
