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《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
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。
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。
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。
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
IST指令实现控制功能
如图2
X10: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;
X11: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,必须按下起动按钮图2
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
X10——X14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
3系统资源分配
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
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