thjdjx-1型 机械手实训装置实训指导书

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1、THJDJX-1型机械手实训装置一、概述THJDJX-1型机械手实训装置的机械结构采用滚珠丝杆、滑杆、气缸、气夹等机械部件组成；电气方面有步进电机、步进电机驱动器、传感器、开关电源、电磁阀等电子器件组成；可编程控制器可采用目前市面上比较流行的各类PLC，如西门子、三菱或欧姆龙等。该模型是涵盖了PLC技术，位置控制技术、气动技术有机结合成一体的教学仪器。二、实验目的1.掌握PLC控制的基本原理、步进电机及驱动、直流电机、传感器等器件的原理及使用。2.掌握位置控制技术、气动技术。3.掌握机械传动原理及应用。4.理解PLC的脉

2、冲输出控制。5.了解工业现场控制技术。三、技术性能1．输入电源：单相三线220V±10%50Hz2．工作环境：温度-10℃～+40℃相对湿度＜85%(25℃)海拔＜4000m3．绝缘电阻：大于3MΩ4．外形尺寸：80×50×120cm3四、实验设备1.机械手模型一台2.计算机（用户自备）一台3.导线若干4.气泵(用户自备)一台5.晶体管输出型可编程控制器(带编程电缆)（用户自备）一套注：输入/输出端各不少于9个点五、实验原理1．步进电机采用二相八拍混合式步进电机，主要特点：体积小，具有较高的起动和运行频率，有定位转矩等优

3、点。本模型中采用串联型接法，其电气图如下图所示：72．步进电机驱动器步进电机驱动器主要有电源输入部分、信号输入部分、输出部分等。驱动器参数如下列图表所示：（1）电气规格说明最小值典型值最大值单位供电电压182440V均值输出电流0.2111.50A逻辑输入电流61530mA步进脉冲响应频率——100kHz脉冲低电平时间5—1μs（2）电流设定电流值SW1SW2SW30.21AOFFONON0.42AONOFFON0.63AOFFOFFON0.84AONONOFF1.05A0FFONOFF1.26AONOFFOFF1.50

4、AOFFOFFOFF（3）细分设定细分倍数步数/圈（1.8Ｏ整步）SW4SW5SW61200ONONON2400OFFONON4800ONOFFON1600OFFOFFON3200ONONOFF86400OFFONOFF1612800OFFONOFF由外部确定动态改细分/禁止工作OFFOFFOFF（4）接线信号描述信号功能PUL脉冲信号：上升沿有效，每当脉冲由低变高时电机走一步DIR方向信号：用于改变电机转向，TTL平驱动OPTO光耦驱动电源ENA使能信号：禁止或允许驱动器工作，低电平禁止GND直流电源地+V直流电源正极

5、，典型值+24VA+电机A相7A-电机A相B+电机B相B-电机B相（5）PLC控制器与步进电机驱动器连接的工作原理如图所示：驱动器电源由面板上电源模块提供，注意正负极性，驱动器信号端采用+24V供电，需加1.5K限流电阻（见图中1.5K电阻）。驱动器输入端为低电平有效，在使用不同厂家的PLC产品配套此模型使用时，要选择相应的输出方式，或者加入合适的电平转换板进行电平转换。3．传感器：(1)接近开关：接近开关有三根连接线（棕、兰、黑）棕色接电源的正极、蓝色接电源的负极、黑色为输出信号，当与档块接近时输出电平为低电平，否则为

6、高电平。与PLC之间的接线图如下，当传感器动作时，输出端对地接通。PLC内部光耦与传感器电源构成回路，PLC信号输入有效。7(2)行程开关：当档块碰到开关时，常开点闭合。4.PLC：　　本装置需采用晶体管输出型可编程控制器，可同时输出两路脉冲到步进电机驱动器，控制步进电机运行。具体如何输出脉冲和如何接线请参考具体型号的PLC手册。5.旋转码盘：本装置中机械手每旋转3°编码盘发出一个脉冲。6.直流电机驱动单元：　　本装置中直流电机驱动模块是有两个继电器的吸合与断开来控制电机的转动方向的。六、控制要求1.开机复位2.横轴前升

7、3.手旋转到位4.电磁阀动作，手张开5.竖轴下降6.电磁阀动作，手夹紧7.竖轴上升8.横轴缩回9.底盘旋转到位10.横轴前伸11.手旋转12.竖轴下降13.电磁阀动作，手张开14.竖轴上升15.复位气夹在电磁阀未通电动作时为夹紧状态，通电后变为张开状态。在上述步骤中，4-5和13-15之间为电磁阀通电状态。七、实验步骤1．按下面要求接线根据程序中对应的输入输出点分别接到模型中的各个接线端中，模型正常使用所用的输入输出端如下表所示：（1）主机标准配置表主机类型9入9出（晶体管）西门子CPU224(DC/DC/DC)(14入

8、/10出)欧姆龙FX1N-24MT-D14入/10出三菱CPM2A-30CDT-D18入/12出7（2）主机输入输出配置表类型端子功能西门子欧姆龙三菱输入气夹正转限位I0.00000X0气夹反转限位I0.10001X1基座正转限位I0.20002X2基座反转限位I0.30003X3基座旋转脉冲I0.40004X4X轴