(学习情境11)机械手

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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

2、，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

3、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Q

4、0.1。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%），并可指定输出脉冲的数量和周期时间，脉冲数可指定1到4294967295。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.

5、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SMB65~SMB85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Q0.0Q0.1说明SM66.4SM76.4PTO包络由于增量计算错误异常终止0：无错；1：异常终止SM66.5SM76.5PTO包络由于用户命令异常终止0：无错；1：异常终止SM66.6SM76.6PTO流水线溢出0：无溢出；1：溢出SM66.7SM

6、76.7PTO空闲0：运行中；1：PTO空闲SM67.0SM77.0PTO/PWM刷新周期值0：不刷新；1：刷新SM67.1SM77.1PWM刷新脉冲宽度值0：不刷新；1：刷新SM67.2SM77.2PTO刷新脉冲记数值0：不刷新；1：刷新SM67.3SM77.3PTO/PWM时基选择0：1μs；1：1msSM67.4SM77.4PWM更新方法0：异步更新；1：同步更新SM67.5SM77.5PTO操作0：单段操作；1：多段操作SM67.6SM77.6PTO/PWM模式选择0：选择PTO；1：选择P

7、WMSM67.7SM77.7PTO/PWM允许0：禁止；1：允许SMW68SMW78PTO/PWM周期时间值（范围：2~65535）SMW70SMW80PWM脉冲宽度值（范围：0~65535）SMD72SMD82PTO脉冲计数值（范围：1~4294967295）SMB166SMB176段号（仅用于多段PTO操作），多段流水线PTO运行中的段的编号SMW168SMW178包络表的起始位置，用距离V0的字节偏移量表示（仅用于多段PTO操作）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

8、能操作码操作数PLSQ0.X当使能端有效时，PLC首先检测脉冲输出位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分配表输入输出下降极限I0.0自动按纽I1.2竖轴脉冲Q0.0上升极限I0.1步进按纽I1.3竖