机械手控制系统设计.doc

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1、机械手控制系统设计当今的主动化技巧成长灵敏，正处于一个快速变革的时代。从半导体到花费类电子产品、再到汽车和航空制造业、以及轻工业和物风行业等多种不合的工业范畴都面对着日益猛烈的全球竞争压力，他们须要进一步降低成本、缩短产品临盆周期，并能够或许灵敏完成产品的更新换代。而采取最新的主动化技巧恰是解决这一系列问题的有效手段。跟着机械人技巧的赓续成长，机械人在工业临盆上的应用越来越广泛。应用工业机械人进步主动化程度、下出世产成本是十分须要和有效的。恰是在这种背景下，该课题试图研发的确实是应用机械人技巧的分支-工业机械手解决临盆过程中的主动搬运物件问题。该文经由过程对临盆全然概况的分析，明白了机械手的功

2、能需乞降动作流程，提出了机械手的整体设计筹划。采取CAD软件完成机械手部分零部件的设计，经由过程查找了大年夜量材料，明白得并完成了步进电机和其驱动器的选型。经由过程对本机械手操纵流程的分析，确信本机械手采取以PLC为核心的操纵体系。再对机械手功能的分析，设计出操纵部分梯形图以及操纵法度榜样，并完成PLC的I/O点分派和硬件接线图。关键词：机械手，可编程操纵器，步进电机，气动装配 AbstractTodays rapid development of automation technology is now in a rapid change of the times. From the sem

3、iconductor and consumer electronics products, to the automotive and aerospace manufacturing and light industry and logistics industry, and so on a wide range of industrial sectors are facing increasingly intense global competitive pressures, they need to further reduce costs and shorten the producti

4、on cycle, and To the speedy completion of the upgrading of products. The application of the latest automation technology is the solution to this series of effective measures. With the continuous development of robot technology, industrial robot production in the application of more and more extensiv

5、e. Use of industrial robots increased degree of automation, reduce production costs it is extremely necessary and effective. It is against this background, the subject is trying to develop the use of robot technology branch - industrial machinery hand in the production process to resolve the problem

6、 of automatically moving object. Based on the production of basic profiles of analysis, clearly the function of the mechanical hand and demand action process, a mechanical hand to the overall design of the programme. CAD software used to complete manipulator some parts of the design, through to find

7、 a great deal of information, understanding and completed the stepper motor and its drive of the selection. Through this mechanical hand control of the process of determining the mechanical hand to adopt PLC as the core of the control system. The re-analysis manipulator function, to control the desi

8、gn of the ladder and control procedures, and completed the PLC I / O hardware, distribution and access.Keywords：manipulator，PLC，stepper motor，pneumatic device目次摘要IAbstractII1 绪论11.1工业机械手的概况11.1.1工业机械手的构成11.1.2机械手的分类31.1.3工业机械手的应用状况41.2设计义务52 机械手总体设计62.1体系操纵器的选择62.2机械手的功能分析与动作流程73 体系硬件设计103.1机械手操纵体系设

9、计硬件选型103.2机械手操纵体系硬件的连接194 体系软件设计204.1机械手操纵体系状况流程图204.2机械手操纵体系法度榜样的编写254.3机械手操纵体系仿真29总结34参考文献35申谢36附录37附录A 机械手操纵体系梯形图37附录B 机械手操纵体系硬件连接图481 绪论1.1工业机械手的概况机械人学是一门综合性的新兴学科，它设计机械工程学、电气工程学、微电子工程学、运算机工程学、操纵工程学、信息传感工程学、声学工程学、仿生学以及人工智能学等多门尖端学科。工业机械手是机械人学的一个分支，它代表了机电一体化的最高成就。跟着科学技巧的赓续成长，工业机械手已成为柔性制造体系、主动化工厂、运算

10、机集成制造体系的主动化对象。广泛采取工业机械手，不仅能够进步产品的质量和数量，同时对保证人身安稳，改良劳动情形，减轻劳动强度，进步劳动临盆率，节约原材料消费以及下出世产成本，促进我国制造业的崛起，有着十分重要的意义。所谓工业机械手确实是一种能按给定的法度榜样或要求主动完成物件（如材料、工件、零件或对象等）传送或操作功课的机械装配，它能部分地代替身的手工劳动。较高等型式的机械手，还能仿照人的手臂动作，完成较复杂的功课。因为机械手科学的成长十分灵敏，世界上对机械手还没有一个了了，同一的定义。国际标准化组织（ISO）对机械手做了如下定义：机械手是一种能够反复编程和多功能的用来搬运材料、零件、对象的操

11、作机或是为了履行不合义务而具有可改变和可编程的动作的专门体系（A reprogrammable and multifunctional manipulator, devised for the transports of masteries ,parts, tools or specialized Systems ,with varied and programmed movements ,with the aim of carrying out varied tasks）。跟着我国工业机械手技巧的赓续成长，专门多专家也建议建立本身的机械手定义，我国国度标准GB/T12643-90也将工业机械

12、手定义为“一种能主动定位操纵，可反复编程的、多功能的、多自由度的操作机。它能搬运材料、零件或筹划对象，用于完成各类义务功课”。1.1.1工业机械手的构成一个完全的工业机械手平日由履行机构、驱动传动装配、操纵体系和智能系四部分构成(如图1.1所示)：图 1.1工业机械手的构成履行机构(也称操作机)是机械手赖以完成义务的实体，平日由杆件构成。驱动传动装配包含驱动器和传念头构两个部分，他们平日与履行机构连成一体，驱念头构平日有电机(直流伺服电机、步进电机、交换伺服电机)、液动或气动装配；传念头构常用的有滚珠丝杠、谐波减速器、链、带以及各类齿轮轮系。操纵系同一样由运算机和伺服操纵器构成，前者发出指令调

13、和各关节驱动器之间的活动，同时要完成编程和其他情形状况(传感器信息)、工艺要求、外部相干设备(电焊机、喷枪)之间的信息传递和调和工作，后者操纵各个关节驱动器，使各杆件按照必定的速度、加快度和地位要求进交活动。智能体系是今朝机械手体系中一个不敷完美但成长专门快的子体系，它分为两个部分:感知体系和分析决定打算智能体系，前者主假如靠硬件(各类传感器)实现，后者重要靠软件(如专家体系)实现。1.1.2机械手的分类机械手从应用范畴、活动坐标情势、驱动方法以及臂力大年夜小四个方面的分类分别为：1.按机械手的应用范畴分类：(1)专用机械手：一样只有固定的法度榜样，而无零丁的操纵体系。它从属于某种机械或临盆线

14、用以主动传送物件或操作某一对象，例如“毛坯高低料机械手”、“曲拐主动车床机械手”、“油泵凸轮轴主动线机械手”等等。这种机械手构造较简单，成本较低，有用于动作比较简单的大年夜批量临盆的场合。(2)通用机械手（也称工业机械人）：指具有可变法度榜样和零丁驱动的操纵体系，不从属于某种机械，同时能主动完成传送物件或操作某些对象的机械装配。通用机械手按其定位和操纵方法的不合，可分为简略单纯型和伺服型两种。简略单纯型只是点位操纵，故属于法度榜样操纵类型，伺服型可因此点位操纵，也可因此连续轨迹操纵，一样属于数字操纵类型。这种机械手因为手指可改换(或可调剂)，法度榜样可变，故有用于中、小批临盆。但因其活动较多，

15、构造较复杂，技巧前提要求较高，故制造成本一样也较高。2.按机械手臂部的活动坐标型式分类：(1)直角坐标式机械手臂部能够沿直角坐标轴X、Y、Z三个偏向移动，亦即臂部能够前后伸缩(定为沿X偏向的移动)、阁下移动(定为沿Y偏向的移动)和高低起落(定为沿Z偏向的移动)；(2)圆柱坐标式机械手手臂能够沿直角坐标轴的X和Z偏向移动，又可绕Z轴迁移转变(定为绕Z轴迁移转变)，亦即臂部能够前后伸缩、高低起落和阁下迁移转变；(3)球坐标式机械手臂部能够沿直角坐标轴X偏向移动，还能够绕Y轴和Z轴迁移转变，亦即手臂能够前后伸缩(沿X偏向移动)、高低摆动(定为绕Y轴摆动)和阁下迁移转变(仍定为绕Z轴迁移转变)；(4)

16、多关节式机械手这种机械手的臂部可分为小臂和大年夜臂。其小臂和大年夜臂的连接(肘部)以及大年夜臂和机体的连接(肩部)均为关节(搭钮)式连接，亦即小臂对大年夜臂可绕肘部高低摆动，大年夜臂可绕肩部摆动多角，手臂还能够阁下迁移转变。3.按机械手的驱动方法分类：(1)液压驱念头械手，即以压力油进行驱动；(2)气压驱念头械手，即以紧缩空气进行驱动；(3)电力驱念头械手，即直截了当用电念头进行驱动；(4)机械驱念头械手，等于将主机的动力经由过程凸轮、连杆、齿轮、间歇机构等传给机械手的一种驱动方法。4.按机械手的臂力大年夜小分类：(1)微型机械手，其臂力小于 1 kg；(2)小型机械手，其臂力为 110 kg

17、；(3)中型机械手，其臂力为 1030 kg；(4)大年夜型机械手，其臂力大年夜于30 kg。1.1.3工业机械手的应用状况工业机械手最早应用在汽车制造工业，常用于焊接、喷漆、高低料和搬运。工业机械手延长和扩大年夜了人的手足和大年夜脑功能，它可替代人从事危险、有害、有毒、低平和高热等恶劣情形中的工作;代替身完成繁重、单调反复劳动，进步劳动临盆率，包管产品德量。机械手今朝重要应用于制造业中，专门是电器制造、汽车制造、塑料加工、通用机械制造及金属加工等工业。工业机械手与数控加工中间，主动搬运小车与主动检测体系可构成柔性制造体系和运算机集成制造体系，实现临盆主动化。跟着临盆的成长，功能和机能的赓续改

18、良和进步，机械的应用范畴日益扩大年夜。我国工业机械手的研究与开创始于20世纪70年代。1972年我国第一台机械手开创于上海，随之全国各省都开端研制和应用机械手。从第七个五年筹划(1986- 1990)开端，我国当局将工业机械人的成长列入个中，同时为此项目投入的大年夜量的资金，研究开创同时制造了一系列的工业机械人，有由北京机械主动化研究所设计制造的喷涂机械人，广州机床研究所和北京机床研究所合作设计制造的点焊机械人，大年夜连机床研究所设计制造的氢弧焊机械人，沈阳工业大年夜学设计制造的装卸载机械人等等。这些机械人的操纵器，差不多上由中国科学院沈阳主动化研究所(SIA)和北京科技大年夜学机械人研究所开

19、创的，同时一系列的机械人关键部件也被开创出来，如机械人专用轴承，减震齿轮，直流伺服电机，编码器，DCPWM等等。我国的工业机械手(或第一代机械手)成长主假如慢慢扩大年夜其应用范畴:在应用专用机械手的同时，响应地成长通用机械手，研制出示教式机械手、运算机操纵机械手和组合式机械手等。能够将机械手各活动构件，如伸缩、摆动、起落、横移、俯仰等机构，设计成典范的通用机构，以便依照不合的功课要求，选用不合的典范机构，组装成各类用处的机械手，即便于设计制造，又便于改换工件，扩大年夜了应用范畴。1.2设计义务1.体系类型切实事实上定本体系机械手属于简略单纯型通用直角坐标式微型机械手，即指具有可变法度榜样和零丁

20、驱动的操纵体系，不从属于某种机械，同时能主动完成传送物件或操作某些对象的机械装配。其臂部能够前后伸缩、阁下移动和高低起落。驱动方法为气压驱动和电力驱动两种方法相结合，且臂力小于1kg。2.操纵器的选择（见第二章第一节）。3.机械手操纵体系硬件的选型，主假如对机械手各类重要部件的选型。4.机械手操纵体系软件部分的设计和仿真。2 机械手总体设计2.1体系操纵器的选择工业机械人的活动操纵器是操纵技巧与活动体系相结合的产品。在现代电子技巧的支撑下，它平日以微处理器为核心，综合编程软件、活动轨迹操纵、操纵算法分析、各活动部件的及时驱动等功能，达到总体活动操纵后果。在活动过程中，活动操纵器还须要对具体的活

21、动速度、加快度、地位误差等进行及时监控，并对相干情形做出及时反响。今朝先辈的活动操纵器主假如以微机(PC)为差不多的数字化操纵体系、以高速的数字旌旗灯号处理器(DSP)为核心的全数字化操纵体系和以PLC为核心的全数字化操纵体系。(1)基于PC技巧的活动操纵器运算机技巧的成长在工业操纵范畴也同样导致技巧面孔的灵敏改变。工业操纵机，专门是采取PC技巧的工业PC的显现，大年夜大年夜推动和促进了开放式活动操纵的成长。基于工业PC的活动操纵器能够应用PC强大年夜的软件情形和技巧支撑，摆脱专用封闭式操纵体系的束缚和不便。从软件上看，其重要感化是应用其高效运算功能、治理与监控才能以及丰富的软件资本，实现更高

22、的操纵算法、轨迹插补算法和补偿算法，从而丰富活动操纵软件，并大年夜大年夜进步伺服扫描速度，进步体系的辨论率，以实现最小的移动单位和最大年夜的进给速度，便于用微小法度榜样段以高速度、高精度实现轨迹外形复杂的曲线或曲面。(2)基于DSP活动操纵器-20世纪90年代以来，数字旌旗灯号处理（简称DSP)在活动操纵器中获得越来越广泛的应用，这主假如因为它的高速运算使得专门多复杂的操纵算法和功能得以实现，同时集成度高，它应用操纵器本身专门的硬件构造能够实现快速的硬件地位捕捉功能。DSP体系具有接口便利、稳固性好、精度高、可反复性好、集成便利等长处，今朝市场上已显现了多种DSP型的高等活动器，这些芯片能同时

23、操纵多轴，有的己包含了活动轨迹插补运算及包含有前馈补偿功能的算法，这为多轴伺服电机的操纵带来了极大年夜的便利。但因为DSP技巧更新的速度快、数学常识要求多，开创和调试对象还不完美，轨迹操纵，多轴联动参数匹配等需经由过程编制法度榜样来实现，操纵对机械手的操纵比较困难。(3)基于PLC的活动操纵PLC具有通用性强、应用便利、适应面广、靠得住性高、抗干扰才能强、编程简单等特点。跟着PLC的成长，显现了更多的功能强大年夜的指令，这些指令本身在单操作的意义上供给了更强的运算才能，专门是活动操纵指令和在收集通信方面功能加倍强大年夜，敕令支撑各类活动功能，实现多轴调和操纵、高度的集成操作及地位环和速度环的闭

24、环操纵，能够或许知足高机能工业机械人地位和活动精度要求。因此采取基于PC的活动操纵器和基于DSP活动操纵器也能够或许实现机械手的活动操纵，然则采取PLC的操纵接线简单，只需经由过程活动操纵指令便可实现对机械手的活动操纵，由PLC构成机械手操纵器，硬件设备的工作量较小，无需作复杂的电路板，只需在端子之间接线。是以本设计选用PLC为机械手活动操纵器。2.2机械手的功能分析与动作流程1.机械手的功能分析机械手是机械人的一个分支，在现在化临盆中，机械手广泛应用于各类临盆流程中作为代替身类的繁重劳动以实现临盆的机械化和主动化，能在有害情形下操作以爱护人身安稳，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原

25、子能等部分。本设计机械手的功能假如用来完成在临盆过程中的工件的转移，它具有手动/主动两种工作模式，还具有在断电情形下回到初始地位的功能，在改变其底座使其具有移动功能时，还能够用来搬运物体。2.机械手的动作流程分析本设计机械手有三种运行状况：主动运行、手动运行和回原位处理。在主动运行状况时，机械手按照既定的法度榜样依次完成降低、抓取工件、抓取工件后上升、上升到位后右转。右转到位后降低、降低，降低到位后放松工件，放松工件后再次上升、上升到位后左转回到初始地位等待下一个工作周期的到来以及完成传送带A和B的处理。在手动运行时，按动响应的开关完陈规定的动作。回原位处理主假如用于当须要体系手动运行或主动运

26、行时体系不在原点状况，假如在启动体系时体系不在原点，则须先按下回原点开关使体系回到原点状况。机械手在主动运行的状况下，在初始地位，由Q0.0输出操纵的传送带A开端迁移转变，传送带A上的检测元件光电开关对传送带上的共工件进行检测，当有工件时，Q0.0输出为0，传送带A停止迁移转变，同时操纵机械手降低的输出Q0.3置位，触发机械手臂降低，直到下限位行程开关SQ1被触发，Q0.3复位，降低动作停止，同时Q0.4置位，准时器C0计时2秒钟，C0计不时刻到机械手上升操纵输出Q0.2置位，机械手上升，工件被移走，传送带A复原迁移转变直到下一个工件的到来，机械手上升直到上限位行程开关SQ0被触发，Q0.2复

27、位，机械手停止上升，同时体系操纵步进电机，使机械手进行右转，直到触发右限位行程开关SQ3，使右转停止，同时再次使降低操纵输出Q0.3置位，履行机械手降低动作，当下限位行程开关SQ1被触发时，降低到位，Q0.3复位，降低停止，复位Q0.4，准时计数器C1计时2秒，机械手将工件放于传送带B上，准时器C1计不时刻到，机械手上升操纵输出Q0.2置位，机械手上升，机械手上升直到上限位行程开关SQ0被触发，Q0.2复位，机械手停止上升，同时体系操纵步进电机，使机械手进行左转，直到触发右限位行程开关SQ3，使左转停止，机械手回到初始地位，完成一个工作周期。机械手停止工作直到下一个工件到来旌旗灯号的触发才会进

28、入下一个动作周期。其工作过程图如下图2.1所示： 图2.1 机械手工作流程图体系还设置了停止和急停的体系停止方法，当按下停止按钮时，体系可不能立时停止，只有在机械手回到初始地位时停止按钮的敕令才有效，这时体系就会停止在初始地位；当按下急停按钮时，机械手不管出于什么地位都邑急速停止，那个按钮重要用于碰到紧急情形时体系的紧急泊车。3 体系硬件设计3.1机械手操纵体系设计硬件选型1.可编法度榜样操纵器的选型本设计是基于PLC的机械手操纵体系设计，PLC即可编法度榜样操纵器，在PLC成长之初可编法度榜样操纵器名字为可编法度榜样逻辑操纵器（Programmable Logical Controller）

29、，1980年，美国电气制造商协会（NEMA）将可编法度榜样逻辑操纵器正式定名为可编法度榜样操纵器。NEMA对可编程操纵器的定义是：可编法度榜样操纵器是一种数字式电子仪器，能够储备某些实现逻辑、定序、准时、计数和四则运算等专门功能的指令、用于操纵机械和临盆过程。在可编法度榜样逻辑操纵器改名为可编法度榜样操纵器（Programmable Controller）之后，可编法度榜样操纵器能够简称为PC或PLC，因为小我电脑（Personal Computer）也简称为PC，因此大年夜家还适应沿用可编法度榜样操纵器的老简称，即PLC，并与小我电脑的简称做以差别。西门子公司是西门子是世界上最大年夜的电气和

30、电子公司之一，它的产品有小型可编程操纵器西门子S7-200，大年夜中型PLC西门子S7-300/S7-400/S7-1200等，因为其模块化和有用性，受到业界和市场的广泛好评。而S7-200是一种深受市场迎接的小型模块化PLC，该系列PLC重要由CPU模块和丰富的扩大模块构成。能够依照实际的须要，灵活设备，再加上其强大年夜的指令体系能够近乎完美地知足小范畴体系的操纵要求。PLC的选型中个中有一条确实是必须知足所设计体系的I/O需求，先将本设计体系的I/O需乞降I/O分派图归纳如下，以用来选择合适的PLC。机械手操纵体系的I/O分派图如表3.1，表3.2表3.1输进口分派表名称符号地址符号符号地

31、址启动（按钮）SB0I0.0手动左转（按钮）SB8I1.0复位（按钮）SB1I0.1手动抓紧放松（按钮）SB9I1.1停止（按钮）SB2I0.2上限位行程开关SQ1I1.2急停（按钮）SB3I0.3下限位行程开关SQ2I1.3手动/主动切换（开关）SB4I0.4左限位行程开关SQ3I1.4手动降低（按钮）SB5I0.5右限位行程开关SQ4I1.5手动上升（按钮）SB6I0.6工件检测光电开关SPI1.6手动右转（按钮）SB7I0.7表3.2输出口分派表名称地址名称地址A传送带Q0.0步进脉冲旌旗灯号输入端Q0.5B传送带Q0.1PLS-正向脉冲输入负端Q0.6上升Q0.2DIR-反向脉冲输入负

32、端Q0.7降低Q0.3ENA+脱机使能复位旌旗灯号Q1.0抓紧放松Q0.4由上表可知，本体系至少须要输进口15个，输出口9个，由此能够估算体系所需的内存字数为240B，在选择PLC时我们可有两个筹划，一是选择输入输出口比所需的口数少的CPU，比如CPU224。CPU224XP等，然后在其外围再增长1到数个输入输出扩大模块，如EM223；二是直截了当选择输入输出口数能够或许知足需求的CPU，如CPU226。关于本体系依照其输入输出口要求，并综合其价格和功能的应用，选择筹划二。在本设计中，我们选择西门子S7-226CN，它集成了24输入/16输出公40个数字量I/O点，可连接7个扩大模块，最大年夜

33、扩大至248路数字量I/O点或35路仿照量I/O点。26kb法度榜样和数据储备空间，6个自力的30kHZ高速计数器2路自力的20kHZ高速脉冲输出，具有PID操纵，2个R5485通信/编辑口，具有PPI通信协定，MPI通信协定和自由方法通信才能，I/O端子排可专门轻易的整体拆卸，是具有较强操纵才能的操纵器，完全能够知足本体系的要求。2.步进电机的选型本体系中机械手的阁下扭转选择步进电机作为履行机构，步进电机是一种将电脉冲旌旗灯号转换成角位移(或线位移)的机电元件。对这种电机施加一个电脉冲后，其转轴就转过一个角度，称为一步；脉冲数增长，角位移(或线位移)就随之增长，脉冲频率高，则步进电机扭转速度

34、就高，反之就低;分派脉冲的相序改变后，步进电机的转向则随之而变。步进电机的活动状况和平日匀速扭转的电念头有必定的差别，它是步进情势的活动，故也称其为步进电念头。步进电机有其专门的长处，归纳起来重要有：（1）步距值不受各类干扰身分的阻碍。简而言之，转子活动的速度重要取决于脉冲旌旗灯号的频率，而转子活动的总位移量取决于总的脉冲个数。（2）位移与输入脉冲旌旗灯号相对应，步距误差不经久积聚。是以能够构成构造较为简单而又具有必定精度的开环操纵体系，也能够在要求更高精度时构成闭环操纵体系。（3）能够用数字旌旗灯号直截了当进行开环操纵，全部构造简单廉价。（4）无刷，电念头本体部件少，靠得住性高。（5）操纵机

35、能好。起动、泊车、反转及其它运行方法的改变，都在少数脉冲内完成，在必定的频率范畴内运行时，任何运行方法都可不能丢步。（6）停止时有自锁才能。（7）步距角选择范畴大年夜，可在几角几分至180度大年夜范畴内选择。在小步矩情形下，平日能够实现超低速下高转矩稳固的运行。本体系选择由PLC操纵步进电机的迁移转变实现的，步进电机选用混淆型的二相步进电机2HB57，2HB57系列步进电机输出力矩0.39N.M-1.5N.M,步距角能够经由过程步进驱动器上的拨码开关进行设置，2HB57广泛应用于数控机床、激光雕刻、电脑绣花、纺织、印刷、包装机械、标记机、雕刻机、绕线机械、坐标测量仪器、三维工作台、机械人、医疗

36、设备、陶瓷机械等行业中。2HB57系列技巧数据参考如表3.3所示：表3. 3 技巧数据(Specifications)型号步距角保持转距（Nm）额定电流(A)相电阻（欧）相电感(mH)电机重量(kg)2HB57-410.90.392.01.41.40.452HB57-510.723.01.650.90.652HB57-560.93.00.751.10.72HB57-761.353.01.01.61.03.步进驱动器的选择（1）步进驱动器选择MB450两项混淆是步进电机驱动器，MB450采取直流1850V供电，合适驱动电压2450V，电流小于4.2A的两相混淆式步进电机，此驱动器采取交换伺服驱动

37、器的电流环进行细分操纵，电机的转矩波动专门小，低速运行专门安稳，几乎没有振动和噪音。其重要特点如下：1）平均电流操纵，两项正弦电流驱动输出。2）直流2450V供电。3）光电隔离旌旗灯号输入/输出。4）有过压、欠压。过流、相间短路爱护功能。5）十六档细分和主动半流功能。6）八档输出相电流设置。7）具有脱机敕令输入端子。8）电机的扭转矩与它的转速有关，而与电机每转的步数无关。9）高启动转速。10)高速力矩大年夜。（2）操纵方法的选择步进驱动器MB450上的拨码开关SW4位可设置成两种操纵方法：当设置成“OFF”时，为有半流功能。当设置成“ON”时，为无半流功能。（3）设置输出相电流，为了驱动不合扭

38、矩的步进电机，用户能够经由过程驱动器面板上的拨码开关SW1、SW2、SW3为来设置驱动器的输出相电流（有效值），单位A。具体如表3.4所示：表3.4 MB450出相电流的设置输出电流（A）SW1SW2SW3PEAKRMSONONON1.000.71OFFONON1.461.04ONOFFON1.911.36OFFOFFON2.371.69ONONOFF2.842.03OFFONOFF3.312.36ONOFFOFF3.762.69OFFOFFOFF4.203.00（4）设置电机每转步数驱动器MB450A可将电机每转的步数分别设置为400、800、1600、2000、3200、4000、5000

39、、64000、8000、10000、12800、20000、25000、25600步，用户能够经由过程驱动器正面板上的拨码开关的SW5、SW6、SW7、SW8为来设置驱动器的步数（如下表3.5所示）：表3.5步进驱动器步数设置SW5状况OFFONOFFONOFFONOFFONSW6状况ONOFFOFFONONOFFOFFONSW7状况ONONONOFFOFFOFFOFFONSW8状况ONONONONONONONOFF步数40080016003200640012800256001000SW5状况ONOFFONOFFONOFFOFFSW6状况OFFOFFONONOFFOFFONSW7状况ONONO

40、FFOFFOFFOFFONSW8状况OFFOFFOFFOFFOFFOFFOFF步数40005000800010000200002500002000那个地点我们选用每转400步，即设置SW5SW8为0111,步距角为0.9。步进驱动器的操纵方法选择SW4为OFF，设置输出相电流为SW1-SW3为110，输出相电流为2.84A。4.气缸的选择引导活塞在个中进行直线来去活动的圆筒形金属机件。工质在发念头气缸中经由过程膨胀将热能转化为机械能；气体在紧缩机气缸中接收活塞紧缩而进步压力。涡轮机、扭转活塞式发念优等的壳体平日也称“气缸”。 气缸的应用范畴：印刷（张力操纵）、半导体（点焊机、芯片研磨）、主动化

41、操纵、机械人等等。英文名：Cylinder将紧缩空气的压力能转换为机械能，驱念头构作直线来去活动、摆动和扭转活动。气压传动中将紧缩气体的压力能转换为机械能的气动履行元件。气缸有做来去直线活动的和做来去摆动的两类。做来去直线活动的气缸又可分为单感化、双感化、膜片式和冲击气缸4种。双感化气缸：从活塞两侧瓜代供气，在一个或两个偏向输出力。 膜片式气缸：用膜片代替活塞，只在一个偏向输出力，用弹簧复位。它的密封机能好，但行程短。 在本体系顶用到气缸的处所分别为机械手臂的上升和降低、机械手爪的抓紧放松，前者选择的类型为双感化气缸，即从活塞的两侧瓜代供气，在一个偏向上输出力；后者主假如气爪，它属于但感化气缸

42、，立即气缸的来去活动经连杆转换为机械手爪的沿轴活动，以用来抓取工件，当通电停止时，重要靠弹簧来恢答复复兴位。机械手上升和降低我们选择TMAL-U25*500-FB，即金泰气动液压公司的复动型气缸，后盖情势为平尾式，内径为25mm，标准行程为500mm，不附带磁石，固定情势为后盖固定，其内径和行程比较表如下表3.6所示：表3.6 内径和行程比较内径（mm）标准行程（mm）最大年夜行程（mm）许可行程（mm）1625 50 75 100 125 150 175 200 250 3005008002025 50 75 100 125 150 175 200 250 3005008002525 50

43、75 100 125 150 175 200 250 300 350 400 50080012003225 50 75 100 125 150 175 200 250 300 350 400 50080012004025 50 75 100 125 150 175 200 250 300 350 400 50012001500 机械手抓取放松工件，我们选择MTI-12*75U，即单动引入型迷你气缸，缸径为12mm，行程为75mm，进气情势为径向进气型。5.电磁阀的选型因为在本体系中，气缸的类型有两种，第一种主假如为了知足机械手上升降低的操纵需求，即一个线圈通电，气缸向一个偏向活动，当换另一个线

44、圈通电时，气缸相反偏向活动。第二种是电磁阀直截了当操纵气缸活动，机械手抓紧工件，当线圈通电停止时，气缸主动复位，机械手放下工件。因此，电磁阀的类型也有两种。一种是两位三通电磁阀，确实是一个进气口，两个出气口，依照不合的电磁阀状况将不合的出口开启和封闭。关于这种我们选择3V-22008DC24V，3V代表三方口电磁阀，2代表系列号为200系列，20代表双线圈双地位型式。08代表其接收口径为PT1/4，DC24V表示其标准电压为直流24V。它主假如用来操纵机械手的上升和降低。另一种是选择单线圈双地位电磁阀，3V-21008DC24，与上面的型号有部分差别，10代表此型号的电磁阀情势为单线圈双位电磁

45、阀。依照它的功能不难看出，它主假如用来操纵机械手的抓紧放松工件的气缸的。6.光电开关的选择光电开关（光电传感器）是光电接近开关的简称，它是应用被检测物对光束的遮挡或反射，由同步回路选通电路，从而检测物体有无的。物体不限于金属，所有能反射光线的物体均可被检测。光电开关将输入电流在发射器上转换为光旌旗灯号射出，接收器再依照接收到的光线的强弱或有无对目标物体进行探测。安防体系中常见的光电开关烟雾报警器，工业中经常用它来记数机械臂的活动次数。光电开关可分为对射型；漫反射型；镜面反射型；槽式光电开关；光纤式光电开关。（1）对射型：由发射器和接收器构成，构造上是两者互相分别的，在光束被中断的情形下会产生一

46、个开关旌旗灯号变更，典范的方法是位于同一轴线上的光电开关能够互相分开达50米。 特点：辨别不透亮的反光物体；有效距离大年夜，因为光束跨过感应距离的时刻仅一次；不易受干扰，能够靠得住合适的应用在野外或者有尘土的情形中；装配的消费高，两个单位都必须敷设电缆。 （2）漫反射型：是当开关发射光束时，目标产生漫反射，发射器和接收器构成单个的标准部件，当光电开关有足够的组合光返回接收器时，开关状况产生变更，感化距离的典范值一向到3米。特点：有效感化距离是由目标的反射才能决定，由目标别处性质和和色彩决定；较小的装配开支，当开关由单个元件构成时，平日是能够达到粗定位；采取背景克制功能调剂测量距离；对目标上的尘土敏锐和对目标变更了的反射机能敏锐。（3）镜面反射型：由发射器和接收器构成的情形是一种标准设备，从发射器发出的光束在对面的反射镜被反射，即返回接收器，当光束被中断时会产生一个开关旌旗灯号的变更。光的经由过程时刻是两倍的旌旗灯号连续时刻，有效感化距离