鼎晟达自动化H1C21RA0

随着社会生产不断进步和人们生活节奏不断加快，人们对生产效率也不断提出新要求。由于微电子技术和计算软、硬件技术的迅猛发展和现代控制理论的不断完善，使机械手技术快速发展，其中气动机械手系统由于其介质来源简便以及不污染环境、组件价格低廉、维修方便和系统安全可靠等特点，已渗透到工业领域的各个部门，在工业发展中占有重要地位。本文讲述的气动机械手有气控机械手、XY轴丝杠组、转盘机构、旋转基座等机械部分组成。主要作用是完成机械部件的搬运工作，能放置在各种不同的生产线或物流流水线中，使零件搬运、货物运输更快捷、便利。
一 四轴联动简易机械手的结构及动作过程
　　机械手结构如下图1所示，有气控机械手（1）、XY轴丝杠组（2）、转盘机构（3）、旋转基座（4）等组成。

图1 机械手结构图
　　其运动控制方式为：（1）由伺服电机驱动可旋转角度为360°的气控机械手（有光电传感器确定起始0点）；（2）由步进电机驱动丝杠组件使机械手沿X、Y轴移动（有x、y轴限位开关）；（3）可回旋360°的转盘机构能带动机械手及丝杠组自由旋转（其电气拖动部分由直流电动机、光电编码器、接近开关等组成）；（4） 旋转基座主要支撑以上3部分；（5）气控机械手的张合由气压控制（充气时机械手抓紧，放气时机械手松开）。
　　其工作过程为：当货物到达时，机械手系统开始动作；步进电机控制开始向下运动，同时另一路步进电机控制横轴开始向前运动；伺服电机驱动机械手旋转到达正好抓取货物的方位处，然后充气，机械手夹住货物。
　　步进电机驱动纵轴上升，另一个步进电机驱动横轴开始向前走；转盘直流电机转动使机械手整体运动，转到货物接收处；步进电机再次驱动纵轴下降，到达指定位置后，气阀放气，机械手松开货物；系统回位准备下一次动作。
二 控制器件选型
　　为达到精确控制的目的，根据市场情况，对各种关键器件选型如下：
1. 步进电机及其驱动器
　　机械手纵轴（Y轴）和横轴（X轴）选用的是北京四通电机技术有限公司的42BYG250C型两相混合式步进电机，步距角为0.9°/1.8°，电流1.5A。M1是横轴电机，带动机械手机构伸、缩；M2是纵轴电机，带动机械手机构上升、下降。所选用的步进电机驱动器是SH-20403型，该驱动器采用10～40V直流供电，H桥双极恒相电流驱动，最大3A的8种输出电流可选，最大64细分的7种细分模式可选，输入信号光电隔离，标准单脉冲接口，有脱机保持功能，半密闭式机壳可适应更恶劣的工况环境，提供节能的自动半电流方式。驱动器内部的开关电源设计，保证了驱动器可适应较宽的电压范围，用户可根据各自情况在10～40VDC之间选择。一般来说较高的额定电源电压有利于提高电机的高速力矩，但却会加大驱动器的损耗和温升。本驱动器最大输出电流值为3A/相（峰值），通过驱动器面板上六位拨码开关的第5、6、7三位可组合出8种状态，对应8种输出电流，从0.9A到3A以配合不同的电机使用。本驱动器可提供整步、改善半步、4细分、8细分、16细分、32细分和64细分7种运行模式，利用驱动器面板上六位拨码开关的第1、2、3三位可组合出不同的状态。
2. 伺服电机及其驱动器
　　机械手的旋转动作采用松下伺服电机A系列小惯量MSMA5AZA1G，其额定输出50W、100/200V共用，旋转编码器规格为增量式（脉冲数2500p/r、分辨率10000p/r、引出线11线）；有油封，无制动器，轴采用键槽连接。该电机采用松下公司独特算法，使速度频率响应提高2倍，达到500Hz ；定位超调整定时间缩短为以往松下伺服电机产品V系列的1/4。具有共振抑制功能、控制功能、全闭环控制功能，可弥补机械的刚性不足，从而实现高速定位，也可通过外接高精度的光栅尺，构成全闭环控制，进一步提高系统精度。具有常规自动增益调整和实时自动增益调整两种自动增益调整方式，还配有RS-485、RS-232C 通信口，使上位控制器可同时控制多达16个轴。伺服电机驱动器为A系列MSDA5A3A1A，适用于小惯量电动机。
3. 直流电机
　　可回旋360°的转盘机构有直流无刷电机带动，系统选用的是北京和时利公司生产的57BL1010H1无刷直流电机，其调速范围宽、低速力矩大、运行平稳、低噪音、效率高。无刷直流电机驱动器使用北京和时利公司生产的BL-0408驱动器，其采用24～48V直流供电，有起停及转向控制、过流、过压及堵转保护，且有故障报警输出、外部模拟量调速、制动快速停机等特点。
4. 旋转编码器
　　在可回旋360°的转盘机构上，安装有OMRON公司生产的E6A2增量型旋转编码器，编码器将信号传给PLC，实现转盘机构的精确定位。
5. PLC的选型
　　根据系统的设计要求，选用OMRON公司生产的CPM2A小型机。CPM2A在一个小巧的单元内综合有各种性能，包括同步脉冲控制、中断输入、脉冲输出、模拟量设定和时钟功能等。CPM2A的CPU单元又是一个独立单元，能处理广泛的机械控制应用问题，所以它是在设备内用作内装控制单元的理想产品。完整的通信功能保证了与个人计算机、其它OMRON PC和OMRON可编程终端的通信。这些通信能力使四轴联动简易机械手能方便的融合到工业控制系统中。
三 软件编程
1. 软件流程图
　　流程图是PLC程序设计的基础。只有设计出流程图，才可能顺利而便捷地编写出梯形图并写出语句表，最终完成程序的设计。所以写出流程图非常关键也是程序设计首先要做的任务。依据四轴联动简易机械手的控制要求，绘制流程图如图2所示。
图2 软件流程图
2. 程序部分
　　由于论文篇幅有限，这里只列出了开始两段程序，供读者参阅，见图3。
图3 程序列表
四 结束语
　　四轴联动简易机械手的各个动作和状态都由PLC控制，不仅能满足机械手的手动、半自动、自动等操作方式所需的大量按扭、开关、位置检测点的要求，更可通过接口元器件与计算机组成。
　　PLC工业局域网，实现网络通信与网络控制。使四轴联动简易机械手能方便地嵌入到工业生产流水线中。 
下面一段程序如果最后一条指令前面没有注释符号“//”，在下载后不能成功地切换到运行模式，SF灯亮。
最后一条指令加上注释号（该指令不起作用），运行出错时在CPU模块信息的诊断缓冲区中，有下面的诊断信息：
事件8 / 15:  事件ID 16# 2523
写入时发生区域长度错误
全局DB，双字访问，访问地址：65532
OB 编号：      1
模块地址：    30
所需的OB：编程错误OB (OB121)
在当前工作模式下，OB 未找到、或被禁用、或无法启动
内部错误, 进入的事件
错误的原因是未给MW50赋值，其值为0，下面的减法运算结果为16#FFFF：
L     MW    50
 L     1
 -I    
导致最后一条间接寻址指令“ T    DBD [AR1,P#0.0]”的地址值远远地超出了DB1定义的范围（200字节）。

值得注意的是必须用“//”临时将最后一条指令屏蔽，才能对程序进行监控，从而发现问题。
任何一种电气控制系统都是为了实现生产设备或生产过程的控制要求和工艺需要，从而提高产品质量和生产效率。因此，在设计PLC应用系统时，应遵循以下基本原则：
　　1．充分发挥PLC功能，最大限度地满足被控对象的控制要求。
　　2．在满足控制要求的前提下，力求使控制系统简单、经济、使用及维修方便。
　　3．保证控制系统安全可靠。
　　4．应考虑生产的发展和工艺的改进，在选择PLC的型号、I／O点数和存储器容量等内容时，应留有适当的余量，以利于系统的调整和扩充。

         咨询热线：18150708278
诚信经营，质量为首，诚信至上，鼎晟达竭诚为您服务               
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~`  
漳州鼎晟达自动化设备有限公司       
 联系人： 叶雨梦                                                     
手机      ：18150708278
QQ        ：2880842793                        
邮箱      ：2880842793@qq.com
传真      ：0596-3119658（请备注林工收）                                         
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
*所有备件的质保期均为1年，经过专业测试认证。
*如果您需要订购产品超过1件，请与我们联系，我们可以为您提供折扣。
*我们仅采用快递方式递送备件。（顺丰）
*如果您发现其他供货商为相同产品提供更为低廉的价格，我们也愿意参照其价格向您提供进一步的折扣。如果还有其他任何问题，请随时与我们联系。
*请让我们知道您有任何，备品，备件，的需要，我们可以给您进一步的援助，我们等候您的询盘。
【主营产品】
1：Invensys Foxboro（福克斯波罗）：I/A Series系统，FBM（现场输入/输出模块）顺序控制、梯形逻辑控制、事故追忆处理、数模转换、输入/输出信号处理、数据通信及处理等。

2：Invensys Triconex: 冗余容错控制系统、基于三重模件冗余（TMR）结构的最现代化的容错控制器。

3：Westinghouse（西屋）： OVATION系统、WDPF系统、WEStation系统备件。

4：Rockwell Allen-Bradley: Reliance瑞恩、SLC500/1747/1746、MicroLogix/1761/1763/1762/1766/1764、CompactLogix/1769/1768、Logix5000/1756/1789/1794/1760/1788、PLC-5/1771/1785等。

5：Schneider Modicon（施耐德莫迪康）：Quantum 140系列处理器、控制卡、电源模块等。

6：ABB：工业机器人备件DSQC系列、Bailey INFI 90等。

7：Siemens(西门子)：Siemens MOORE， Siemens Simatic C1，Siemens数控系统等。

8：Motorola（摩托罗拉）：MVME 162、MVME 167、MVME1772、MVME177等系列。

9：XYCOM：I/O 、VME板和处理器等。

10：GE FANUC(GE发那科)：模块、卡件、驱动器等各类备件。

11：Yaskawa（安川）：伺服控制器、伺服马达、伺服驱动器。

12：Bosch Rexroth（博世力士乐）：Indramat，I/O模块,PLC控制器,驱动模块等。

13：Woodward（伍德沃德）：SPC阀位控制器、PEAK150数字控制器。

14:工业机器人系统备件。
2711-B5A1L3
5X00070G04
ALLENBRADLEY150-A24NBMOTORCONTROLSOFTSTART*NEW*
DSQC358G
WORCHESTER11/2STAINLESSSTEELBALLVALVEW/BETTIE
140AII33010C
SYS68KCPU-20/21板卡
AllenBradley,DCrelay,700DC-P400Z24,24VACCoil
60WKSM240/604S-M60/8-PB
IC697PWR721RR
AB1794-IB32模块
592A2KEAB592A2KE
1394C-AM03
E4809-770-078
WESTINGHOUSE2840A21G01
DANGER卓凯电子程工0591-62182558462.000.7076.001
IIEDI01低价销售贝利模块
SST-IBS-CLX
matroxMET2-MC/4/16F
3HNE00025-1/07
ABB系统模块YPQ110A/3ASD573001A5
840USE11000
安川伺服SGDA-08APSGM-08A312750W
IC693CHS392RR
Kl?ckner&MoellerZ00-0,6Motorschutzrelais0,4-0,6A-unused-inOVP
1756-L55M13
65UV5-1000
XPEWHT-L1-5A4-R2CREELTD
2711-T5A9L1AllenBradleyPanelView2711T5A9L1N70
DS200CDBAG1B
1771-CXT
REXROTH力士乐伺服电机
XC3142-3PC84CXilinix
Allen-BradleyGuardSpartanSafetyInterlock
3HAW050008613-0151MotorStaticXP7400-600VM2008
3HNM11451-1ADAPTOR
IC200DTX850
IC646MXN001
IC647IFGLBLSRVRM-55
IC660BBD101
AB1746-OV32
VDI67D40212
VDIF0615152203
PHOTOSWITCH889R-F3ECA-10NSPP889RF3ECA10
IC697ADC701
1336F-BRF20-AA-DE
3HNA008211-001COVER,HORIZONTALARM
51309208-100PWA,FiberOpticLDI/OLink,8KM
3HAC037178-001Shaft
AllenBradley1606-XL480F-3H
6ES7315-2AG10-0AB
1336F-BRF100-AA-EN
SIEMENSIFK6063-6AF71-1EH01
XBTL1UTW01
1785,1794-if2x0f21,ABplc
802PRLBAJ1AB802PRLBAJ1
1756-GTWYS
1336F-B040-AN-EN-LA6
1746-C7
EWS600-24
SR750Case750-P5-G5-S5-HI-A1-R1
1756-EN2T/AABControlLogixEtherNetBridge1756EN2TN945
ALLENBRADLEY1771-0A
3HNP00822-1SCREWDIN7991
VDIF0625252305
1746-IB32
SI101
2801-N22
GRASSVALLEYGROUP32402RUTRAYPROCESSINGAMPCONTROL
LenzeE82EV152_4C905
SGMAH-08AAA41
OPTO22AD7
安川交流伺服SGDM-01ADSGMPH-01AAA21
CMPR-FD20B1B19
TSXEEF08D2
HE693STP100
IC600BF923RR
IC647AQC050
IC647HSTSC1500KM
IC647TDV910
JANCD-JCP04
490NRP25300
HONEYWELLS245BAO-1'160PSI1471CFMSAFETYVALVE
ALLENBRADLEY5MPOWERCABLE2090-CDNPBMP-8S05204J
PROSOFT5201-MNET-DFNT
3HAC037709-001Axiscomputercover
CRANE11/2'GATEVALVE125S-200CWP
SGDH-1ADE
CI625
Endress&Hauser52028260模块
TN792V9Avaya
安川触发板YPHS31008-1DETC030584
VMIVME-7589
HerberholzGTD-096/090-V17-G
P0904HA
HONEYWELL9782C-S0-VC-E0000-BD*NICE*
1756-IB32
3HNP01667-1REDUCINGMUFF
A20B-8001-0120/04B03A
DSQC346G3HAB8101-8
英国爱德华皮拉尼真空计D02601000APG100-XM
1771-IJ
JAMSC-B1070
6ES7390-1AE80-0AA
FCUA-DX110
1756-IT6I
KSD1-16
9200SHCPU
siemens6ES7307-1EA00-0AA0
P0904HA
IPSYS01低价销售贝利模块
1769-ECR
3HAC020869-001
6EW1890-2AC
140XCP50000
HE693ADC420
IC600CP624RR
IC647HSTAE50KM
IC647PRTEE025M
IC693CHS397NB
SIEMENS6ED1053-1FG00-0BA0
BoschCNCE-A24/0.2068347-101401RexrothRH01068347
西门子1FT6034-4AK71-3AH0伺服
6SE7023-4TC84-1HF3带模块
?TC5203BSE001449R1,SE050400CNTC520
富士PLCNJ-Y16-R16
WH25-R33JIWEL
3HNA015759-001CABLEKM2-Z2-AD1.X1
3HAC020813-165
GECR324F310FX2
CACR-SR07BE12M
ALLENBRADLEY22B-D4P0N104FNFP22BD4P0N104
SIEMENS6SE7012-OTP50驱动器
ALLENBRADLEYPANELVIEW1200CATALOG#2711-KC1X!
YASKAWAPLCJAMSC-B2602A
AB2090-CFBM7DF-CEAA20/XX电机动力线缆
STIDCR-1001USPPDCR1001
3HAC020813-014
3HNA016791-001CABLEKM2-AD1.X1-VC3.X1
3BSE013280R1TU810V1
Pewin32PRO2
140EHC20200
IC697MSC802
3Kl?cknerMoellerUniversal-HilfsschützDIL08-40-G
DIGIFAS7116
140ACI04000
1746-NI4
Sun3701704
ECODRIVEDKC01.3-200-7-FW
SIEMENS西门子6ES5377-OAB413
DO910S
140CRP81100
西门子6ES7212-1BB23-0XB8
2711-B5A2
GFZ-0087
IC220MDL754
IC647CSTPRE369VCMVI05
IC647PATASD0
IC693ACC311
920090000
ALLENBRADLEYBARCODESCANNERCATALOG#2755L7RC
VDI645230
920075602
JRMSP-120XCP960003.6VDC电源模块
1756-IF16
YASKAWA安川伺服电机SGMAS-01A2A21
ALLENBRADLEY2711-KCI
Allen-Bradley2711-NM11PanelViewTerminalPCMCIAMemoryCard
ICSI08E3FPR3316301R0014-B
MAF180C-0050
SGDA-08APY61
XPCWHTL10000008E6CRE
9100-92-122-10
2711-K9A1
3HNA011744-001SCREWDIN912
3HNP01432-1PUSH-INCONNECTOR
1336F-CWF100-AN-DE
1747-L542
3HNP01579-1SCREWDIN84A
BCLL11
3HAC031561-001AuxiliarycontactCA3-10
CDM1.4AINDRAMAT
57120001-ETDSTA180
AllenBradleyPanelview9002711-T9A1Ser.F
ABBDCSAI8103BSE008516R1
AS-B553-000
BOSCHCNCPS100044619-108PowerSupply-NEU-
KollmorgenERH-26电阻器
W83977AF-AWinbond
莫迪康AS-B883-2001
AB440R-EM4R2模块
1771-ES
3HNA015130-001TPUCABLEOUTLET
CR06200-000000
GECIRCUITBOARD44B398600-001/44A397897-G01*NEW*
IC200UDD064
IC646TRW112
IC647MITM
IC660TBA103
ABPLC1746-A10
IBSPCISC/I-T
W-P0810#51n/a
西门子A5E00412608
2711-ND1S
Siemens6ES5467-8EE11
140ARI03000
FOXBORO福克斯波罗P0904BS1
AB1762-L40BWA1762L40BWA
RexrothBoschServoFeedbackCableIKG0301/010.010m
1746-IV16
ABBACS143-4K1-3-C
PILZPILZPNOZMO1P安全模块
*NEW*AllenBradleyAB42EF-P2RFB-G4/APhotoswitch
AB2711-K5A1/FPanelview5502711K5A1REVKSERIESF
AB1756-OF6VISERIESA