五軸搬運機器人畢業(yè)設計

1、 開封市技師學院畢 業(yè) 設 計 題 目：西門子PLC在五軸搬運機器人的應用 院 系： 電氣工程系 班 級： 10技自動化2班 姓 名： 彩修彪 學 號： 103226 2014年 4 月 摘 要現(xiàn)代計算機技術的產業(yè)革命，將世界經濟從資本經濟帶入到知識經濟時代。在電子世界領域，從20世紀中的無線電時代也進入到21世紀以計算機技術為中心的智能化現(xiàn)代電子系統(tǒng)時代。而機械手控制系統(tǒng)則逐步發(fā)展為與計算機互聯(lián)，使機械手控制系統(tǒng)更加智能化，操作更加簡單方便。五軸機器人（機械手）是指能夠自動抓取、操作的裝置，多用于自動生產線、自動機的上下料、數(shù)控設備的自動換刀裝置中。機械手一般由執(zhí)行系統(tǒng)、驅動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和

2、人工智能系統(tǒng)組成，主要完成移動、轉動、抓取等動作。由于氣壓技術是以壓縮空氣為介質，以氣源為動力的能源傳遞技術，其工作可靠性高、使用壽命長、對環(huán)境沒有污染，所以在機械手的驅動系統(tǒng)中常采用氣壓技術?？刂葡到y(tǒng)是五軸機器人（機械手）的指揮系統(tǒng)，他通過控制驅動系統(tǒng)，讓執(zhí)行器按照規(guī)定的要求進行工作，并檢測其正確與否?？删幊炭刂破鳎≒LC）是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，它將邏輯運算、順序控制、時序、計數(shù)、算術運算等控制程序，用指令形式存放在儲存器中，并通過數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種機械或生產過程。與繼電器控制線路相比，PLC具有可靠性高、抗干擾能力強；變成簡單、使用方便；設計、安裝容易，維護工作量

3、少；功能完善、通用性強；體積小、能耗低等特點。因此，機械手控制系統(tǒng)越來越多的由可編程控制器（即PLC）來實現(xiàn)。本文以柔控系統(tǒng)中的五軸機器人的程序設計為例，充分利用氣動與PLC技術的特點，實現(xiàn)自動化控制。并給出了對應的I/O分配表，和PLC的外部接線圖。關鍵詞：機械手，自動化，PLC，步進電機 目 錄 摘 要1目 錄2第1章 引 言31.1 五軸機器人（機械手）與PLC的描述31.2 五軸機器人（機械手）與PLC在國內外的現(xiàn)狀4國外現(xiàn)狀4國內現(xiàn)狀41.3課題研究的內容、目標以及可行性51.3.1研究內容51.3.2研究目標51.3.3可行性分析5第2章 PLC、氣動、步進電機及驅動器的介紹62.

4、1 PLC技術的介紹62.1.1 PLC的歷史與發(fā)展62.1.2 PLC的特點7 2.1.3 西門子PLC82.2氣動技術的介紹92.3步進電機及驅動器的介紹10 2.4 編碼器. 11 第3章 五軸機器人（機械手）的動作流程173.1 五軸機器人的動作流程17合格工件在分揀單元的動作17不合格工件在分揀單元的動作17沒有工件時分揀單元的動作173.2 分揀單元的元器件18第4章 PLC編程、接線圖、分配表194.1 I/0分配表194.2 外部接線圖194.3 PLC程序的編寫20 第5章 安裝與調試 .24 總 結26參考文獻27 第1章 引 言1.1機械手與自動化的描述 五軸機器人是機械

5、手的一種。機械手是模仿人的手部動作，按給定程序、軌跡和要求實現(xiàn)自動抓取、搬運和操作的自動裝置，在工業(yè)生產和其他領域內，由于工作的需要，人們經常受到高溫、腐蝕及有毒氣體等因素的危害，增加了工人們的勞動強度，甚至危及生命。機械手就是在這種條件下誕生的，機械手是工業(yè)機器人系統(tǒng)中傳統(tǒng)的任務執(zhí)行機構，是機器人的關鍵部件之一。它特別是在高溫、高壓、多粉塵、易爆、放射性等惡劣環(huán)境中，以及笨重、單調、頻繁的操作中代替人作業(yè)。機械手雖然目前還不如人手那樣靈活，但它具有不斷重復工作和勞動，不知疲勞，不怕危險，抓舉重物的力量比人手力大的特點，因此獲得日益廣泛的應用。 機械手是在機械化，自動化生產過程中發(fā)展起來的一種

6、新型裝置。隨著電子技術特別是電子計算機的廣泛應用，機器人的研制和生產已經成為高科技術領域內迅速發(fā)展起來的一門新興技術，他更加促進了機械手的發(fā)展，使得機械手能更好地實現(xiàn)與機械化和自動化的有機結合。在現(xiàn)代生產過程中，機械手被廣泛的運用于自動生產線中，它更加促進了機械手的發(fā)展，使得機械手能更好地實現(xiàn)與機械化和自動化的有機結合。 本課題設計的機械手是采用PLC通用性好、實用性強、硬件配套齊全、編程方法簡單等特點，來實現(xiàn)自動化控制的。 1.2機械手與自動化在國內外的現(xiàn)狀 1.2.1機械手與自動化在國外的現(xiàn)狀 機械手首先是從美國開始研制的。1954年美國工程師德爾沃最早提出機械人的概念；1958年美國聯(lián)合

7、控制公司研制出第一臺機械手。1959年美國德爾沃與英格伯制造了世界上的第一臺機械人；1962年美國正式將機械人的的使用性提出來，且制造出類似人的手臂；1967年日本成立了人工手研究會，并召開了首屆機械手學術會；1970年在美國召開了第一屆工業(yè)機械人學術會，并得到迅速的普及；1973年辛辛那提公司制造出第一臺小型計算機控制的工業(yè)機械人，當時是液壓驅動，能載重45KG；到1980年在日本得到普及，并定位“機械人元年”此后在日本，機械人得到了前所未有的發(fā)展與提升。目前世界高端工業(yè)機械手均有高精化，高速化，多軸化，輕量化的發(fā)展趨勢。定位精度可以滿足微米及亞微米級要求，運行速度可以達到3M/S，負載2K

8、G的產品系統(tǒng)總重已突破100KG。 現(xiàn)代式工業(yè)中，生產過程的機械化，自動化已成為突出的主題.化工等連續(xù)性生產過程的自動化已基本得到解決。采用全自動化機械手進行裝配更是目前研究的重點，國外已研究采用攝像機和力傳感裝置和微型計算機連在一起，能確定零件的方位打到鑲裝的目的，但在機械工業(yè)中，加工、裝配等生產是不連續(xù)的。因此，裝卸、搬運等工序機械化的迫切性，工業(yè)機械手就是為實現(xiàn)這些工序的自動化而產生的。工業(yè)機械手主要用于機床加工、鑄造、熱處理等方面，動作靈活多樣，使用可變換生產品種的中、小批量自動化生產，廣泛應用于柔性自動線。 1.2.2機械手與自動化在國內的現(xiàn)狀 在我國，汽車工業(yè)仍然是工業(yè)機械手主要的

9、使用領域。但是我國在工業(yè)機械手生產企業(yè)中，年產銷量在100臺以上、產值過5000萬元的規(guī)模企業(yè)非常少，國外大型公司年產量都達5000到10000臺，銷售額為數(shù)十億美元。目前國內機械手的保有量在4000臺左右，并將以每年8001000臺左右的速度快速增長。工業(yè)機械手應用前景極為廣闊。 雖然目前國內生產工業(yè)機械手的企業(yè)并不多，很多產品的生產技術還主要依靠進口，高科技的技術主要還掌握在國際龍頭廠商手里。國內機械手廠家主要還是受到控制系統(tǒng)的困擾，沒有比較成熟穩(wěn)定的伺服系統(tǒng)，所以不能產生高端機器。我國本土企業(yè)生產的機械手產品還主要流通在中低端市場，因此決定了很多本土生產企業(yè)在爭奪市場時主要還是采取價格戰(zhàn)

10、。隨著技術的進步，日臻成熟，會有更多的廠商加入此行業(yè)。 我國國家“863”機械手技術主題自成立以來一直重視機械手技術在產業(yè)中的推廣和應用和推進機械手技術以提升傳統(tǒng)產業(yè)，利用機械手技術發(fā)展高新產業(yè)。目前，政府正在使用各種辦法加大中國裝備制造業(yè)在市場中占據(jù)的份額，并提供優(yōu)惠措施鼓勵更多企業(yè)使用機械手及技術以提升技術水平。國內越來越多的企業(yè)在生產中采用了工業(yè)機械手，各種機械手生產廠家的銷售量都有大幅度的提高。 1.3課題研究的內容、目標以及可行性1.3.1研究內容 利用可編程控制器作為載體，為柔性控制流水線的五軸機器人設計一套程序驅動機械手進行預定動作實現(xiàn)工件搬運功能，并可根據(jù)工件的變化要求，隨時更

11、改相關參數(shù)。1.3.2研究目標 （1）利用西門子PLC編寫一套PLC的應用程序其功能是實現(xiàn)對機械手的循環(huán)控制，使五軸機器人按照預先設想的軌跡運行實現(xiàn)工件搬運的功能。 （2）畫出PLC的I/O分配表、氣路圖以及PLC程序。 1.3.3 課題的可行性本課題所涉及的研究目標，通過老師的指導和查閱各種資料，五軸機器人PLC控制系統(tǒng)的設計，絕大部分可以使用電氣工程及其自動化專業(yè)知識進行構建。 （1）經濟可行性： 本課題通過對既有平臺的使用，能夠設計出比較完善的機械手控制系統(tǒng)，沒有任何經濟上的負擔，本課題可以利用我校柔性控制流水線完成鍛煉學生的自我動手能力。 （3）操作可行性： 本課題要求對可編程控制技術

12、有比較細致的了解，能夠通過對以有資料的學習和已有技術的研習，利用在我校學習的電氣自動化的相關知識，PLC控制程序的設計。從可操作性角度來講，完全可行。第2章 PLC與氣動技術 機械手的控制多種多樣，本課題所研究的柔性控制流水線采用的是利用PLC控制來控制氣動手指。2.1 PLC技術的介紹 可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，PLC），它采用一類可編程的存儲器，用于其內部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)與算術操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產過程。本課題是用的是西門子S7-200 PLC。2.1.1 P

13、LC的歷史與發(fā)展（1）起源 1968年美國通用汽車公司提出取代繼電器控制裝置的要求；1969 年，美國數(shù)字設備公司研制出了第一臺可編程邏輯控制PDP14 ，在美國通用汽車公司的生產線上試用成功，首次采用程序化的手段應用于電氣控制，這是第一代可編程邏輯控制器，稱Programmable，是世界上公認的第一臺PLC；1969年，美國研制出世界第一臺PDP-14；1971年，日本研制出第一臺DCS-8；1973年，德國研制出第一臺PLC；1974年，中國研制出第一臺PLC。 （2）發(fā)展 20世紀70年代初出現(xiàn)了微處理器。人們很快將其引入可編程邏輯控制器，使可編程邏輯控制器增加了運算、數(shù)據(jù)傳送及處理等

14、功能，完成了真正具有計算機特征的工業(yè)控制裝置。此時的可編程邏輯控制器為微機技術和繼電器常規(guī)控制概念相結合的產物。個人計算機發(fā)展起來后，為了方便和反映可編程控制器的功能特點，可編程邏輯控制器定名為Programmable Logic Controller（PLC）；20世紀70年代中末期，可編程邏輯控制器進入實用化發(fā)展階段，計算機技術已全面引入可編程控制器中，使其功能發(fā)生了飛躍。更高的運算速度、超小型體積、更可靠的工業(yè)抗干擾設計、模擬量運算、PID功能及極高的性價比奠定了它在現(xiàn)代工業(yè)中的地位；20世紀80年代初，可編程邏輯控制器在先進工業(yè)國家中已獲得廣泛應用。世界上生產可編程控制器的國家日益增多

15、，產量日益上升。這標志著可編程控制器已步入成熟階段；20世紀80年代至90年代中期，是可編程邏輯控制器發(fā)展最快的時期，年增長率一直保持為3040%。在這時期，PLC在處理模擬量能力、數(shù)字運算能力、人機接口能力和網絡能力得到大幅度提高，可編程邏輯控制器逐漸進入過程控制領域，在某些應用上取代了在過程控制領域處于統(tǒng)治地位的DCS系統(tǒng)；20世紀末期，可編程邏輯控制器的發(fā)展特點是更加適應于現(xiàn)代工業(yè)的需要。這個時期發(fā)展了大型機和超小型機、誕生了各種各樣的特殊功能單元、生產了各種人機界面單元、通信單元，使應用可編程邏輯控制器的工業(yè)控制設備的配套更加容易。2.1.2 PLC的特點 （1）可靠性高，抗干擾能力強

16、（2）配套齊全，功能完善，適用性強 （3）易學易用，深受工程技術人員歡迎 （4）系統(tǒng)的設計、建造工作量小，維護方便，容易改造（5）體積小，重量輕，能耗低 2.1.3 西門子PLC西門子公司生產的可編程控制器在我國應用相當?shù)膹V泛，在冶金、化工、印刷生產線等領域都有應用。本課題選用的PLC是西門子公司制造的S7-200，S7-200是超小型化的PLC，它適用于各行各業(yè)，各種場合中的自動檢測、監(jiān)控及控制等。S7-200PLC的強大功能使其無論單機運行，或練成網絡都能實現(xiàn)復雜的控制功能。一、PLC的結構與工作原理PLC的結構PLC的類型繁多，功能和指令系統(tǒng)也不盡相同，但結構與工作原理則大同小異，通常由

17、主機、輸入/輸出接口、電源、編程器擴展器接口和外部設備接口等幾個主要部分組成。 1.主機 主機部分包括中央處理器（CPU）、系統(tǒng)程序存儲器和用戶程序及數(shù)據(jù)存儲器。CPU是PLC的核心，它用以運行用戶程序、監(jiān)控輸入/輸出接口狀態(tài)、作出邏輯判斷和進行數(shù)據(jù)處理，即讀取輸入變量、完成用戶指令規(guī)定的各種操作，將結果送到輸出端，并響應外部設備（如編程器、電腦、打印機等）的請求以及進行各種內部判斷等。PLC的內部存儲器有兩類，一類是系統(tǒng)程序存儲器，主要存放系統(tǒng)管理和監(jiān)控程序及對用戶程序作編譯處理的程序，系統(tǒng)程序已由廠家固定，用戶不能更改；另一類是用戶程序及數(shù)據(jù)存儲器，主要存放用戶編制的應用程序及各種暫存數(shù)據(jù)

18、和中間結果。2.輸入/輸出（I/O）接口I/O接口是PLC與輸入/輸出設備連接的部件。輸入接口接受輸入設備（如按鈕、傳感器、觸點、行程開關等）的控制信號。輸出接口是將主機經處理后的結果通過功放電路去驅動輸出設備（如接觸器、電磁閥、指示燈等）。I/O接口一般采用光電耦合電路，以減少電磁干擾，從而提高了可靠性。I/O點數(shù)即輸入/輸出端子數(shù)是PLC的一項主要技術指標，通常小型機有幾十個點，中型機有幾百個點，大型機將超過千點。3.電源圖中電源是指為CPU、存儲器、I/O接口等內部電子電路工作所配置的直流開關穩(wěn)壓電源，通常也為輸入設備提供直流電源。 4.編程器編程器是PLC的一種主要的外部設備，用于手持

19、編程，用戶可用以輸入、檢查、修改、調試程序或監(jiān)示PLC的工作情況。除手持編程器外，還可通過適配器和專用電纜線將PLC與電腦聯(lián)接，并利用專用的工具軟件進行電腦編程和監(jiān)控。5.輸入/輸出擴展單元I/O擴展接口用于連接擴充外部輸入/輸出端子數(shù)的擴展單元與基本單元（即主機）。6.外部設備接口此接口可將編程器、打印機、條碼掃描儀等外部設備與主機相聯(lián)，以完成相應的操作。 7.PLC的工作原理PLC是采用“順序掃描，不斷循環(huán)”的方式進行工作的。即在PLC運行時，CPU根據(jù)用戶按控制要求編制好并存于用戶存儲器中的程序，按指令步序號（或地址號）作周期性循環(huán)掃描，如無跳轉指令，則從第一條指令開始逐條順序執(zhí)行用戶程

20、序，直至程序結束。然后重新返回第一條指令，開始下一輪新的掃描。在每次掃描過程中，還要完成對輸入信號的采樣和對輸出狀態(tài)的刷新等工作。PLC的掃描一個周期必經輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。PLC在輸入采樣階段：首先以掃描方式按順序將所有暫存在輸入鎖存器中的輸入端子的通斷狀態(tài)或輸入數(shù)據(jù)讀入，并將其寫入各對應的輸入狀態(tài)寄存器中，即刷新輸入。隨即關閉輸入端口，進入程序執(zhí)行階段。PLC在程序執(zhí)行階段：按用戶程序指令存放的先后順序掃描執(zhí)行每條指令，執(zhí)行的結果再寫入輸出狀態(tài)寄存器中，輸出狀態(tài)寄存器中所有的內容隨著程序的執(zhí)行而改變。輸出刷新階段：當所有指令執(zhí)行完畢，輸出狀態(tài)寄存器的通斷狀態(tài)在輸出刷新階段

21、送至輸出鎖存器中，并通過一定的方式（繼電器、晶體管或晶閘管）輸出，驅動相應輸出設備工作。二、S7-200 PLC的硬件組成及指令系統(tǒng)S7-200CPU將一個微處理器、一個集成電源和數(shù)字量I/O點集成在一個緊湊的封裝中，從而形成了一個功能強大的微型PLC，具體見下圖：S7-200CPU模塊包括一個中央處理器（CPU）、電源以及I/O點，這些都被集成在一個緊湊、獨立的設備中。CPU負責執(zhí)行程序和存儲數(shù)據(jù)，以便對工業(yè)自動控制任務或過程進行控制輸入和輸出時系統(tǒng)的控制點：輸入部分從現(xiàn)場設備中（例如傳感器或開關）采集信號，輸出部分則控制泵、電機、指示燈以及工業(yè)過程中的其他設備。電源向CPU及所連接的任何模

22、塊提供電力支持。通信端口用于連接CPU與上位機或其他工業(yè)設備。狀態(tài)信號燈顯示了CPU工作模式，本機I/O的當前狀態(tài)，以及檢查出的系統(tǒng)錯誤。2.2 氣動技術的介紹機械手的驅動方式有很多種比如電動式機械手、液壓式機械手、機械式機械手以及氣動試機械手，本課題所描述的五軸機器人中的氣動手指就是用氣動技術驅動的，那么我們來了解一下氣動技術。氣動技術，全稱氣壓傳動與控制技術，是生產過程自動化和機械化的最有效手段之一，具有高速高效、清潔安全、低成本、易維護等優(yōu)點，被廣泛應用于輕工機械領域中，在食品包裝及生產過程中也正在發(fā)揮越來越重要的作用。2.2.1 氣動技術的特點（1）氣動裝置結構簡單、輕便、安裝維護簡單

23、。壓力等級低、使用安全相對液壓系統(tǒng)安全一些（2）工作介質是取之不盡的空氣、空氣本身不花錢。排氣處理簡單，不污染環(huán)境，但電能消耗較大，能源轉換率很低，初期成本較低，但使用成本較高。（3）輸出力以及工作速度的調節(jié)非常容易。氣缸的動作速度一般為50500mm/s。但運行速度穩(wěn)定性不高。（4）可靠性不太高，使用壽命受氣源潔凈度和使用頻率的影響較大。（5）利用空氣的壓縮性，可貯存能量，實現(xiàn)集中供氣。可短時間釋放能量，以獲得間歇運動中的高速響應?？蓪崿F(xiàn)緩沖。對沖擊負載和過負載有較強的適應能力。在一定條件下，可使氣動裝置有自保持能力。（6）全氣動控制具有防火、防爆、防潮的能力。與液壓方式相比，氣動方式可在高

24、溫場合使用（通常為160以內）。2.2.2 氣動元件在氣動技術中電磁閥的運用非常重要。如果想利用PLC控制氣動機械手，那么必須要簡單的熟悉一下氣缸、氣動電磁閥的用法和控制的方法。 （1）氣缸示意圖 注：氣缸的正確運動使物料到達相應的位置，只要交換進出氣的方向就能改變氣缸的伸出（縮回）運動，氣缸兩側的磁性開關可以識別氣缸是否已經運動到位。 （2）單向電磁閥示意圖 注：單向電控閥用來控制氣缸單向運動，實現(xiàn)氣缸的伸出、縮回運動。與雙向電控閥區(qū)別在雙向電控閥初始位置是任意的可以控制兩個位置，而單控初始位置是固定的只能控制一個方向。2.2.3 氣動手指控制示意圖 注：上圖中手爪夾緊由單向電控氣閥控制，當

25、電控氣閥得電,手爪夾緊，當電控氣閥斷電后，手爪張開。2.3 步進電機及驅動器本課題是用的步進電機驅動器為雷賽 M415B，下邊簡單介紹一 下此型號。2.3.1元件簡介： M415B是采用中國專利技術生產的細分型高性能步進驅動器(M = Microstep),適合驅動中小型的任何1.5A相電流以下的兩相或四相混合式步進電機。由于采用新型的雙極性恒流斬波驅動技術，使用同樣的電機時可以比其它驅動方式輸出更大的速度和功率。其細分功能使步進電機運轉精度提高1-64倍。每秒兩萬次的斬波頻率，可以消除驅動器中的斬波噪聲。另一有用的功能是靜止自動減流：當電機處于停止狀態(tài)時，輸出電流可自動降至較低值，從而減少電

26、機和驅動器的發(fā)熱。靜止電流值可由用戶視具體應用自由設定。適合各種小型自動化設備和儀器，例如：氣動打標機、貼標機、割字機、激光打標機、繪圖儀、小型雕刻機、數(shù)控機床、拿放裝置等。在用戶期望低振動、小噪聲、高精度、高速度的小型設備中效果特佳。2.3.2元件圖片2.3.3元件特性 1 高性能、低價格 2 供電電壓可達40VDC 3 驅動電流可達1.5A 4 靜止時電流可自動減半 5 細分精度64細分可選,動態(tài)可改細分 6 光隔離信號輸入 7 電機噪聲優(yōu)化功能 8 可驅動任何1.5A相電流以下兩相、四相混合式步進電機 9 雙極恒流斬波方式 10 20KHz斬波頻率，最高頻率100KHz 11 精巧的外形

27、尺寸便于安裝2.3.4 電氣指標說明最小值典型值最大值單位供電電壓182440V均值輸出電流0.2111.5A邏輯輸入電流61530mA步進脈沖響應頻率100kHz脈沖低電平時間51us2.3.5 接線信號描述信號功能PUL脈沖信號：上升沿有效，每當脈沖由低變高時電機走一步DIR 方向信號：用于改變電機轉向，TTL電平驅動OPTO光耦驅動電源ENA使能信號：禁止或允許驅動器工作，低電平禁止GND直流電源地+V直流電源正極典型值24VA+電機A相A-電機A相B+電機B相B-電機B相2.3.6 接線 細撥設置 （1）電流設置 （2）細分設置 （3）接線圖 備注：使用24V電源時在信號線上串2K電阻

28、。2.4 編碼器   編碼器（encoder） 是將信號（如比特流）或數(shù)據(jù)進行編制、轉換為可用以通訊、傳輸和存儲的信號形式的設備。 編碼器把角位移或直線位移轉換成電信號，前者成為碼盤，后者稱碼尺按照讀出方式編碼器可以分為接觸式和非接觸式兩種接觸式采用電刷輸出，一電刷接觸導電區(qū)或絕緣區(qū)來表示代碼的狀態(tài)是"1”還是“0”；非接觸式的接受敏感元件是光敏元件或磁敏元件，采用光敏元件時以透光區(qū)和不透光區(qū)來表示代碼的狀態(tài)是"1”還是"0”，通過"1”和“0”的二進制編碼來將采集來的物理信號轉換為機器碼可讀取的電信號用以通訊、傳輸和儲存。 利用電磁

29、感應原理將兩個平面型繞組之間的相對位移轉換成電信號的測量元件，用于長度測量工具。 感應同步器（俗稱編碼器、光柵尺）分為直線式和旋轉式兩類。前者由定尺和滑尺組成，用于直線位移測量；后者由定子和轉子組成，用于角位移測量。1957年美國的R.W.特利普等在美國取得感應同步器的專利，原名是位置測量變壓器，感應同步器是它的商品名稱，初期用于雷達天線的定位和自動跟蹤、導彈的導向等。在機械制造中，感應同步器常用于數(shù)字控制機床、加工中心等的定位反饋系統(tǒng)中和坐標測量機、鏜床等的測量數(shù)字顯示系統(tǒng)中。它對環(huán)境條件要求較低，能在有少量粉塵、油霧的環(huán)境下正常工作。定尺上的連續(xù)繞組的周期為2毫米?；呱嫌袃蓚€繞組，其周期

30、與定尺上的相同，但相互錯開1/4周期 (電相位差90°)。感應同步器的工作方式有鑒相型和鑒幅型的兩種。前者是把兩個相位差90°、頻率和幅值相同的交流電壓U1 和U2分別輸入滑尺上的兩個繞組，按照電磁感應原理，定尺上的繞組會產生感應電勢U。如滑尺相對定尺移動，則U的相位相應變化，經放大后與 U1和U2比相、細分、計數(shù)，即可得出滑尺的位移量。在鑒幅型中，輸入滑尺繞組的是頻率、相位相同而幅值不同的交流電壓，根據(jù)輸入和輸出電壓的幅值變化，也可得出滑尺的位移量。由感應同步器和放大、整形、比相、細分、計數(shù)、顯示等電子部分組成的系統(tǒng)稱為感應同步器測量系統(tǒng)。它的測長精確度可達3微米/100

31、0毫米，測角精度可達1/360°。2.4.1 編碼器的優(yōu)點2.4.3 輸出信號第3章五軸機器人的動作流程 3.1 五軸機器人的動作流程 3.1.1 有工件時五軸機器人的動作 如果相應工位有工件，首先五軸機器人檢測本身是否在初始位置（不在初始位置要先恢復至初始位置）=一機械臂下降至所需位置（步進電機驅動）=氣動手指抓緊工件=機械臂上升至所需位置（步進電機驅動）=基座右移（或根據(jù)實際情況左移）至所需位置=基座順時針旋轉（或根據(jù)實際情況逆時針旋轉）至所需位置=氣夾順時針旋轉（或根據(jù)實際情況逆時針旋轉）至所需位置=氣動手指松開將工件放下=五軸機器人恢復到初始位置=進行下一個工作周期。 3.1

32、.2沒有工件五軸機器人的動作如果沒有工件，那么機械手就不必動作，在初始位等待工件的到來，以進行下一步動作。3.2 五軸搬運機器人元器件 名稱 型號類型測量距離轉速工作電流工作電壓數(shù)量接近開關LG8-1K直流8mm±20%200mA1030V5光電開關SB03-1K暫缺200mA1030V1繼電器ARM2F-L無24V6單向電控閥6V1100624V1步進直流電機24D25-24GN直流3000r24V功率：25W1.6A2限位開關V-155-1C254編碼器ZSP3.806-H03G-400B/121步進電機驅動器M415B24V2 第4章PLC的編程4.1 I/0分配表輸入輸出序號

33、輸入設備PLC地址序號輸出設備PLC地址1基座右旋到位I0.414X軸步進驅動器PULQ0.02氣夾正傳傳感器I0.515Z軸步進驅動器PULQ0.13氣夾反轉傳感器I0.616X軸步進驅動器DIRQ0.24基座原點傳感器I0.717Z軸步進驅動器DIRQ0.35X軸左限位I1.018 基座右行走Q0.46X軸右限位I1.119 基座左行走Q0.57Z軸上限位I1.220氣夾電磁閥+Q0.68Z軸下限位I1.321基座電機正轉Q1.09基座行走左限位I1.422基座電機反轉Q1.210基座行走原點限位I1.523氣夾電機正轉Q1.3 11基座行走右限位I1.624氣夾電機反轉Q1.412工件傳到位傳感器I1.713 編碼器