使用PLC設(shè)計(jì)的機(jī)械手示教控制系統(tǒng)的詳細(xì)資料說(shuō)明

　　本文介紹了基于可編程序控制器的六關(guān)節(jié)機(jī)械手示教控制系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)與控制方法 。 該控制系統(tǒng)可在示教模式下完成對(duì)機(jī)械手四點(diǎn)以內(nèi)的示教操作，并能在自動(dòng)復(fù)現(xiàn)模式下再現(xiàn)示教的內(nèi)容 。 經(jīng) 實(shí) 踐 證 明，本示教系統(tǒng)控制精度高、可 靠、性價(jià) 比 高、程 序 簡(jiǎn) 捷、修 改 方 便，實(shí) 時(shí) 性 好。

　　工業(yè)機(jī)械手是工業(yè)機(jī)器人的一個(gè)重要分支。 工業(yè)機(jī)械手在應(yīng)用機(jī)械制造的多種工藝中代替人工， 成為機(jī)械加工人員所需掌握的生產(chǎn)工具。 各種類型機(jī)械手是自動(dòng)化生產(chǎn)中必不可少的重要設(shè)備，尤其是在危險(xiǎn)場(chǎng)合，在嚴(yán)重威脅人們安全和健康的環(huán)境下，采用機(jī)械手代替人，具有十分重要的意義，因而廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、冶金、電子、輕工和原子能等行業(yè)。

　　示教再現(xiàn)型機(jī)器手可以按照示教程序重復(fù)工作， 在生產(chǎn)中已得到廣泛的應(yīng)用。 示教是指機(jī)器人的作業(yè)路徑、運(yùn)動(dòng)參數(shù)需要操作人員手把手示教或通過(guò)編程設(shè)定， 機(jī)器人重復(fù)再現(xiàn)示教的內(nèi)容。

　　機(jī)械 手 在控 制 元 件選 擇 上 通常 采 用 專用 控 制 器 或 通 用 控制器，雖然專用控制器的專用性強(qiáng)、程序語(yǔ)言嚴(yán)謹(jǐn)，但是價(jià)格高、維 護(hù) 較 困 難;而 采 用 如 PLC 等 通 用 控 制 器，具 有 程 序 修 改 簡(jiǎn)便，模塊通用性強(qiáng)，標(biāo)準(zhǔn)化 程 度 高，系 統(tǒng) 開(kāi) 發(fā)成 本 較 低等 特 點(diǎn)，應(yīng)用前景較廣闊。

　　本示教系統(tǒng)由六自由度機(jī)械手、步進(jìn)電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)器和編碼器構(gòu)成，采用 PLC 實(shí)現(xiàn)機(jī)械手六個(gè)自由度的定位控制，如圖 1 所示。 該機(jī)械手為六個(gè)自由度垂直關(guān)節(jié)型機(jī)械手，由腰部（1 軸）、大臂（2 軸）、小臂（3 軸）、肘（4 軸）、手腕（5 軸）和氣爪（6 軸）組成，全部采用可正、反轉(zhuǎn)的步進(jìn)電機(jī)作為動(dòng)力源。步進(jìn) 電 機(jī)是 一 種 將電 脈 沖 信號(hào) 轉(zhuǎn) 換 成相 應(yīng) 的 角 位 移 或 直線位移的數(shù)字/模擬裝置。步進(jìn)電機(jī)有回轉(zhuǎn)式步進(jìn)電機(jī)和直線式步進(jìn)電機(jī)兩種。對(duì)于旋轉(zhuǎn)式步進(jìn)電機(jī)而言，每當(dāng)輸入一個(gè)電脈沖后，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)輸出軸就轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度（即步距角）。 若輸入連續(xù)的電脈沖信號(hào)，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)就會(huì)一步一步地轉(zhuǎn)動(dòng)，且步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)過(guò)的角度與輸入脈沖個(gè)數(shù)成嚴(yán)格的正比關(guān)系。

　　步 進(jìn) 電 動(dòng) 機(jī) 能 夠 提 供 較 大 的 低 速 轉(zhuǎn) 矩， 一 般 可 達(dá) 5 倍 于相 同 尺寸的直流伺 服 電動(dòng) 機(jī) 的 連續(xù) 轉(zhuǎn) 矩，2 倍于 無(wú) 刷 電動(dòng) 機(jī) 的轉(zhuǎn)矩。 在某些場(chǎng)合，可以直接驅(qū)動(dòng)機(jī)器人的關(guān)節(jié)，而不需要減速裝置。

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