-4-摘要【內(nèi)容摘要】基于西門子S7-1200PLC的三軸聯(lián)動(dòng)機(jī)器人編程設(shè)計(jì)。通過結(jié)合PLC編程和機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)了高效的三軸協(xié)同工作。詳細(xì)討論了編程策略、運(yùn)動(dòng)規(guī)劃和實(shí)時(shí)控制方法，以提高機(jī)器人精準(zhǔn)度和生產(chǎn)效率。研究結(jié)果表明，該設(shè)計(jì)在自動(dòng)化生產(chǎn)環(huán)境中展現(xiàn)了卓越的性能和穩(wěn)定性。【關(guān)鍵詞】西門子，西門子、PLC、伺服電機(jī)、三軸聯(lián)動(dòng)、精確定位。

目錄TOC\o"1-3"\h\u12866摘要 330406第一章緒論 4108141.1前言 4220751.2項(xiàng)目設(shè)計(jì)說明 525285第二章三軸聯(lián)動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)的介紹 783412.1三軸機(jī)器人簡(jiǎn)介 7158812.1系統(tǒng)的流程和需求 77538第三章三軸機(jī)器人硬件的選型 9252463.1PLC 922593.1.1PLC的定義 954313.1.1PLC發(fā)展與未來 947263.1.2PLC工作原理 954113.1.3PLC選型 10145443.2PLC系統(tǒng)配置 11148183.2.1S7-1200PLCCPU的基本結(jié)構(gòu) 11258053.2.2S7-1200PLCCPU輸入輸出模式 11169813.2.3S7-1200PLCCPU通訊方式 1253323.3傳感器選型 1326283.3驅(qū)動(dòng)器選型 1462983.3.1V90驅(qū)動(dòng)器介紹 14167303.2.2V90伺服驅(qū)動(dòng)器的基本結(jié)構(gòu) 15114573.4電機(jī)選型 1822217第四章硬件電氣圖設(shè)計(jì) 19318444.1PLC電氣接線圖設(shè)計(jì) 19100294.1.1倉位電氣圖設(shè)計(jì) 19327574.1.2PLC輸入輸出電氣圖設(shè)計(jì) 209832第五章總體設(shè)計(jì) 20112895.1系統(tǒng)硬件總體設(shè)計(jì) 20198605.1.1硬件總體框架 20144465.1.2PLC控制伺服電機(jī) 2154285.2系統(tǒng)軟件總體設(shè)計(jì) 22177475.2.1軸工藝控制程序設(shè)計(jì) 22180025.2.1主流程框架設(shè)計(jì) 2784975.2.2位置參數(shù)調(diào)用 293025.2.2主流程程序設(shè)計(jì) 2912505第六章系統(tǒng)調(diào)試 31235325.1硬件部分的調(diào)試 31310705.2軟件調(diào)試 329577第七章總結(jié)與展望 345845參考文獻(xiàn) 356618致謝 36

緒論1.1前言隨著工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展，現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中對(duì)自動(dòng)化程度和生產(chǎn)工藝的要求越來越高，簡(jiǎn)單的一臺(tái)電機(jī)已經(jīng)不能滿足要求。生產(chǎn)工藝不斷復(fù)雜化，多軸運(yùn)動(dòng)的控制系統(tǒng)越來越多地運(yùn)用到工業(yè)生產(chǎn)中。因此，多軸控制系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域有著很高的的地位，是各大院校關(guān)注的課題。此項(xiàng)目背景源于制造業(yè)對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的迫切需求，以提高生產(chǎn)效率和靈活性?；谖鏖T子S7-1200PLC的三軸聯(lián)動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)旨在應(yīng)對(duì)這一需求，結(jié)合先進(jìn)的工業(yè)自動(dòng)化和運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)更高精度、更可靠的制造流程。隨著市場(chǎng)對(duì)智能制造的不斷追求，該項(xiàng)目旨在創(chuàng)造一種創(chuàng)新的解決方案，將PLC的可編程性與三軸聯(lián)動(dòng)的靈活性相結(jié)合，推動(dòng)工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的進(jìn)步?？删幊炭刂破髟诠I(yè)級(jí)的控制領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的工業(yè)計(jì)算機(jī)，是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為工業(yè)環(huán)境設(shè)計(jì)的一種工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，采用面向用戶的指令，編程方便。PLC在傳統(tǒng)的對(duì)開關(guān)量處理的基礎(chǔ)上，又增加了數(shù)字運(yùn)算及對(duì)模擬信號(hào)處理的能力，使PLC擁有巨大的發(fā)展前景。伺服系統(tǒng)又稱饋控制系隨動(dòng)系統(tǒng)，是用來精確地跟隨或復(fù)現(xiàn)某個(gè)過程的反統(tǒng)。伺服系統(tǒng)主要由三部分組成：控制器，功率驅(qū)動(dòng)裝置，反饋裝置和電動(dòng)機(jī)。伺服系統(tǒng)使物體的位置、方位、狀態(tài)等輸出被控量能夠跟隨輸入目標(biāo)的任意變化的自動(dòng)控制系統(tǒng)。交流伺服電機(jī)自帶編碼器反饋，能夠準(zhǔn)確地進(jìn)行位置定位，還能夠消除“自轉(zhuǎn)”現(xiàn)象，提高了系統(tǒng)的準(zhǔn)確性，在實(shí)際的生產(chǎn)應(yīng)用中越來越普及，是控制系統(tǒng)精確化的一大推動(dòng)力。因此利用PLC控制交流伺服的三軸聯(lián)動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的高度穩(wěn)定和精確，能夠帶來更高的效率。1.2項(xiàng)目設(shè)計(jì)說明本次項(xiàng)目設(shè)計(jì)是完成一個(gè)用于實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的西門子PLC控制的三軸聯(lián)動(dòng)的移物系統(tǒng)，基于西門子S7-1200PLC核心控制器的軟件編程。硬件則是由三臺(tái)V90伺服驅(qū)動(dòng)器和三臺(tái)伺服電機(jī)組成。要完成硬件系統(tǒng)的連接配置，將傳送帶和三軸伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器的輸入輸出信號(hào)接入控制器，伺服電機(jī)的光電編碼器信號(hào)接入驅(qū)動(dòng)器形成閉環(huán)實(shí)現(xiàn)電機(jī)位置的精確控制，并設(shè)置調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)器的配置參數(shù)，讓電機(jī)以最合適的狀態(tài)工作。在這次設(shè)計(jì)中，首先得完成機(jī)械的硬件配置，將機(jī)械臺(tái)上的電機(jī)、按鍵開關(guān)、接近開關(guān)等器件的輸入信號(hào)接入核心控制器PLC。硬件配置中的重點(diǎn)是完成伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的硬件配置和其中各個(gè)參數(shù)的設(shè)置，驅(qū)動(dòng)器連接的是控制器PLC和執(zhí)行器伺服電機(jī)，要將PLC的輸出信號(hào)轉(zhuǎn)化為直接控制電機(jī)的控制信號(hào)，并將伺服電機(jī)的光電編碼器信號(hào)回饋到驅(qū)動(dòng)器中實(shí)現(xiàn)閉環(huán)，從而實(shí)現(xiàn)電機(jī)的精確位置控制。硬件系統(tǒng)完成后就是核心控制器的編程，S7-1200是西門子模塊化PLC的代表。對(duì)于應(yīng)用于實(shí)際的工業(yè)設(shè)備，在保證系統(tǒng)安全性和穩(wěn)定性的前提下，提高系統(tǒng)的速率和實(shí)時(shí)性，系統(tǒng)各部分輸入和輸出的時(shí)序操作是系統(tǒng)編程的核心部分。處理好各個(gè)部分的時(shí)序問題才能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、高效工作的目的。

三軸聯(lián)動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)的介紹2.1三軸機(jī)器人簡(jiǎn)介三軸聯(lián)動(dòng)機(jī)器人通常包括機(jī)械結(jié)構(gòu)、電氣控制和軟件控制三個(gè)主要部分，其整體結(jié)構(gòu)涵蓋了機(jī)械、電氣和計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的設(shè)計(jì)和集成。以下是一個(gè)一般性的三軸聯(lián)動(dòng)機(jī)器人的整體結(jié)構(gòu)概述：1.機(jī)械結(jié)構(gòu)基座：機(jī)器人的底部結(jié)構(gòu)，通常提供穩(wěn)定的支撐。末端執(zhí)行器：安裝在機(jī)械臂末端的工具或設(shè)備，用于實(shí)際完成任務(wù)，如抓取、切割或焊接。2.電氣控制：伺服電機(jī)：驅(qū)動(dòng)機(jī)械臂和其他關(guān)鍵部件的電動(dòng)機(jī)，通常配備編碼器以提供位置反饋。傳感器：用于獲取環(huán)境信息和機(jī)器人狀態(tài)的傳感器，例如位置傳感器、力傳感器和視覺傳感器。電纜與連桿：用于連接電氣組件，傳輸電力和信號(hào)的電纜。3.軟件控制：PLC（可編程邏輯控制器）：控制機(jī)器人運(yùn)動(dòng)和執(zhí)行任務(wù)的核心控制單元。運(yùn)動(dòng)控制軟件：提供運(yùn)動(dòng)規(guī)劃和軌跡控制，確保機(jī)器人在工作空間內(nèi)準(zhǔn)確移動(dòng)。用戶界面（HMI）：允許用戶與機(jī)器人進(jìn)行交互，設(shè)置任務(wù)參數(shù)、監(jiān)控狀態(tài)等。整體而言，三軸聯(lián)動(dòng)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，通過機(jī)械、電氣和軟件的協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)高效的運(yùn)動(dòng)控制和各類任務(wù)的執(zhí)行。這種綜合性的結(jié)構(gòu)使得機(jī)器人能夠適應(yīng)多樣化的應(yīng)用領(lǐng)域，如制造、裝配、包裝等。2.1系統(tǒng)的流程和需求流程運(yùn)行中，若遇偶然因素發(fā)生意外，系統(tǒng)應(yīng)該保持關(guān)閉狀態(tài)以保證安全。開啟電源后，首先在觸摸屏上設(shè)置好物體搬運(yùn)的位置和電機(jī)速度設(shè)置值，然后啟動(dòng)開始，傳送帶開始工作。若接近開關(guān)檢測(cè)到有物料到達(dá)則傳送帶停止轉(zhuǎn)動(dòng)，三軸系統(tǒng)開始運(yùn)作：Z軸下移至物料處，啟動(dòng)電磁閥，吸住物料，Z軸上升至原位，啟動(dòng)X軸和Y軸到達(dá)指定位置；啟動(dòng)Z軸到達(dá)放置處，關(guān)閉電磁閥，Z軸回到原位。啟動(dòng)X軸和Y軸回到初始位置則完成一個(gè)周期。此整個(gè)任務(wù)已經(jīng)完成，下一次取放物料的時(shí)候則改放置位置，重復(fù)當(dāng)前過程。系統(tǒng)設(shè)計(jì)中采用主體循環(huán)的方式，在每次循環(huán)中整理好各個(gè)部分的時(shí)序邏輯，并兼顧意外干擾的處理，由此可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的功能需求。重復(fù)3次，位置偏差不達(dá)到2~3CM則為任務(wù)完成。

三軸機(jī)器人硬件的選型3.1PLC3.1.1PLC的定義可編程邏輯控制器（PLC）是一種專用的計(jì)算設(shè)備，廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域。PLC的主要功能是通過編程控制和監(jiān)控機(jī)械或生產(chǎn)過程中的電氣設(shè)備。它采用可編程的邏輯功能，能夠執(zhí)行開關(guān)、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)等各種控制任務(wù)。PLC的靈活性和可編程性使其成為自動(dòng)化系統(tǒng)中關(guān)鍵的組成部分，用于提高生產(chǎn)效率、降低成本并增強(qiáng)工業(yè)過程的可靠性。3.1.1PLC發(fā)展與未來PLC（可編程邏輯控制器）自20世紀(jì)70年代問世以來，經(jīng)歷了顯著的技術(shù)演進(jìn)。最初專注于簡(jiǎn)單的邏輯控制，PLC逐漸擴(kuò)展到復(fù)雜的自動(dòng)化系統(tǒng)。隨著工業(yè)4.0和物聯(lián)網(wǎng)的興起，PLC在以下方面展示了發(fā)展趨勢(shì)：1.互聯(lián)性增強(qiáng)：PLC系統(tǒng)更加注重與其他設(shè)備和系統(tǒng)的互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)更高程度的信息共享和協(xié)同工作，促進(jìn)生產(chǎn)流程的集成化。2.智能化和數(shù)據(jù)分析：PLC系統(tǒng)逐漸融入先進(jìn)的數(shù)據(jù)分析和人工智能技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控、預(yù)測(cè)性維護(hù)和優(yōu)化生產(chǎn)流程，提高效率和可靠性。3.安全性和可靠性提升：針對(duì)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)安全的不斷威脅，PLC系統(tǒng)加強(qiáng)了安全性措施，確保生產(chǎn)過程的穩(wěn)定運(yùn)行，并防范潛在的風(fēng)險(xiǎn)。4.模塊化設(shè)計(jì)：PLC系統(tǒng)趨向于更模塊化、可擴(kuò)展的設(shè)計(jì)，使其適應(yīng)不斷變化的工業(yè)需求，同時(shí)提供更靈活的定制化解決方案。5.能效和可持續(xù)性：PLC系統(tǒng)在設(shè)計(jì)中越來越注重能源效率，以滿足全球?qū)沙掷m(xù)發(fā)展和資源節(jié)約的日益增長(zhǎng)的需求。未來，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，PLC將繼續(xù)演進(jìn)，更緊密地與先進(jìn)技術(shù)整合，以適應(yīng)日益復(fù)雜的工業(yè)環(huán)境，為生產(chǎn)流程提供更智能、高效和可持續(xù)的控制解決方案。3.1.2PLC工作原理PLC（可編程邏輯控制器）的工作原理基于其內(nèi)部的邏輯運(yùn)算單元和輸入/輸出模塊。以下是PLC的基本工作原理：1.輸入階段：PLC通過輸入模塊接收來自外部傳感器、開關(guān)等設(shè)備的信號(hào)。這些輸入信號(hào)可以是數(shù)字（例如開關(guān)狀態(tài)）或模擬（例如溫度傳感器）。2.邏輯運(yùn)算：PLC內(nèi)部的邏輯運(yùn)算單元執(zhí)行用戶編寫的程序，這些程序包含了對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行邏輯運(yùn)算和判斷的指令。這些邏輯操作通?；跅l件語句，例如開關(guān)狀態(tài)、計(jì)數(shù)器值等。3.處理和控制：根據(jù)編寫的邏輯程序，PLC確定相應(yīng)的輸出動(dòng)作。這些輸出動(dòng)作通過輸出模塊發(fā)送到連接的執(zhí)行器、電機(jī)、閥門等設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過程的控制。4.循環(huán)執(zhí)行：PLC的工作是循環(huán)執(zhí)行的，它不斷掃描輸入信號(hào)、執(zhí)行邏輯運(yùn)算、更新內(nèi)部狀態(tài)，并輸出控制信號(hào)。這種循環(huán)使得PLC能夠?qū)崟r(shí)響應(yīng)外部變化，保持生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性和靈活性?？傮w而言，PLC通過周期性的輸入掃描、邏輯運(yùn)算和輸出控制，實(shí)現(xiàn)了對(duì)工業(yè)過程的自動(dòng)化控制。其可編程性使其適應(yīng)不同的應(yīng)用場(chǎng)景，從簡(jiǎn)單的邏輯控制到復(fù)雜的生產(chǎn)流程管理。3.1.3PLC選型選擇西門子S7-1200PLC進(jìn)行三軸聯(lián)動(dòng)機(jī)器人編程設(shè)計(jì)，主要基于其卓越的性能和適用于工業(yè)自動(dòng)化的特點(diǎn)。以下是相關(guān)選擇的闡述：1.高性能與可靠性：西門子S7-1200PLC以其強(qiáng)大的性能和高度可靠的運(yùn)行而著稱。這為三軸聯(lián)動(dòng)機(jī)器人提供了快速、穩(wěn)定的控制環(huán)境，確保高效的生產(chǎn)操作。2.靈活性和可編程性：S7-1200PLC具有靈活的編程能力，允許工程師根據(jù)具體需求編寫復(fù)雜的邏輯控制程序。這種可編程性使其適用于各種不同的三軸聯(lián)動(dòng)機(jī)器人應(yīng)用，從而提供了更大的靈活性。3.先進(jìn)的通信能力：S7-1200支持現(xiàn)代工業(yè)通信協(xié)議，如Profinet，使其能夠輕松與其他設(shè)備、傳感器和系統(tǒng)進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)更高程度的集成和信息共享。4.緊湊設(shè)計(jì)與易于安裝：S7-1200PLC具有緊湊的設(shè)計(jì)，適用于有空間限制的工業(yè)環(huán)境。其易于安裝和集成的特性有助于簡(jiǎn)化機(jī)器人系統(tǒng)的部署過程。5.全面的支持和生態(tài)系統(tǒng)：西門子作為自動(dòng)化領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者，提供了全面的技術(shù)支持和完善的生態(tài)系統(tǒng)。這包括豐富的文檔、培訓(xùn)資源以及社群支持，為工程師提供了必要的支持和資源?？傮w而言，選擇西門子S7-1200PLC為三軸聯(lián)動(dòng)機(jī)器人編程設(shè)計(jì)提供了可靠、靈活和高效的解決方案，有助于提高生產(chǎn)效率并滿足復(fù)雜的自動(dòng)化控制需求。3.2PLC系統(tǒng)配置3.2.1S7-1200PLCCPU的基本結(jié)構(gòu)S7-1200PLCCPU的基本結(jié)構(gòu)包括中央處理器（CPU）、存儲(chǔ)器單元、輸入/輸出接口、通信接口以及系統(tǒng)總線。CPU負(fù)責(zé)執(zhí)行用戶程序和控制任務(wù)，存儲(chǔ)器單元包括程序存儲(chǔ)器（用于存放用戶程序）和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（用于存放變量和中間結(jié)果）。輸入/輸出接口連接傳感器和執(zhí)行器，通信接口用于與其他設(shè)備進(jìn)行通信，系統(tǒng)總線則負(fù)責(zé)連接各個(gè)組件。這整體結(jié)構(gòu)使S7-1200能夠高效地處理控制任務(wù)、與外部設(shè)備通信，并實(shí)現(xiàn)靈活的自動(dòng)化控制。圖1-0S7-1200PLC外觀圖3.2.2S7-1200PLCCPU輸入輸出模式S7-1200CPU輸出輸入模式主要有：數(shù)字輸入（DI）、數(shù)字輸出（DO）、模擬輸入（AI）和模擬輸出（AO）模塊，這些模塊主要集成在中央處理單元上。通過編程軟件進(jìn)行模塊配置和設(shè)置。1.數(shù)字輸入（DI）：用于連接數(shù)字信號(hào)，例如開關(guān)或傳感器。配置時(shí)，您需指定每個(gè)輸入的硬件地址，以便在程序中訪問相應(yīng)的信號(hào)狀態(tài)。2.數(shù)字輸出（DO）：用于控制外部數(shù)字設(shè)備，如繼電器或閥門。配置時(shí)，同樣需要分配硬件地址，并在程序中編寫邏輯以控制輸出狀態(tài)。3.模擬輸入（AI）：用于接收模擬信號(hào)，例如溫度或壓力傳感器的輸出。配置時(shí)，指定每個(gè)模擬輸入通道的硬件地址，并在程序中使用模擬量的數(shù)值。4.模擬輸出（AO）：用于輸出模擬信號(hào)，例如驅(qū)動(dòng)調(diào)速器或調(diào)節(jié)閥。同樣，配置時(shí)需分配硬件地址，并在程序中設(shè)置所需的模擬輸出值。在編程軟件中，創(chuàng)建相應(yīng)的程序塊，使用指定的硬件地址和邏輯來處理輸入和控制輸出。這有助于實(shí)現(xiàn)所需的自動(dòng)化功能。確保在設(shè)計(jì)和配置時(shí)遵循相關(guān)的技術(shù)規(guī)范和設(shè)備手冊(cè)。圖1-1S7-1200CPU中央處理單元接線圖本次設(shè)計(jì)CPU為晶體管輸出，輸出響應(yīng)快，無機(jī)械觸點(diǎn)，使用壽命長(zhǎng)，但是輸出的驅(qū)動(dòng)能力不足，承受的電壓電流單位也不夠。因此當(dāng)要驅(qū)動(dòng)功率要求較高的部分(如驅(qū)動(dòng)電機(jī)的使能端、電磁閥、異警警報(bào)等)時(shí)，需要借助外部的繼電器驅(qū)動(dòng)，以免損傷IO口。3.2.3S7-1200PLCCPU通訊方式S7-1200CPU支持多種通訊方式，以便與其他設(shè)備、系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。以下是其中一些常見的通訊方式：1.PROFINET：PROFINET是一種實(shí)時(shí)以太網(wǎng)協(xié)議，常用于工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域。S7-1200可以通過PROFINET連接到其他PROFINET設(shè)備，如其他PLC、HMI、傳感器和執(zhí)行器。2.MODBUS：MODBUS是一種串行通信協(xié)議，廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化中。S7-1200可以配置為MODBUSTCP主站或從站，以與其他兼容的設(shè)備進(jìn)行通信。3.MPI：MPI是Siemens用于連接S7系列PLC的專有串行通信協(xié)議。適用于較小規(guī)模的局部網(wǎng)絡(luò)，通常用于連接多個(gè)PLC進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。4.Ethernet/IP：基于以太網(wǎng)的工業(yè)協(xié)議，用于實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間的實(shí)時(shí)通訊。S7-1200支持通過Ethernet/IP與其他兼容設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。5.Profibus：Profibus是一種用于自動(dòng)化系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議。通過Profibus通訊模塊，S7-1200可以連接到Profibus網(wǎng)絡(luò)，并與其他設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。在編程軟件STEP7中，需要配置通訊設(shè)置，包括通訊協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)參數(shù)和設(shè)備地址，以確保S7-1200與其他設(shè)備正確通訊。選擇適當(dāng)?shù)耐ㄓ嵎绞饺Q于系統(tǒng)要求、設(shè)備兼容性和通訊距離等因素。三軸聯(lián)動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)中，在通信模塊中主要引用CM1243-5PROFIBUSDP模塊,通過PROFINET與V90伺服驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行連接。在編程軟件STEP7中，通過工藝組態(tài)對(duì)V90伺服驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行參數(shù)上設(shè)置，驅(qū)動(dòng)三軸伺服電機(jī)的控制。來完成三軸機(jī)器人聯(lián)動(dòng)聯(lián)調(diào)功能。3.3傳感器選型光電傳感器限位開關(guān)是一種利用光電效應(yīng)實(shí)現(xiàn)位置檢測(cè)的裝置。它通常包括發(fā)光器件和接收器件，通過光束的遮擋或反射來檢測(cè)物體的位置。這種開關(guān)廣泛應(yīng)用于自動(dòng)化系統(tǒng)中，用于監(jiān)測(cè)、控制或限制機(jī)械設(shè)備的運(yùn)動(dòng)范圍，具有高精度和穩(wěn)定性的特點(diǎn)。工作平臺(tái)由3*3的正方形方格組成，每一個(gè)方格代表一個(gè)倉位。開始程序之前先確保每一個(gè)倉位的光電傳感器連接在PLC的IO端口上。當(dāng)物料到達(dá)倉位時(shí)，光電傳感器置位為1信號(hào)發(fā)送給PLC，來確保下一次流程開始不會(huì)重復(fù)放入此位置。三軸伺服電機(jī)上采用是硬限位開關(guān)回原點(diǎn)的方式。每一個(gè)伺服電機(jī)有3個(gè)光電傳感器，分別是左限位，原點(diǎn)限位，右限位。只有觸發(fā)原點(diǎn)限位伺服電機(jī)才算回到原點(diǎn)。通過限位開關(guān)可以確保伺服電機(jī)回原點(diǎn)和執(zhí)行程序放入倉位精準(zhǔn)性，有效防止來自程序誤差。圖1.2PLC控制電機(jī)示意圖3.3驅(qū)動(dòng)器選型3.3.1V90驅(qū)動(dòng)器介紹三軸聯(lián)動(dòng)機(jī)器人編程設(shè)計(jì)選用V90伺服驅(qū)動(dòng)器，可通過以下步驟實(shí)現(xiàn)：1.系統(tǒng)配置與硬件連接：-確保V90伺服驅(qū)動(dòng)器正確安裝和連接至三軸機(jī)器人的伺服電機(jī)。-配置V90驅(qū)動(dòng)器參數(shù)，包括電機(jī)型號(hào)、反饋裝置（如編碼器）等。2.PLC程序設(shè)計(jì)：-使用PLC編程工具（如西門子Step7等）創(chuàng)建新的項(xiàng)目。-添加V90伺服驅(qū)動(dòng)器相關(guān)的設(shè)備，確保PLC與驅(qū)動(dòng)器通信正常。3.運(yùn)動(dòng)控制編程：-編寫PLC程序來控制三軸機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)。這包括設(shè)置運(yùn)動(dòng)模式、速度、位置等參數(shù)。-使用V90伺服驅(qū)動(dòng)器的API或PLC支持的通信協(xié)議，發(fā)送運(yùn)動(dòng)指令給伺服驅(qū)動(dòng)器。4.運(yùn)動(dòng)規(guī)劃與插補(bǔ)：-實(shí)現(xiàn)三軸聯(lián)動(dòng)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃，確保平滑的軌跡和適當(dāng)?shù)乃俣取?插補(bǔ)算法可以用于在三軸之間實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)的運(yùn)動(dòng)，確保機(jī)器人的整體運(yùn)動(dòng)效果。5.異常處理與安全設(shè)計(jì)：-實(shí)現(xiàn)異常處理機(jī)制，包括處理驅(qū)動(dòng)器故障、失控、過載等情況。-設(shè)計(jì)安全性系統(tǒng)，確保在需要時(shí)緊急停止機(jī)器人運(yùn)動(dòng)。6.調(diào)試與優(yōu)化：-在仿真環(huán)境中調(diào)試PLC程序，驗(yàn)證運(yùn)動(dòng)控制和規(guī)劃的準(zhǔn)確性。-將程序加載到實(shí)際硬件中進(jìn)行測(cè)試，進(jìn)行逐步調(diào)整以優(yōu)化運(yùn)動(dòng)性能。7.文檔記錄：-記錄詳細(xì)的編程設(shè)計(jì)、參數(shù)配置和調(diào)試步驟，以備將來維護(hù)和升級(jí)。通過以上步驟，結(jié)合V90伺服驅(qū)動(dòng)器的特性和API，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)三軸聯(lián)動(dòng)機(jī)器人的高效編程設(shè)計(jì)，確保其在自動(dòng)化生產(chǎn)環(huán)境中以穩(wěn)定、高效的方式執(zhí)行任務(wù)。3.2.2V90伺服驅(qū)動(dòng)器的基本結(jié)構(gòu)V90伺服驅(qū)動(dòng)器是一種高性能電機(jī)控制設(shè)備，其基本結(jié)構(gòu)包括：1.電源模塊：接收外部電源輸入，將其轉(zhuǎn)換為適用于內(nèi)部電路的直流電。這確保了伺服系統(tǒng)獲得穩(wěn)定的電能供應(yīng)。2.控制器：包括處理器和控制算法，負(fù)責(zé)解釋用戶輸入或反饋信號(hào)，并生成適當(dāng)?shù)目刂菩盘?hào)。這使得伺服驅(qū)動(dòng)器能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的電機(jī)控制，滿足不同應(yīng)用的需求。3.信號(hào)處理單元：處理傳感器提供的反饋信息，例如位置、速度和電流。這些信息有助于實(shí)時(shí)調(diào)整電機(jī)的運(yùn)動(dòng)，保證系統(tǒng)對(duì)外部變化做出快速響應(yīng)。4.功率放大器：接收來自控制器的信號(hào)，并將其放大為足以驅(qū)動(dòng)電機(jī)的高功率信號(hào)。這通常采用現(xiàn)代功率半導(dǎo)體技術(shù)，以提高效率和響應(yīng)速度。5.保護(hù)和監(jiān)測(cè)電路：負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)驅(qū)動(dòng)器和電機(jī)的狀態(tài)，包括溫度、電流和電壓。它還觸發(fā)保護(hù)機(jī)制，以避免設(shè)備過載或過熱。這些組件協(xié)同工作，使V90伺服驅(qū)動(dòng)器成為工業(yè)自動(dòng)化、機(jī)械系統(tǒng)和其他精密運(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用中的關(guān)鍵部件。圖1-3V90控制回路電源為驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部提供控制部分的驅(qū)動(dòng)電壓，如±15V、5V、3.3V、24V等電壓。主控制回路電源的R、S、T連接在商用電源，為驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部整流部分提供三相電源，整流出來的直流經(jīng)過控制信號(hào)的調(diào)制逆變生產(chǎn)可調(diào)的三相電以控制伺服電機(jī)。顯示部分由五位七段數(shù)碼管顯示伺服驅(qū)動(dòng)器的狀態(tài)、異警或者驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部參數(shù)。操作部分可以通過按鍵設(shè)置修改功能、參數(shù)、監(jiān)控設(shè)定等。控制連接器CN1:與可編程控制器PLC或者其他控制IO口連接。編碼器連接器.CN2:連接伺服電機(jī)檢測(cè)器，將編碼器連接進(jìn)入驅(qū)動(dòng)器形成閉環(huán)系統(tǒng)。RS485&RS232連接器：與PC機(jī)或者控制器連接，并能與其他設(shè)備連接通信。圖1-4V90驅(qū)動(dòng)器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖和接線圖V90驅(qū)動(dòng)器的工作流程：1.接收輸入信號(hào)：從外部用戶或控制系統(tǒng)接收輸入信號(hào)，這些信號(hào)指定了電機(jī)的期望狀態(tài)，例如速度、位置或力矩。2.信號(hào)解析與處理：控制器解析接收到的輸入信號(hào)，并通過內(nèi)置的控制算法處理。這一步?jīng)Q定了如何調(diào)整電機(jī)的運(yùn)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)所需的目標(biāo)。3.生成控制信號(hào)：基于解析和處理的結(jié)果，控制器生成適當(dāng)?shù)目刂菩盘?hào)，這些信號(hào)會(huì)傳遞到功率放大器。4.功率放大器放大信號(hào)：功率放大器接收控制信號(hào)并將其放大，以提供足夠的功率以驅(qū)動(dòng)電機(jī)執(zhí)行相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)。5.電機(jī)驅(qū)動(dòng)：放大后的信號(hào)傳輸?shù)诫姍C(jī)，導(dǎo)致電機(jī)開始運(yùn)動(dòng)。這可能涉及轉(zhuǎn)動(dòng)、線性運(yùn)動(dòng)或其他機(jī)械運(yùn)動(dòng)，具體取決于應(yīng)用的需求。6.傳感器反饋：配備在電機(jī)上的傳感器測(cè)量電機(jī)的實(shí)際狀態(tài)，例如位置、速度和電流。這些反饋信號(hào)被傳遞回控制器。7.實(shí)時(shí)調(diào)整：控制器使用傳感器反饋信息進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，確保電機(jī)的實(shí)際運(yùn)動(dòng)與預(yù)期的一致。這種閉環(huán)反饋機(jī)制有助于糾正任何誤差并保持系統(tǒng)的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。8.重復(fù)過程：整個(gè)流程是一個(gè)連續(xù)的循環(huán)，持續(xù)不斷地接收輸入、生成控制信號(hào)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、獲取反饋并進(jìn)行調(diào)整，以保持系統(tǒng)在動(dòng)態(tài)環(huán)境中的穩(wěn)定性和性能。3.4電機(jī)選型SIMOTICSS-1FL6是V90驅(qū)動(dòng)器配套使用，選擇SIMOTICSS-1FL6電機(jī)是不可少選擇。SIMOTICSS-1FL6是西門子推出的一系列低慣量同步伺服電機(jī)。以下是關(guān)于SIMOTICSS-1FL6的一般介紹：1.應(yīng)用領(lǐng)域：S-1FL6系列電機(jī)廣泛應(yīng)用于自動(dòng)化系統(tǒng)和工業(yè)生產(chǎn)中，特別適用于需要高性能、高精度運(yùn)動(dòng)控制的應(yīng)用場(chǎng)景。2.低慣量設(shè)計(jì)：1FL6電機(jī)設(shè)計(jì)的一個(gè)主要特點(diǎn)是低慣量，這意味著電機(jī)具有較小的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。這樣的設(shè)計(jì)使其更適合對(duì)動(dòng)態(tài)性能和響應(yīng)速度要求較高的任務(wù)。3.高性能：1FL6系列電機(jī)采用先進(jìn)的同步伺服技術(shù)，提供卓越的性能，包括高精度的位置和速度控制，以及出色的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。4.編碼器反饋：這些電機(jī)通常集成了高分辨率的編碼器，用于提供準(zhǔn)確的位置反饋，從而實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制系統(tǒng)，確保運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。5.連接性：S-1FL6電機(jī)通常具備與西門子自動(dòng)化系統(tǒng)集成的靈活性，支持現(xiàn)代通信標(biāo)準(zhǔn)，如Profinet，以實(shí)現(xiàn)高效的數(shù)據(jù)交換和集成。6.可靠性和耐用性：西門子的SIMOTICS系列以其可靠性和耐用性而聞名，S-1FL6電機(jī)也不例外。它們經(jīng)過精心設(shè)計(jì)，以滿足工業(yè)環(huán)境中長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的要求。圖1-5SIMOTICSS-1FL6外觀圖

硬件電氣圖設(shè)計(jì)4.1PLC電氣接線圖設(shè)計(jì)4.1.1倉位電氣圖設(shè)計(jì)每一個(gè)倉位上都有一個(gè)限位開關(guān)，當(dāng)三軸聯(lián)動(dòng)放下物料時(shí)，會(huì)觸碰限位開關(guān)使1號(hào)到9號(hào)限位開關(guān)為置1狀態(tài)，從而使對(duì)應(yīng)I6.0-I6.7輸出信號(hào)傳送給PLC。圖1-6倉位限位電氣圖4.1.2PLC輸入輸出電氣圖設(shè)計(jì)X,Y軸上分別有3個(gè)光電限位開關(guān)：左極限，原點(diǎn)開關(guān)，右極限。通過限位開關(guān)來確保電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不會(huì)發(fā)生誤差，從而精準(zhǔn)控制伺服電機(jī)回原點(diǎn)位置。圖1-7PLC輸入輸出電氣圖

總體設(shè)計(jì)5.1系統(tǒng)硬件總體設(shè)計(jì)5.1.1硬件總體框架系統(tǒng)主要由控制器PLC、傳送帶，三軸伺服電機(jī)及變頻器，步進(jìn)電機(jī)，V90伺服驅(qū)動(dòng)器，人機(jī)交互按鍵開關(guān)，電磁閥及氣缸等部分組成。三軸聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)的核心控制器為PLC,實(shí)際選用的是西門子S7-1200型號(hào)。由PC機(jī)與PLC連接進(jìn)行編程、調(diào)試等操作，PLC還可以通過RS485通訊協(xié)議與其他結(jié)構(gòu)進(jìn)行通信；PLC的最主要功能是根據(jù)所編寫程序控制三臺(tái)V90伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和傳動(dòng)帶電機(jī)的變頻器，根據(jù)開關(guān)按鈕、接近開關(guān)或者程序內(nèi)部的信號(hào)輸入向驅(qū)動(dòng)器輸出控制信號(hào)：電機(jī)使能信號(hào)、方向控制信號(hào)、脈沖信號(hào)、異警信號(hào)等；驅(qū)動(dòng)器由電源供電，根據(jù)PLC輸入的脈沖信號(hào)調(diào)節(jié)輸出電壓U、V、W以控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，脈沖數(shù)量決定電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)距離。電機(jī)的光電編碼器信號(hào)回饋到伺服驅(qū)動(dòng)器中，使系統(tǒng)閉環(huán)，實(shí)現(xiàn)精確的位置控制。5.1.2PLC控制伺服電機(jī)西門子S7-1200PLC是系統(tǒng)核心控制器，三軸聯(lián)動(dòng)取物系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)就是PLC按照按照時(shí)序控制傳送帶步進(jìn)電機(jī)和三軸伺服電機(jī)按照一定時(shí)序運(yùn)行相應(yīng)距離，加上電磁閥的協(xié)調(diào)配合從而實(shí)現(xiàn)取物放物并且精準(zhǔn)確定位置的過程。PLC在按鍵啟動(dòng)后使傳動(dòng)帶電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，在無意外干擾的情況下檢測(cè)到有無物料到達(dá)(接近開關(guān)),則停止傳動(dòng)帶，啟動(dòng)X、Y、Z三軸伺服電機(jī)，進(jìn)行吸物料、移位、放物料、回原位的操作過程。因此三軸系統(tǒng)最主要的控制部分就在PLC控制傳動(dòng)帶步進(jìn)電機(jī)和三個(gè)軸上的三個(gè)伺服電機(jī)，使之協(xié)調(diào)配合運(yùn)作，實(shí)現(xiàn)搬運(yùn)要求的工作。圖1.9PLC控制電機(jī)示意圖5.2系統(tǒng)軟件總體設(shè)計(jì)5.2.1軸工藝控制程序設(shè)計(jì)伺服驅(qū)動(dòng)器參數(shù)設(shè)置首先應(yīng)確定控制模式，驅(qū)動(dòng)器有三種模式：位置控制、速度控制和轉(zhuǎn)矩控制。最主要參數(shù)是通過STEP7軟件中工藝組態(tài)，以下是主要流程：首先在S7-1200模塊中添加CM1243-5模塊，然后在設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)添加V90PNV1.0模塊，并在模塊添加報(bào)文3打開工藝組態(tài)，分別對(duì)三軸伺服電機(jī)組態(tài)，選擇驅(qū)動(dòng)器，添加報(bào)文3來交換于驅(qū)動(dòng)器數(shù)據(jù)。在工藝組態(tài)中需要設(shè)置參數(shù)：電機(jī)每轉(zhuǎn)的負(fù)載位移，位置限制為硬限位，最大轉(zhuǎn)速，加速度，減速度，回原點(diǎn)方式為通過數(shù)字量輸入歸位開關(guān)。圖1-10V90伺服驅(qū)動(dòng)器組態(tài)圖完成組態(tài)后需要在STEP7中通過PC手動(dòng)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)是否設(shè)置成功，并檢查光電限位開關(guān)傳感器是否能在正常輸入，回原點(diǎn)是否精準(zhǔn)。由于西門子S7-1200系列PLC屬于中型模塊化設(shè)計(jì)的可編程控制器，每一個(gè)常用的特殊功能都有相應(yīng)的模塊?？刂扑欧姍C(jī)或者步進(jìn)電機(jī)，S7-1200中有特殊功能塊FB模塊可以很方便地輸出脈沖、方向信號(hào)和使能信號(hào)，以控制電機(jī)的啟動(dòng)、方向和行程。但是本次設(shè)計(jì)，由于原材料成本問題，同時(shí)也為了提高難度，單獨(dú)使用FB模塊實(shí)現(xiàn)多個(gè)電機(jī)的控制。工藝組態(tài)是對(duì)電機(jī)各個(gè)重要參數(shù)編寫，通過STEP7的FB模塊程序段來引入到主程序從而驅(qū)動(dòng)整個(gè)流程的運(yùn)行。圖1-11是通過建立一個(gè)FB模塊然后，在模塊再次引入以下數(shù)據(jù)模塊MC_Powre：運(yùn)動(dòng)控制指令可啟用或禁用軸。Axis選取是軸對(duì)象，引用”#Axis”可以選取三軸的工藝對(duì)象，以下FB塊全是引用”#Axis”。Enable使能輸入，輸入1啟用，輸入0停止軸。圖1-10MC_Powre模塊圖MC_Reset：運(yùn)動(dòng)控制指令“MC_Reset”可用于確認(rèn)“伴隨軸停止出現(xiàn)的運(yùn)行錯(cuò)誤”和“組態(tài)錯(cuò)誤”。Excute為上升沿時(shí)啟動(dòng)命令.引用“Clock_1HZ”是1HZ頻率發(fā)送信號(hào)，Done是錯(cuò)誤輸出。圖1-11MC_Reset模塊圖MC_Home:運(yùn)動(dòng)控制指令可將軸坐標(biāo)與實(shí)際物理驅(qū)動(dòng)器位置匹配。“#回原點(diǎn)”為回原點(diǎn)輸入，原點(diǎn)模式一般輸入為3，3回原點(diǎn)模式意為需要硬件限位來找原點(diǎn)位置來回原點(diǎn)。圖1-12MC_Home模塊圖MC_MoveAbsolute；啟動(dòng)軸定位運(yùn)動(dòng)，以將軸移動(dòng)到某個(gè)絕對(duì)位置。MC_MoveJog；在點(diǎn)動(dòng)模式下以指定的速度連續(xù)移動(dòng)軸。圖1-13MC_MoveAbsolute和MC_MoveJog模塊圖建立好FB模塊后，并設(shè)置好三軸伺服電機(jī)的參數(shù)。由于FB塊沒有內(nèi)部?jī)?chǔ)存功能，需要建立一個(gè)DB數(shù)據(jù)庫來管理相關(guān)數(shù)據(jù)，其中主要參數(shù)有點(diǎn)動(dòng)速度：50.0，絕對(duì)速度：200.0，絕對(duì)位置：0.0，每一個(gè)軸的位置儲(chǔ)存，記錄位置儲(chǔ)存需要手動(dòng)調(diào)節(jié)每一個(gè)倉位對(duì)應(yīng)的位置。在軟件上線運(yùn)行時(shí)，可以監(jiān)視每一個(gè)電機(jī)的參數(shù)變動(dòng)。但注意是如果要修改對(duì)應(yīng)參數(shù)，一定要線上關(guān)閉PLC然后在進(jìn)行修改相對(duì)應(yīng)參數(shù)內(nèi)容，否則PLC會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)報(bào)錯(cuò)。圖1-14DP數(shù)據(jù)庫圖然后在把工藝FB模塊再次分別引入到X,Y,Z的程序中。并把建立好DB數(shù)據(jù)塊中的數(shù)據(jù)引入到X,Y,Z模塊程序中。模塊左邊分別引用參數(shù)變量，右邊是輸出變量，當(dāng)每一個(gè)程序運(yùn)行完畢時(shí)，則“運(yùn)動(dòng)完成”地址輸出為1傳送給主程序中。、圖1-15X軸程序圖圖1-16Y軸程序圖圖1-15Z軸程序圖三軸程序參數(shù)變量設(shè)置好后，此時(shí)三軸子流程已經(jīng)完成，再次需要引用到主程序中。圖1-16軸控制程序圖此“急?！睘橥庥草斎氚粹o，當(dāng)按下急停時(shí)，Enable地址為0，啟動(dòng)三個(gè)軸的禁止指令MC_Powre，三軸會(huì)緊急停止，而軸的Done輸出報(bào)錯(cuò)。5.2.1主流程設(shè)計(jì)程序軟件設(shè)計(jì)的流程圖如圖1-17所示，系統(tǒng)總體上是一個(gè)檢測(cè)--取物--移動(dòng)--放物--回歸的循環(huán)操作，每循環(huán)一次則計(jì)數(shù)加1,更行目前堆放物料的坐標(biāo)位置，以進(jìn)一步用來控制多層堆放。在每一次循環(huán)當(dāng)中，軟件實(shí)現(xiàn)時(shí)最大前提是安全性，系統(tǒng)中的急停開關(guān)和停止開關(guān)在機(jī)械出現(xiàn)故障時(shí)務(wù)必能夠關(guān)掉器械，防止發(fā)生意外。編程實(shí)現(xiàn)功能時(shí)最重要的是注意時(shí)序邏輯，依照流程圖實(shí)現(xiàn)循環(huán)中每一項(xiàng)時(shí)序，防止出現(xiàn)時(shí)序混亂影響穩(wěn)定性，甚至出現(xiàn)安全隱患。圖1-17主流程設(shè)計(jì)圖系統(tǒng)的工作流程圖表明系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的幾個(gè)主要部分：?jiǎn)?dòng)后的復(fù)位，檢測(cè)機(jī)械手是否在三維坐標(biāo)的原點(diǎn)處，如果是則不動(dòng)，如果不是則將X、Y、Z三軸回歸零點(diǎn)，完成復(fù)位；復(fù)位完成后啟動(dòng)傳動(dòng)帶電機(jī)，并且開始檢測(cè)是否有物料到達(dá)；如果有物料到達(dá)則停止傳送帶轉(zhuǎn)動(dòng)，移動(dòng)機(jī)械手吸取物料再移動(dòng)至指定位置，放下物料，并且回歸原點(diǎn)；在完成一個(gè)過程后把物料堆放的位置信息存入PLC數(shù)據(jù)模塊，以防掉電等意外情況。當(dāng)下一個(gè)物料到達(dá)時(shí)，則按程序要求更改目標(biāo)存放位置，進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)。為了保證系統(tǒng)運(yùn)行的安全，要求電源的24V開關(guān)能夠控制所有電機(jī)和傳感器的通斷，擁有第二高的優(yōu)先級(jí)，所有的功能流程應(yīng)當(dāng)在開關(guān)按鈕打開后才能運(yùn)行；當(dāng)按下關(guān)閉按鈕后，所有電機(jī)能夠處于關(guān)閉狀態(tài)，防止發(fā)生不可控的意外。而急停開關(guān)則是另一道保險(xiǎn)，按下急停開關(guān)后，應(yīng)當(dāng)能切斷所有設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，這是在程序跑飛或者機(jī)械失控時(shí)緊急啟用的，所以應(yīng)該擁有最高的優(yōu)先級(jí)，防止發(fā)生意外事故時(shí)帶來的嚴(yán)重后果。5.2.2位置參數(shù)調(diào)用二級(jí)程序需要調(diào)用全局?jǐn)?shù)據(jù)中倉位位置信息，通過以下代碼調(diào)用每一個(gè)倉位信息,“Step”為程序流程號(hào)，每到一個(gè)數(shù)字流程號(hào)回調(diào)用此軸存儲(chǔ)下位置數(shù)據(jù)。圖1-18位置數(shù)據(jù)輸入代碼圖5.2.2主程序設(shè)計(jì)圖示例為整體流程，按下啟動(dòng)后需要等待三個(gè)流程的完成，一，等待復(fù)位完成。二，電機(jī)上絕對(duì)位置要清理，否則軸內(nèi)部會(huì)報(bào)錯(cuò)。三，位置儲(chǔ)存需要在三軸中全部設(shè)置好。滿足三個(gè)條件后，主程序才能開始運(yùn)行，然后依次按照子流程運(yùn)行。圖1-19主程序流程圖三軸聯(lián)動(dòng)的主要流程梯形圖，所有驅(qū)動(dòng)程序來源于程序，當(dāng)流程號(hào)來到3時(shí)會(huì)運(yùn)行此程序，設(shè)置一個(gè)TON計(jì)時(shí)器為0.5S來防止程序給硬件帶來影響。首先運(yùn)行Z軸運(yùn)動(dòng)，(S)置位1驅(qū)動(dòng)Z軸運(yùn)動(dòng)，當(dāng)Z軸運(yùn)動(dòng)完成會(huì)使下一流程段的開關(guān)關(guān)閉來驅(qū)動(dòng)X軸運(yùn)動(dòng)，直到所有軸運(yùn)動(dòng)完成在復(fù)位XYZ軸的移動(dòng)完成地址為0，然后調(diào)用“INC”使Step流程號(hào)自動(dòng)加一來繼續(xù)下一流程。圖1-20主流程梯形圖系統(tǒng)調(diào)試5.1硬件部分的調(diào)試在系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)部分中，選擇合適的連接方式能夠使系統(tǒng)更具安全性和穩(wěn)定性。S7-1200PLC需要驅(qū)動(dòng)一個(gè)步進(jìn)電機(jī)、三個(gè)伺服電機(jī)、一個(gè)電磁閥。在驅(qū)動(dòng)這些大功率設(shè)備時(shí)必須加入外接繼電器，以保證PLC晶體管IO口輸出的安全性，以免發(fā)生損壞。在繼電器的使用上，由于繼電器數(shù)量有限，因此需要選擇最需要的信號(hào)通過繼電器隔離，其它可以直接輸出的則直接連到PLC控制器上。傳送帶步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，只需接通其正轉(zhuǎn)方向的使能STF即可。因此只需將控制傳動(dòng)帶電機(jī)的信號(hào)接到繼電器，繼電器的輸出端接到電機(jī)的STF,即當(dāng)輸出為高是，STF與SD接通，則電機(jī)正轉(zhuǎn)，當(dāng)信號(hào)為低，則停止轉(zhuǎn)動(dòng)。電磁閥控制即控制通過PLC的輸出控制電磁閥通斷，選擇的電磁閥為亞德客兩位三通的電磁閥。PA為常閉通道，PB為常開通道，即氣缸打開時(shí)PA通，當(dāng)給電磁閥上電時(shí)切換為PB通，當(dāng)斷電時(shí)恢復(fù)PA導(dǎo)通。其中P為進(jìn)氣口，將B口接到物料吸口，A口為排空口，不通電時(shí)則將氣流排空，通電時(shí)則將氣流通至機(jī)械手處吸取物料。圖1-21兩位三通電磁閥內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖5.2軟件調(diào)試軟件設(shè)計(jì)的宗旨是由簡(jiǎn)入繁、步步深入。編程時(shí)應(yīng)該逐個(gè)模塊實(shí)現(xiàn)，在每個(gè)模塊的設(shè)計(jì)中，應(yīng)該從最簡(jiǎn)單的程序入手，用最簡(jiǎn)單的軟件實(shí)現(xiàn)最簡(jiǎn)單的功能，逐步疊加，步步為營(yíng)，這樣才