1、無 錫 職 業 技 術 學 院畢 業 設 計 （ 論 文 ） 說 明 書基于PLC與伺服在手機外殼檢測分揀中的應用摘要:本系統以PLC和伺服的控制核心，將整個控制系統的工序通過程序進行邏輯控制，根據PLC采集到輸入信號，控制伺服電機與氣缸進行裝配料。在本系統中主要涉及可編程邏輯控制器、伺服系統、氣缸等相關設備，伺服電機與氣缸共同組成一個三維的空間，機械臂在一個三維的空間中進行動作，通過可編程邏輯控制控制脈沖方向對伺服進行水平方向X軸運動，控制Y軸運動，Z軸則是通過氣缸進行真空吸動作。在整個裝配中，通過氣缸上的真空吸盤將工件從傳送帶上吸起并進行水平方向XY軸運動到對應的托盤上，然后真空吸盤放下工

2、件。機械臂重復整個動作，直到對應托盤上的位置放滿。關鍵詞:PLC；伺服系統；氣缸； Application of PLC and servo in sorting and sorting of mobile phone shell Abstract: The system to PLC and servo control core, the entire control system processes through the program logic control, according to PLC collected input signal, control the servo mo

3、tor and cylinder assembly material. In this system, mainly related to programmable logic controller, servo system, cylinder and other related equipment, servo motor and cylinder together to form a three-dimensional space, the robot arm in a three-dimensional space for action by programmable logic co

4、ntrol pulse direction The horizontal axis X-axis motion servo control, Y-axis motion, Z-axis vacuum suction is carried out by the cylinder. Throughout the assembly, the work piece is sucked up from the conveyor via the vacuum chuck on the cylinder and moved in the horizontal XY axis to the correspon

5、ding pallet, which is then lowered by the vacuum chuck. The arm repeats the entire action until it is full on the corresponding pallet.keyword:PLC; server system; cylinder;目錄 目錄第1章 引言11.1課題的簡介與意義11.2國內外自動裝配狀況11.3自動裝配系統的發展趨勢21.4本課題主要研究的內容2第2章 控制系統整體方案設計32.1本系統整體控制方案32.2系統的結構及原理3第3章 自動裝配系統硬件設計43.1可編程邏

6、輯控制器43.1.1 PLC的基本結構及工作原理43.1.2 PLC的特點63.1.3 PLC的選型73.2三菱伺服與氣動系統的設計73.2.1 伺服驅動系統的設計與選型73.2.2 驅動電機的選型83.2.3 氣動系統的選型83.3系統接線圖83.3.1 I/O分配表83.3.2 伺服控制電路103.3.3 氣動電路設計103.3.4 PLC外部接線圖11第4章 控制系統軟件設計124.1 軟件流程圖124.1.1 伺服執行良品放置區程序流程圖124.1.2 伺服執行次品放置區程序流程圖134.2 PLC梯形圖分析13第5章 總結20參考文獻23I第1章 引言1.1課題的簡介與意義 目前我國

7、的勞動成本在逐年提高，企業為了降低生產成本，很多勞動密集型產業正在向東南亞轉移，這其中自然包括了手機巨頭韓國三星公司與美國蘋果公司，手機制造業是流水線操作模式，因此需要大量的人工為其組裝，雖然現在科技發達，很多環節已經通過機器人來代替人工，但人工的作用在這些流水線中仍不可忽視，因此，在精確裝配業更是迫切需要自動化設備進行裝配。我國自動化裝配行業中大部分采用的是人工手動裝配，通過人工的搬運與放置來實現產品的定點放置，但由于不少流水線的出貨量有太多的不確定因素，勞動力負擔將變得非常大，勞動力成本又逐年上升。而且從人的心態方面來看，隨著工作時間的增多，人員會出現疲勞感，導致裝配的過程出現錯誤，導致返

8、工，使得生產效率下降。而在此類工作上，比如日本就沒有像中國這樣的人工裝配，他們普遍采用的是機械手定點抓取與放置，或者通過伺服組成三維運動軌跡，以此實現工件的自動抓取與放置，在工業4.0的背景下，越來越多的自動化機械手出現在工廠企業中，這些設備不僅大大提高勞動效率，更能將企業效益達到最大化。 本系統主要就是服務于手機外殼制作完成后，對良品與殘次品分開裝配到不同的托盤中，靠永不疲倦的機器來確保良品從流水線下線后可以精確放置到托盤上對應的良品區，同樣，殘次品也要精確放置到對應的殘品區，之所以精確定位放置，因為對于良品區，可以直接用于下一道工序的直接制作，而殘品區則被另外一道工序拿去定點修正

9、以備再次檢驗。在本系統中，良品與殘品的區別主要是通過視覺系統來識別，（不系統不涉及視覺系統設計，只是使用傳送過來的視覺信號）本系統通過視覺系統將良品信號與殘品信號對應傳輸到PLC的輸入信號中，然后通過PLC的邏輯指令與脈沖指令驅動伺服電機與氣缸對手機殼的抓取與定點放置。基于以上控制要求，在很多自動化的流水線裝配系統中都可以使用到此類系統，減少人工檢查與人工裝配的時間與成本，大大提高整個流水線的效率問題。1.2國內外自動裝配狀況目前世界上先進制造行業中操作人員越來越少，取而代之的，是越來越多的工業機械手，通過普通伺服組成三維的機械手控制系統實現簡單的人工操作，有的行業甚至已經開始機器發貨，不需要

10、人工。在鄰國日本企業中，他們在微電子、汽車制作等行業中機械手的高精度、高速行、準確性已經逐步成為自動裝配行業中必不可少的執行機構。在工業強國德國這個地方，經常會看見整條流水線沒有一個操作工人，取而代之的是整齊的工業機械手，在德國先進精密制作業與包裝業，機械手使用率廣泛，從負載2公斤大100公斤，何種對應的機械手都可以去執行。與工業機械手相互配合的另一個搭檔是攝像機與壓力傳感器相互合作的智能機械臂，在實際的工作中可以準確的控制伺服電機的精確位置。在自動裝配行業中，裝配、搬運是最為常見的機械步驟，現代工業機械手就是為了實現裝配與搬運的執行機構，代替工人的手臂去實現工件裝配的工作。1.3自動裝配系統

11、的發展趨勢中國在自動裝配系統中發展得比較較晚，不過在中國目前的制造業中，20的工作量是裝配。在一些特殊行業中，裝配量也能達到占據整個制造業的70以上。所以目前很多企業仍然是以人工手動方式來完成產品的裝配，但隨著企業用工成本的增加與企業效率的提高，傳統人工操作已經不能滿足這些生產要求。隨著社會的發展與工業技術的進步，自動裝配系統在實際生產中得到廣泛應用，通過傳感器與伺服、可編程邏輯控制器共同組成一個可控的先進自動裝配機械手，加快了工業生產的自動化水平。自動裝配在保證執行系統穩定運行的狀態下，可以大幅提高生產效率，減少失誤率，最終要的就是性價比，減少企業在生產中的投入，為勞動密集型產業增加市場的競

12、爭力，技術的革新進步是帶動整個經濟發展的驅動器，自動裝配系統對未來的工業發展會起到越來越重要的作用。1.4本課題主要研究的內容本系統中通過視覺傳遞良品與殘品信號給PLC，PLC判斷通過信號來判斷氣缸吸取的工件接下來放置的區域，經過邏輯判斷后將工件放置到對應的托盤放置區，并依次歸類放好。主要研究的內容如下：（1）區分良品信號與殘品信號的不同，良品信號與殘品信號是通過外部視覺元件檢測傳來的數字信號，就是0與1信號，執行對應的不同程序。（2）本系統中伺服電機有兩個分別是控制前后精確運動與左右精確運動，上下則通過氣缸來執行，工件的抓取通過真空吸盤進行抓取。（3）每個放置工件的托盤都有固定的空格區，工件

13、必須放置空格去，并且每個托盤的空格必須放滿后才可以換新托盤，放滿后系統自動報警，提示工作人員換托盤。（4）繪制本系統中的伺服電路圖與PLC接線器、電磁閥、真空發生器等對應接線圖。 第2章 控制系統整體方案設計2.1本系統整體控制方案伺服裝配系統主要由硬件和軟件、傳感器組成的，硬件使用三菱FX3U為主控核心模塊，以三菱MR- JE系列伺服驅動器與KG-KN系列伺服電機作為水平X軸與Y軸的定位運動控制機構，以氣缸和真空發生器作為Z軸執行機構，通過傳感器檢測出傳送帶上有料，并控制傳送電機停止，然后再通過視覺系統判斷此時工件的是否合格，通過視覺系統將位置信息傳送給PLC，然后PLC控制伺服電機運動到工

14、件的正上方位置，通過真空發生器的動作將工件吸起，然后將工件送到對應的工件托盤上。 2.2系統的結構及原理X軸伺服電機Y軸伺服電機X軸伺服電機Y軸伺服電機真空發生器Z軸氣缸P L CX軸伺服位置信息Y軸伺服位置信息X軸光柵信號Y軸光柵信號工件的合格判斷信號本系統中自動裝配系統中主要涉及到三大部分，分別是PLC輸入采集信號、PLC可編程邏輯控制器、PLC輸出控制執行機構。輸入采集信號包括X周伺服位置信號、Y軸伺服位置信號、X與Y軸保護光柵信號，產品合格判斷信號。PLC輸出控制執行機構包括X軸的伺服驅動器與對應的伺服電機、Y軸伺服驅動器及相應的伺服電機，Z軸氣缸和真空發生器。可編程邏輯控制器是通過采

15、集到的信號進行邏輯判斷，并通過發送脈沖進行控制伺服電機進行執行動作，系統結構如圖2-1所示、Z軸氣缸與真空發生器結構如圖2-2所示：圖2-1系統結構圖圖2-2氣路原理圖第3章 自動裝配系統硬件設計3.1可編程邏輯控制器 3.1.1 PLC的基本結構及工作原理自從20世紀的60年代開始，美國的汽車制造行業發展非常的迅速，以往的采用舊的生產方式，無論是生產水平還是生產效率，都已經不能滿足當時時代的生產要求。對于汽車重要的是汽車上萬根導線的連接，需要準確快速的連接導線，這是提高生產效率的關鍵所在。因此要改變以前舊式的接觸器控制導線的方法，也要匹配發展迅猛的汽車行業，自從1968年美國通用汽車公司（G

16、M）進行公開招標，使用PLC控制系統取代傳統的接觸器控制系統，新的系統圖和以下十種要求，總結成以下十條：（1）編程快捷方便，現場能修改程序：（2）修理快速，采用插件式結構；（3）比傳統的繼電器裝置可靠性高：（4）體積比繼電器控制盤小；（5）數據能直接輸進管理計算機；（6）成本低于繼電器控制盤；（7）輸入電壓是內國標中電壓115V；（8）輸出115V AC，容量要求2A以上，接觸器，電磁閥等可直接驅動；（9）擴展時原系統改變最小；（10）用戶存儲器至少能擴展4KB；上述十條規定就是“GM十條”，把繼電器控制方式簡化易懂，操作起來方便，可靠性高，運用靈活方便，體積小，使用壽命比繼電器壽命長。根據上

17、述十項要求，美國數字設備公司于1969年發明了世界上的手動可編程控制器。在GM公司汽車生產中應用非常的成功。被人們稱為可編程序控制器（PLC，Programmable Logic Controller），簡稱PLC。當時公司研發出PLC是為了代替繼電器邏輯控制系統，讓系統更加具有邏輯性，最初的PLC其功能也僅限于執行繼電器邏輯、計時、計數功能。可編程邏輯控制器（PLC）。當時，該公司開發了PLC來取代繼電器邏輯控制系統。統,為了使系統更合理，原始PLC的功能僅限于執行繼電器邏輯，定時和計數功能。 PLC可以應用于不同傳統微型計算機的運行方式即循環掃描技術,循環掃描技術是PLC上電時，PLC分為

18、三個階段：輸入采樣，程序執行和輸出刷新。完成上述三個階段是一個也成為掃描周的周期。期。在定期掃描期間，PLC的CPU根據指定的掃描速度重復上述三個階段。以下是每個階段的功能：（l）輸入采樣階段：當PLC上電時，首先執行輸入采樣階段，掃描PLC的所有輸入模塊，將采集的信號存儲在圖像寄存器中，刷新輸入圖像寄存器，輸入程序執行階段和輸出刷新。在這個階段，無論PLC輸入端子如何變化，PLC的輸入圖像寄存器都與外界隔離，此時的輸入映像寄存器的內容依然不變,并且直到下一個PLC掃描周期的來臨,如果下一個掃描周期處于輸入采樣階段，系統將在輸入處重寫新信號。所以，正常情況下，輸入信號寬度優選地大于一個掃描周期

19、，或者輸入信號的頻率不能高于掃描的頻率，否則可能發生信號的丟失。（2）程序執行階段：PLC掃描過程執行執行階段后，PLC掃描從左到右，從上到下按下進入程序。當PLC命令語句與輸入和輸出狀態相關時，PLC將“讀入”圖像寄存器中的相應輸入端子信號，然后此時“讀入”組件圖像寄存器。在操作之后，將最新的操作結果存儲在相應的組件圖像寄存器中。當然，圖像寄存器的每個組件狀態將在執行時刷新。（3）輸出刷新階段：執行程序后，使用總輸出，在刷新階段期間，分量圖像寄存器中的輸出繼電器狀態將存儲在鎖存器中。最后在PLC輸出口執行外部負載。在以后的每一個輸出刷新階段開始之前,輸出鎖存器的狀況不會改變,從而相應的輸出端

20、子的狀態信號會固定。 3.1.2 PLC的特點FX系列PLC是日本三菱公司生產的小型PLC。雖然它只是一個小型PLC，但FX系列在許多性能上已達到中型PLC的技術性能指標。因此它在進入市場的以后,受到很多自動化公司的歡迎,自90年達開始,FX系立柱PLC一直是中國自動化產品的主導地位。在本系統中，選擇Mitsubishi FX3U作為控制中心模塊。不僅滿足整個系統的控制要求,還可以在經濟上節約了成本,為整個系統的應用推廣提供有力條件。以下是三菱PLC FX3U在實踐中檢驗中的特點表現:（1） 抗干擾能力強，可靠性高 目前工業生產環境比較惡劣，因此對于很多電子器件來說很容易受到外界環境的電磁干擾

21、和機器抖動帶來的不利影響。為了減少PLC在實際工廠環境中所受到的干擾影響，PLC從兩個方向對自身進行加強抗干擾改進，首先在PLC硬件方面上采用大規模集成電路，并且在輸入輸出口設置信號調節電路并采用隔離、屏蔽、濾波等方法進行抗干擾和防抖動。在PLC內部軟件上主要采用數字濾波等技術進行抗干擾措施以及可以自動報警檢修設置，通過采用以上軟硬件的方法提高PLC在實際工作過程中的抗干擾性，使得PLC在正常的工作時間可以達到幾萬小時，因此PLC的可靠性很高。（2） 控制系統結構簡單，通用性強 在多數情況中，一個PLC只能組成一個控制系統，如果遇到輸入輸出點不能滿足系統的實際需求，可以通過外接擴展模塊對控制系

22、統進行擴展連接，PLC在硬件連接方面一般可以接220V交流電或者24V直流電進行驅動，因此其具有很強的通用負載能力。（3） 編程方法，易于使用 通過對PLC在研究問世的歷史可以清楚的認識到，PLC的前身就是繼電器，不過是可以通過控制電路組成的具有邏輯控制的功能的繼電器電路，這種邏輯控制就是最早的PLC控制方式，PLC的每個輸入輸出點的控制方法也是對普通繼電器進行改進升級后得到的，所以如果可以理解繼電器的控制輸入輸出，就可以很好的理解PLC的編程控制方法了，通常編程的時候可以大體對控制電路進行梳理，然后通過控制電路進行編程，因此PLC在編程的時候很容易理解和學習，適合很多電氣工程的人員學習。（4

23、）功能強大，成本低目前廠家生產出來的PLC可以幾乎滿足所有自動化行業的需求，無論在控制系統中是單機控制還是批量控制，或者進行復雜的邏輯控制，PLC都可以完美的適應這些要求，同時系統還加入高速運算和存儲數據的運算器和存儲器。目前一個PLC生產控制系統的造價遠低于其他相關的控制系統的費用，因此成本低廉的PLC得到廣泛的市場需求。PLC用于不同傳統微型計算機的操作方法是循環掃描方法。當PLC上電時，PLC有三個鏈接 - 第一個是輸入采樣步驟，程序執行和輸出刷新三個階段。通過對以上三個環節完成一個循環即可以認為是一個掃描周期,在掃描期間,PLC的CPU按照固定速度不斷循環執行以上三個環節。3.1.3

24、PLC的選型 根據本系統的控制要求，首先確定出來系統需要控制伺服電機，因此需要有高速輸出脈沖口，所以選擇晶體管型PLC，然后根據輸入輸出信號點的個數，FX3U-80MT作為控制核心。三菱PLC用于此系統PLC FX3U-80MT屬于小型應用型PLC產品，但因為FX系列PLC所具有的多種通用功能，可以執行其它類型PLC所執行的動作，FX系列PLC的價格優勢也是其它類型PLC無法比擬的，因此FX3U-80MT是最好的選擇。3.2三菱伺服與氣動系統的設計3.2.1 伺服驅動系統的設計與選型本系統中核心元件是PLC與伺服系統，在本系統中所設計的包裝旋轉機構中需要高精確的定位，因此普通的電機無法滿足高精

25、度的定位，所以本系統采用三菱公司的伺服控制系統進行旋轉控制，系統系統主要包括伺服驅動器與伺服電機兩大主要部分組成,本系統中伺服驅動器涉及到X軸方向與Y軸方向上的兩個伺服驅動器，首先考慮到本系統在執行動作過程中需要的機械力不大，其次考慮到系統的成本問題，選擇了伺服驅動器中較小的型號，伺服驅動器選型如表3-1所示：表3-1伺服驅動器選型表材料名稱型號個數X軸方向伺服驅動器MR-JE-20A1Y軸方向伺服驅動器MR-JE-20A1 3.2.2 驅動電機的選型本系統中執行機構伺服系統作為重要的一個環節，通過FX3U發送脈沖與控制方向實現旋轉機構的精確定位，本系統中水平方向的電機與垂直方向電機均采用的伺

26、服電機采用HG-KN23J-S100型號。伺服驅動系統其它配件如表3-2所示：表3-2伺服驅動系統其它配件材料名稱型號個數伺服編碼器線MR-J3ENSCBL15M-H2電源線MR-PWCNS5-15M-H2控制線MR-J3CN1-2M2電子變壓器EST4002濾波器CW3-10A-223.2.3 氣動系統的選型本系統中氣動執行機構元件主要氣動元件列表如表3-3所示：。表3-3氣動元器件列表序號材料名稱單位個數1傳感器（檢測氣缸是否到位）個22氣缸帶檢測開關個13雙控電磁閥（兩位五通）個14真空發生器個15三聯件個16單向節流閥個27消音器個28真空開關個29氣管米若干3.3系統接線圖3.3.1

27、 I/O分配表本系統的I/O分配表如表3-3所示:表3-3系統I/O分配列表名稱地址編號名稱地址編號X軸伺服原點X00X軸方向脈沖Y00Y軸伺服原點X01Y軸方向脈沖Y01X軸伺服報警X02X軸方向Y02Y軸伺服報警X03Y軸方向Y03良品保護區光柵X04Z軸氣缸下行Y04殘品保護區光柵X05Z軸氣缸上行Y05Z軸氣缸原位X06傳送帶電機Y06Z軸氣缸到位X07X軸伺服ONY07復位X10Y軸伺服ONY10急停X11X軸清零Y11暫停X12Y軸清零Y12啟動X13真空發生器開Y13手自動切換X14真空發生器破Y14出料位有料X15蜂鳴器Y15X軸故障X16報警器Y16Y軸故障X17X軸正轉限位

28、X20X軸反轉限位X21Y軸正轉限位X22Y軸反轉限位X23X軸伺服電機正轉X24X軸伺服電機反轉X25Y軸伺服電機正轉X26Y軸伺服電機反轉X27Z軸氣缸下行X30Z軸氣缸上行X31真空吸手動X32破真空手動X33良品信號X34次品信號X35X36X373.3.2 伺服控制電路 本系統中伺服驅動器接線圖如圖3-2所示：圖3-2伺服驅動器接線圖3.3.3 氣動電路設計 本系統中通過控制伺服電機進行精確定位X軸與Y軸，Z軸的定位由氣缸執行，并且在執行Z軸氣缸臂期間，通過真空發生器的動作產生真空。，通過真空產生的吸力作用將工件吸起，然后機械臂將工件放到位置后，破真空電磁閥動作，將工件放下，氣動執行

29、電路接線圖如圖3-3所示圖3-3氣路接線圖3.3.4 PLC外部接線圖本系統在實際控制中為了使得控制精度準確，采用伺服驅動系統進行水平X軸與Y軸方向上進行精確定位控制，因此在選擇PLC類型的時候確定了晶體管類型的PLC，本系統中的PLC的詳細型號為三菱FX3U-80MT,系統的I/O外部接線圖如線路圖如圖3-4所示：圖3-4 PLC外部接線圖圖3-4 PLC外部接線圖第4章 控制系統軟件設計4.1 軟件流程圖本系統中以可編程邏輯控制器為控制中心，執行的動作機構包括伺服電機、氣缸、電磁閥等元件，系統中所有的動作都是經過可編程邏輯控制器的邏輯運算后進行對伺服系統與氣動電路系統控制并達到動作的要求。

30、在根據PLC的工藝要求，首先確定整個系統的執行動作流程在程序邏輯中如何運算執行，然后再確定主程序的流程圖，根據流程圖來編寫系統中所要執行動作的程序。 4.1.1 伺服執行良品放置區程序流程圖NNYNYYNYYNYYNNNYYY開始出料位有料良品/次品氣缸下行到位Z軸氣缸下行真空吸Z軸氣缸下縮回氣缸縮到位X軸電機向左運動X軸到位Y軸電機向右運動Z軸氣缸下行Y軸到位 Z軸氣缸到位真空斷開Z軸電氣缸縮回Y軸向左運動X軸向右運動結束Z軸縮到位Y軸運動到原位X軸運動到位在本系統中程序的編寫與系統所執行的工藝要求有關，本系統中的工藝流程相對復雜一些，首先本系統中包括伺服系統、氣動系統兩塊陌生的控制系統，在

31、本系統中需要將這兩塊陌生的系統組合在一起并通過PLC進行邏輯控制。在本系統中首先根據外部信號判斷此時卸料點位置的產品是屬于良品還是次品，根據判斷的結果在程序中自動識別 電機減速圖4-1 良品動作程序流程圖對應的運動邏輯，然后通過可編程邏輯控制實現良品運送或次品運送程序的執行，在實際控制系統中良品執行的邏輯程序與次品執行的邏輯控制工藝相似，但是執行的邏輯程序卻有很大的差距，因為每一個執行落料的點位脈沖數差距很大的，因此對應的執行動作也是不同的，在X軸與Y軸執行動作過程中按照一定的順序動作執行，放料過程中是先執行X軸伺服，然后是Y軸伺服，最后是Z軸氣缸與真空系統，當返回原點是需要執行相反的動作，首

32、先是Z軸氣缸與真空，其次是Y軸伺服、X軸伺服。本系統中的良品執行程序相對復雜，因此首先根據實際運行的邏輯工藝繪制圖4-1所示的良品程序流程圖。4.1.2 伺服執行次品放置區程序流程圖在圖4-2所示中看到了良品執行程序流程圖，根據流程圖所示，首先是判斷出料位的工件的類型，然后對應執行動作。在如圖4-2所示的次品執行程序流程圖中，程序的執行邏輯與良品執行程序邏輯相似，不同點是X軸伺服與Y軸伺服執行的脈沖數不同，因此直接導致程序中PLC的輸出脈沖口與方向口執行的動作完全不同，在X軸與Y軸執行動作過程中按照一定的順序動作執行，放料過程中是先執行X軸伺服，然后是Y軸伺服，最后是Z軸氣缸與真空系統，當返回

33、原點是需要執行相反的動作，首先是Z軸氣缸與真空，其次是Y軸伺服、X軸伺服，操作系統按照這樣的復位動作可以避免機械臂在實際運行中不會碰到其他工件或者操作人員。4.2 PLC梯形圖分析（1）通過圖4-3 X軸與Y軸在運行程序中，首先是需要通過程序的輸出控制伺服電機的使能信號，使得伺服電機可以持續有一個導通的信號進行控制伺服電機。通過圖4-3中的M8000特殊常通指令可以看出，當本系統中的程序在運行的時候，M8000持續導通，X軸伺服的Y6與Y軸伺服Y7一直保持使能有電的狀態。在伺服運行系統中有清零輸出信號指示，在程序中可以看到本系統中的清零輸出Y11與Y12在暫停與急停都被按下去以后并且伺服報警的

34、時候才會導通，在使用外部接線的時候，需要將外部接線的常閉常開點與程序內部的常開常閉保持對應關閉，這樣使用常閉點接線主要原位是為了安全，如果線路中有斷開情況發生，系統會自動報錯，并停止執行伺服程序。圖4-3伺服使能程序（2）通過圖4-4 X軸伺服報警程序中，信號急停常開X11與伺服報警常開X2作為X軸異常報警檢測信號，此時M20的線圈的常通的狀態，當急停被按下或者X2伺服出現故障時，X軸的M20線圈斷開，X軸伺服停止運動。信號急停常開X11與伺服報警常開X3作為Y軸異常報警檢測信號，此時M22的線圈的常通的狀態，當急停被按下或者X3伺服出現故障時，Y軸的M22線圈斷開，Y軸伺服停止運動,次數需要

35、檢測急停信號或者伺服報警輸入信號。圖4-4伺服報警程序（3）通過圖4-5中X軸伺服電機的復位程序，首先要確定的是OPR指令使用常用的OPR指令ZRN指令。首先使用通用指令的好處是程序的邏輯運行可以適用在FX3U系列PLC同樣也可以適用與其它類型三菱PLC屬于通用性復位指令。按下X10復位按鈕時，Y軸伺服啟動復位程序。當伺服系統中如果出現軸異常情況，則復位停止，直到把軸異常情況排除掉，然后再次按一下復位按鈕，程序接著繼續復位。在執行X軸伺服復位的時候，首先不能確定此時X軸所處的位置的脈沖信號點，因此需要執行X軸電機自動復位，伺服電機的自動復位實際就是伺服按照一個方向上運動，直到碰到原點停止或者限

36、位停止。如果X軸伺服電機處在原點與正極限之間時，則ZRN復位指令直接適用，如果X軸伺服電機位于原點與負極限之間，則按照程序寫的繼續按照ZRN程序指令復位指令。但是，在復位過程中，伺服電機不接觸X軸的原點信號，只接觸X軸負限信號。此時，X軸伺服停止。并延遲0.5秒，伺服電機然后正向向X軸正極限方向轉動，當伺服定位感應片經過X軸原點是，伺服繼續向正極限運動，當定位感應片剛準備離開原點信號時，就會通過一個下降沿將信號傳送給PLC，并控制此時伺服電機停止轉動，然后此時的X軸伺服電機位置正好處在原點與正極限之間，符合原點復位指令的需求，然后X軸伺服開始原點復位，當原點復位完成后PLC程序中會給M8340

37、一個下降沿信號，此時說明復位完成，并將此時X軸伺服電機的實時脈沖信號寄存器D8340的脈沖值給清零。在系統中，伺服系統在運動過程中執行復位程序的時候，按照逆序的標準執行程序，首先復位Y軸伺服電機，當Y軸伺服電機回到原位后，對應的X軸伺服電機才可以執行復位動作，詳細內容已經在程序流程圖中作了介紹，不在這里做詳細介紹。圖4-4 X軸伺服復位程序（4）圖4-5中的X10伺服電機復位程序后，按下X10復位按鈕時，Y軸伺服開始執行復位程序。當伺服系統中如果出現軸異常情況，則復位停止，直到把軸異常情況排除掉，然后再次按一下復位按鈕，程序接著繼續復位。Y軸伺服復位程序與X軸伺服復位程序一樣，但是在實際運動過

38、程中Y軸伺服復位遵循逆序的原則，Y軸優先復位到原點，然后X軸才可以復位到對應的X軸原點，因為在實際復位過程中,伺服機械臂會因為復位的先后順序不同導致機械臂碰到物品與操作人員。首先需要確定的是原點回歸指令采用常用的原點回歸指令ZRN指令，首先使用這種通用型指令的好處是程序的邏輯運行可以適用在FX3U系列PLC同樣也可以適用與其它類型圖4-5 Y軸伺服復位程序（5）通過圖4-6、圖4-7分別是X軸伺服電機與Y軸伺服電機的手動程序，通過伺服程序可以看出伺服電機的手動程序所使用的指令是DRVA絕對值脈沖控制指令，當脈沖數值為一個999999很大的數值時，只要給一個導通信號，伺服電機就會持轉動，此時的脈

39、沖數值可以默認為一個無限大的數值，在寫程序的時候也可以將脈沖數定義位9個9為脈沖數所組成的手動脈沖信號數，手動反轉信號則是將脈沖數前面加一個負號，此時電機就可以按照反脈沖信號轉動，通過圖4-6可以看出，當X軸伺服的X24手動按下去以后X軸伺服電機持續正轉，當手松開X24時X軸伺服電機停止正轉，當X25手動按下去后，X軸伺服電機反轉，直到X25手動松開，伺服電機停止轉動，在伺服電機手動控制過程中，在程序中加入限位開關控制伺服的轉動，同時為了防止伺服在運動過程中噴到操作人員，因此在規定的限制區域增加了保護光柵，一旦有人或者伺服機械臂碰到保護光柵，本系統中的伺服電機回自動停掉，直到操作人員離開保護光

40、柵范圍內，系統才可以繼續執行動作。防止伺服沖出控制范圍。通過圖4-7可以看出，當Y軸伺服的X26手動按下去以后X軸伺服電機持續正轉，當手松開X24時Y軸伺服電機停止正轉，當X27手動按下去后，Y軸伺服電機反轉，直到X27手動松開，伺服電機停止反轉轉動。圖4-6 X軸伺服手動程序圖4-7 Y軸伺服手動程序（7）通過圖4-8與圖4-9分別是X軸與Y軸伺服絕對值脈沖運行程序，本系統中在控制X軸與Y軸伺服運動過程中通過三菱伺服絕對值脈沖指令進行控制控制伺服電機的精確定位，本系統中在控制伺服電機的過程中，首先是按照先運行X軸伺服為主，待X軸伺服電機運動到對應的位置后，Y軸伺服電機再運動到指定的位置，在三菱的伺服控制指令中絕對值可以根據伺服脈沖數的正負來判斷電機的運動方向，在使用絕對脈沖指令過程中伺服電機可以時刻記住此時對應的伺服電機所走過的距離，以及剩余需要走的脈沖數，即使是在系統斷電的情況下，系統也可以記住未走的脈沖距離。圖4-8 X軸伺服運行