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《工业过程控制》课程实验报告
题目:步进电机机械手控制实验报告
学 院： 电子工程学院
专 业： 11级机械设计制造及其自动化
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步控机械手实验报告
一、机械手概述
1.1机械手简介
三自由度机械手又称3D机械人，能够实现三个自由度方向(水平、垂直和旋转)的抓取或放置物品，具有操作范围大，灵活性好，应用广泛的特点。
1.2机械手控制原理
机械手的XY移动距离是是通过步进电机来控制的，步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环执行元件。在非超载情况下，电机的转速、停止位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数目。这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期性误差而无累计误差。
1.3机械手的结构
三自由度机械手为圆柱坐标型。图1为机械手结构示意图，机械手手臂的左
右运动(水平方向)由伸缩步进电机控制，上下运动(垂直方向)由升降步进电机控制，逆时针和顺时针旋转运动则由底盘直流电机的正反转控制。机械手的夹紧装置采用关节结构，其夹紧与松开用气压驱动，并由电磁阀控制。
机械手可以根据设定程序的动作将工件从A处搬运到B处。SQ1，SQ2，SQ5，SQ6为水平和垂直方向上的限位开关，SQ3，SQ4为原点位置和终点位置的光接近开关。
机械手升降步进电机SQ1SQ2SQ6机械手伸缩步进电机机械手夹紧装置B点SQ4SQ5底盘旋转直流电机工件SQ3A点
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图1 三自由度机械手结构示意图
二、机械手的控制方式
本实验只要求控制XY轴的移动，所以现在只研究平面内的运动。机械手的控制分为：
1、原点回归工作方式 2、手动工作方式
3、单步运行工作方式 4、单周期运行工作方式 5、自动运行工作方式
2.1 IST指令实现控制功能 如图2
X10：手动 起动S0初始状态步，执行手动操作方式：有上升、下降、左行、右行、夹紧、松开等；
X11：回原点 起动S1初始状态步，执
行回原位操作方式，按下返回原位按钮X25，机械手将按规定程序返回到原位 X12：单步 当X12=1时，满足转移条件时，状态步不在自动转移，必须按下起
图2 动按钮M26，状态才能转移
X13：单循环 当X23=1时，按下起动按钮X26，机械手按规定方式循环一次，返回到原位后停止； X14：自动 一直循环
X15：原位启动 原位启动按钮 X16：启动 X17：停止 循环结束后停止
X10——X14必须用旋转开关，以保证这组输入中不可能有两个输入同时为ON
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