3 系统设计思想
步进控制电路设计思想,PLC继电器式输出模块工作速度较低,故采用高频脉冲方波发生器,给出步进脉冲,其振荡频率按步进电机速度设置,步进量的控制采用位置检测,根据位置检测信号用PLC的输出点切断进给电机,实现步进电机的停车, 其程序流程图如图2所示。

在整个机械手运行控制过程中,采用限位开关以及面板操作开关以及系统逻辑开关作为输入点,整个系统中底盘有5个限位开关,分别作为5个位置的定位输入点,立柱有4个限位开关,分别为1个复位开关、一号位限位输入量、上限位、下限位。手臂有3个限位开关:手臂复位限位数入点、手臂前限位、手臂后限位。抓手限位开关,为抓手复位输入点。一共13个限位开关完成全部的控制输入。各限位开关分布情况见图1,
由于在整个控制过程中全部是通过控制步进电机驱动模块再驱动步进电机执行。这里对用集成脉冲输出触发步进电机驱动器原理进行说明。S7-200 PLC(CPU 226)的Q0.0和Q0.1分别对升/降步进电机、前/后步进电机发送脉冲;CPU 226的Q0.2对转盘步进电机发送脉冲。而步进电机的正/反转则分别是CPU 226的Q0.4和Q0.5分别对升/降步进电机、前/后步进电机实行控制;CPU 226 的Q0.6和Q0.7分别对转盘步进电机正反、抓手气泵开关实行控制。
机械手PLC程序的设计编写采用了STEP 7-Micro/WIN32软件的数据表(STL)的形式。程序设计修改方便,设计完成可联机调试,没有问题再把步进电机接上。
上位机监控软件采用北京亚控的组态王软件,通过变量映射实现组态软件的变量与PLC的寄存器的动态连接,从而实现了上位机对PLC的监控。
4 结束语
本机械手控制系统结构紧凑,动作可靠,使用方便,已较好地应用于我校的科研教学中.