密顺德职业枝术学院 PLC与外国设备应用 《PLC与外围设备应用》工作过程引导文(12) 班级： 组别： 组员： 指导教师： 工作任务名 任务1、机械手步进控制制系统的设计与实 16学 工作时间 称 现 时 所属学习情 学习情境3：运动控制系统设计与实现 境 A,工作任务描述 机械手一般由执行系统、驱动系统、控制系统和人工智能系统组成（平面 图见图1)。主要完成移动、转动、抓取等动作。 控制系统是机械手的指挥系统它通过控制驱动系统，让执行器按规定的要 求进行工作，并检测其正确与否。机械手设备有4个旋转轴和一个夹爪，4个旋 转轴是X轴伸缩，z轴升降，手臂和手腕回转。由步进电动机或通过旋转编码 器可进行闭环控制的同服电动机进行驱动，原理如下： 21底盘及机械手爪正反运动 Z4、Z5分别是底盘的左右两个极限位行程 开关，Y4和Y5是正反转输出信号，当底盘运动到极限位置时，Y4或Y5停 止输出。Y6、Y7分别是机械手爪正反转输出信号，控制电机正反转。 2.2竖轴运动Z1是竖轴向上极限位行程开关，Y0和Y2控制竖轴电源模 块D1。其中Y0是D1的方向控制信号，Y2是D1的脉神控制信号(CP)。当 Y0为ON,Y2有脉冲输出时，电机M1正转，机械手向下运动：当Y0为OF, Y2有脉冲输出时，电机M1反转，机械手向上运动：当Y2无脉冲输出时，无 论Y0是ON还是OF,电机MI停转， 23横轴运动Z2和Z3分别是横轴的伸、缩极限位行程开关。Y1和Y3 控制竖轴电源模块D2。其中Y1是D2的方向控制信号(DR),Y3是D2的 脉冲控制信号(CP)。它的动作原理与竖轴相同。 第1页共4夏
顺德职业技术学院 PLC 与外围设备应用 第 1 页 共 4 页 《PLC 与外围设备应用》工作过程引导文（12） 班级： 组别： 组员： 指导教师： 工作任务名 称 任务 1、机械手步进控制制系统的设计与实 现 工作时间 16 学 时 所属学习情 境 学习情境 3：运动控制系统设计与实现 A．工作任务描述 机械手一般由执行系统、驱动系统、控制系统和人工智能系统组成（平面 图见图 1）。主要完成移动、转动、抓取等动作。 控制系统是机械手的指挥系统,它通过控制驱动系统,让执行器按规定的要 求进行工作,并检测其正确与否。机械手设备有 4 个旋转轴和一个夹爪，4 个旋 转轴是 X 轴伸缩，z 轴升降，手臂和手腕回转。由步进电动机或通过旋转编码 器可进行闭环控制的伺服电动机进行驱动，原理如下： 2.1 底盘及机械手爪正反运动 Z4、Z5 分别是底盘的左右两个极限位行程 开关， Y4 和 Y5 是正反转输出信号，当底盘运动到极限位置时，Y4 或 Y5 停 止输出。Y6、Y7 分别是机械手爪正反转输出信号，控制电机正反转。 2.2 竖轴运动 Z1 是竖轴向上极限位行程开关，Y0 和 Y2 控制竖轴电源模 块 D1。其中 Y0 是 D1 的方向控制信号，Y2 是 D1 的脉冲控制信号（CP）。当 Y0 为 ON，Y2 有脉冲输出时，电机 M1 正转，机械手向下运动；当 Y0 为 OFF， Y2 有脉冲输出时，电机 M1 反转，机械手向上运动；当 Y2 无脉冲输出时，无 论 Y0 是 ON 还是 OFF，电机 M1 停转。 2.3 横轴运动 Z2 和 Z3 分别是横轴的伸、缩极限位行程开关。Y1 和 Y3 控制竖轴电源模块 D2。其中 Y1 是 D2 的方向控制信号（DIR），Y3 是 D2 的 脉冲控制信号（CP）。它的动作原理与竖轴相同
密顺德职业技术学院 PLC与外围设备应用 B.课堂组织： 四大工段，每一工段设一名工段长，每一工段下设三个小组，每组3~4 名学生，小组成员轮流做轮值班组长。 明确工作任务 下发工作任务书，学生明确工作任务，教师指导 现有资讯搜索 由轮值班组长主持本组搜索，老师穿插引导 巡视。 汇总搜素结果： 1.了解机械手步进控制制系统的工作原 理：已认识电路中所用到的元器件及部件：已 工 会使用相关工具和仪器仪表安装调试该电路。 作 2.已在企业实习过机械手步进控制制系统 任 务 的操作。 完 试设计 成 1.分析电路功能，提炼出所需的输入输出点，完成输入输出分配表。 步 2.设计改造后的硬件电路(PC接线图)，会安装电路并检测线路。 骤 3.设计程序：现有知识已经无法完成组合转床的控制功能。 表L输入输出分配表 输入 输出 输入元件 输入继电 作用 输出元件 输出维电 作用 器 器 第2则其4真
顺德职业技术学院 PLC 与外围设备应用 第 2 页 共 4 页 B．课堂组织： 四大工段，每一工段设一名工段长，每一工段下设三个小组，每组 3～4 名学生，小组成员轮流做轮值班组长。 工 作 任 务 完 成 步 骤 明确工作任务 下发工作任务书，学生明确工作任务，教师指导 现有资讯搜索 由轮值班组长主持本组搜索，老师穿插引导 巡视。 汇总搜索结果： 1. 了解机械手步进控制制系统的工作原 理；已认识电路中所用到的元器件及部件；已 会使用相关工具和仪器仪表安装调试该电路。 2．已在企业实习过机械手步进控制制系统 的操作。 试设计 1．分析电路功能，提炼出所需的输入输出点，完成输入输出分配表。 2．设计改造后的硬件电路（PLC 接线图），会安装电路并检测线路。 3．设计程序：现有知识已经无法完成组合转床的控制功能。 表 1 输入输出分配表 输入 输出 输入元件 输入继电 器 作用 输出元件 输出继电 器 作用
密顺德取业技术学院 PLC与外国设备应用 元件清单 PL.C外部接线图（图2） 新资讯学习 新资讯学习，集中进行，由老师主持。 掌握脉冲指令的定义，并能在编程中正确使用。 工作任务实施 控制程序： 1.列出输入输出点，完善表1， 2.设计改造后的硬件电路，完 善图2。 这二步反复进行，并在小组中 达成共识。由老师批准后再往下实 施。 3.根据图2设计程序完成机械 手步进控刺制系统的功能。 4.录入程序，并模拟运行，模 拟运行正确时进入下一步。 这二步反复进行，并在小组中 达成共识。由老师批准后再往下实 施。 5.配线、领料完成图2电路的 安装并检测线路，确保无误。由老 第3页共4页
顺德职业技术学院 PLC 与外围设备应用 第 3 页 共 4 页 元件清单 PLC 外部接线图（图 2） 新资讯学习 新资讯学习，集中进行，由老师主持。 掌握脉冲指令的定义，并能在编程中正确使用。 工作任务实施 1．列出输入输出点，完善表 1。 2．设计改造后的硬件电路，完 善图 2。 这二步反复进行，并在小组中 达成共识。由老师批准后再往下实 施。 3．根据图 2 设计程序完成机械 手步进控制制系统的功能。 4．录入程序，并模拟运行，模 拟运行正确时进入下一步。 这二步反复进行，并在小组中 达成共识。由老师批准后再往下实 施。 5．配线、领料完成图 2 电路的 安装并检测线路，确保无误。由老 控制程序：
密顺德职业栈术学院 PLC与外围设备应用 师批准后再往下实施。 6.软硬件联调，完成功能。 7.控制程序优化。 成果交流 完成工作任务并达到控制要求后，各工段长主持，小组之间按照工作 过程讲解工作方法，互相交流展示本组成果，互相学习不同的控制思想和 控制方法，拓宽思维，锻炼沟通交流能力。 评估总结 按照项目考核配分表和职业能力素养考核评分配分标准，各小组进行 自评和互评。 小组长汇报设计方案与结果，老师点评不同方案的优劣，引导学生选 用更合理的方案，学生进行任务总结，完成技术文件的编写并提交技术资 料。 第4顶共4夏
顺德职业技术学院 PLC 与外围设备应用 第 4 页 共 4 页 师批准后再往下实施。 6．软硬件联调，完成功能。 7. 控制程序优化。 成果交流 完成工作任务并达到控制要求后，各工段长主持，小组之间按照工作 过程讲解工作方法，互相交流展示本组成果，互相学习不同的控制思想和 控制方法，拓宽思维，锻炼沟通交流能力。 评估总结 按照项目考核配分表和职业能力素养考核评分配分标准，各小组进行 自评和互评。 小组长汇报设计方案与结果，老师点评不同方案的优劣，引导学生选 用更合理的方案，学生进行任务总结，完成技术文件的编写并提交技术资 料