畢業(yè)論文-工業(yè)機器手控制系統(tǒng)

1、<p><b>　　工業(yè)機器手控制系統(tǒng)</b></p><p>　　[摘要] 在工業(yè)生產和其他領域內，由于工作的需要，人們經常受到高溫、腐蝕及有毒氣體等因素的危害，甚至于危及生命。工業(yè)機械手就這樣誕生了,機械手是工業(yè)機器人系統(tǒng)中任務執(zhí)行機構，是機器人的關鍵部件之一。其電氣方面有步進電機、開關電源、電磁閥等電子器件組成。該裝置涵蓋了可編程控制技術，位置控制技術、氣動技術等，是機電一體

2、化的典型代表儀器之一。本文介紹的機械手是由PLC輸出五路來分別驅動手臂上下直線運動，手臂左右直線運動，手腕旋轉運動，機械手整體旋轉運動，手爪夾緊動作的精確定位，微動開關將位置信號傳給PLC主機；電機拖動手爪和底盤旋轉；電磁閥控制氣閥的開關來控制機械手手爪的張合，從而實現機械手精確運動的功能。本課題擬開發(fā)的工業(yè)機械手模型可在空間抓放物體，動作靈活多樣，可代替人工在高溫和危險的作業(yè)區(qū)進行作業(yè)，并可根據工件的變化及運動流程的要求隨時更改相關參

3、數。</p><p>　　[關鍵字] 機械手 可編程控制器PLC 位置控制 步進電機</p><p>　　Industrial Robot Arms Control System</p><p>　　[Abstract] In terms of industrial production and other fields, as a result of th

4、e working need，people often accept the factor damage such as the high temperature , corrosion and toxic gas, even life-threatening. The industry manipulator like this was born; the manipulator which is one of robot key c

5、omponents is in the industry robot assembly system the duty implementing agency. There are electrical machinery, switching power supply, electromagnetic valve, electronic device composition and so on.</p><p>

6、;　　[Keyword]   manipulator  Programmable controller PLC (position logic control)  step-electric motor.</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　前言1</b>

7、</p><p><b>　　第1章 概述2</b></p><p><b>　　1.1選題背景2</b></p><p>　　1.1.1機械手的應用意義2</p><p>　　1.1.2機械手的發(fā)展趨勢3</p><p>　　1.2控制系統(tǒng)的選擇4</p&g

8、t;<p>　　1.2.2 豐富的I/O接口模塊5</p><p>　　1.2.3 采用模塊化結構6</p><p>　　1.2.4 編程簡單易學6</p><p>　　1.2.5 PLC的簡單介紹6</p><p>　　1.3可編程控制器(PLC)的歷史與發(fā)展趨勢7</p><p>　　1.

9、3.1可編程控制器(PLC)的歷史7</p><p>　　1.3.2可編程控制器的發(fā)展與趨勢8</p><p>　　1.4可編程控制器的基本功能和特點9</p><p>　　1.4.1 PLC基本功能9</p><p>　　1.4.2 PLC的特點10</p><p>　　1.4.3 PLC的分類10<

10、;/p><p>　　1.5可編程控制器的組成和工作原理11</p><p>　　1.5.1可編程控制的硬件組成11</p><p>　　1.5.2 可編程控制的軟件系統(tǒng)和程序13</p><p>　　1.5.3 可編程控制器的工作原理14</p><p>　　1.6 解決的主要問題14</p>

11、<p>　　第2章 設計原理16</p><p>　　2.1 操作原理簡要說明16</p><p>　　2.2 機械手的構成16</p><p>　　2.3 各電氣設備的控制方式及控制要求18</p><p>　　2.3.1機械手的機能和特性18</p><p>　　2.3.2軀干和傳動系統(tǒng)

12、18</p><p>　　第3章 控制系統(tǒng)設計33</p><p>　　3.1控制系統(tǒng)硬件設計33</p><p>　　3.2控制系統(tǒng)軟件設計34</p><p>　　3.2.1 PLC梯形圖中的編程元件35</p><p>　　3.2.2 I/O地址分配35</p><p>　　3

13、.2.3 控制程序梯形圖36</p><p>　　第4章 設計小結40</p><p><b>　　致謝41</b></p><p><b>　　參考文獻42</b></p><p>　　前 言　　機械手是模仿人的手部動作，按給定程序、軌跡和要求實現自動抓取、搬運和操作的自動裝置。它特別是

14、在高溫、高壓、多粉塵、易燃、易爆、放射性等惡劣環(huán)境中，以及笨重、單調、頻繁的操作中代替人作業(yè)，因此獲得日益廣泛的應用。機械手一般由執(zhí)行機構、驅動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)及檢測裝置三大部分組成，智能機械手還具有感覺系統(tǒng)和智能系統(tǒng)。本篇介紹的是用于物件裝卸的機械手的設計，屬圓柱坐標式機械手。本篇根據設計機械手的一般程序，分八步詳細地介了用于物件裝卸的機械手的設計的過程。</p><p>　　機械手主要由手部、運動機構和控制系統(tǒng)

15、三大部分組成。手部是用來抓持工件（或工具）的部件，根據被抓持物件的形狀、尺寸、重量、材料和作業(yè)要求而有多種結構形式，如夾持型、托持型和吸附型等。運動機構，使手部完成各種轉動（擺動）、移動或復合運動來實現規(guī)定的動作，改變被抓持物件的位置和姿勢。運動機構的升降、伸縮、旋轉等獨立運動方式，稱為機械手的自由度 。為了抓取空間中任意位置和方位的物體，需有6個自由度。自由度是機 械手設計的關 鍵參數。自由 度越多，機械手的靈活性越大，通用性越廣，其

16、結構也越復雜。一般專用機械手有2～3個自由度。機械手的種類，按驅動方式可分為液壓式、氣動式、電動式、機械式機械手；按適用范圍可分為專用機械手和通用機械手兩種；按運動軌跡控制方式可分為點位控制和連續(xù)軌跡控制機械手等。機械手通常用作機床或其他機器的附加裝置，如在自動機床或自動生產線上裝卸和傳遞工件，在加工中心中更換刀具等，一般沒有獨立的控制裝置。有些操作裝置需要由人直接操縱，如用于原子能部門操持危險物品的主從式操作手也常稱為機械手。機械

17、手在鍛造工業(yè)中的應用能進一步發(fā)展鍛造設備的生產能力，改善熱、累等勞動條件。</p><p><b>　　第1章 概述</b></p><p><b>　　1.1選題背景 </b></p><p>　　機械手是近幾十年發(fā)展起來的一種高科技自動化的生產設備。機械手是機器人的一個重要分支。它的特點是可通過編程來完成各種預期的

18、作業(yè)任務，在構造和性能上兼有人和機器的優(yōu)點。尤其體現了人的智能和適應性。機械手作業(yè)的準確性和各種環(huán)境中完成作業(yè)的能力，在全國經濟各領域有著廣闊的發(fā)展前景，隨著工業(yè)自動化的發(fā)展，出現了數控加工中心，它在減輕工人的勞動強度的同時，大大提高了勞動生產率，但是數控加工中心加工中常見的上下料工序，通常乃采用人工操作或傳統(tǒng)繼電器控制的半自動化裝置。前者費時費工，效力低；后者因設計復雜，需要較多繼電器，接線復雜。容易車體震動干擾，而存在可靠性差，故障

19、多，維修困難等問題。可編程控制器PLC控制的上下料機械手控制系統(tǒng)動作簡便，線路設計合理，具有較強的抗干擾能力。保證了系統(tǒng)運行的可靠性，降低了維修率。提高了工作效率。</p><p>　　機械手技術涉及到力學，機械學，電氣液壓技術，自動控制技術，傳感器技術計算機技術等科學領域，是一門跨學科綜合技術。</p><p>　　機械手是一種能自動化定位控制并可重新編程序以變動的多功能機器，他又多個自

20、由度，可用來搬運物體以完成在各個不同環(huán)境中工作。</p><p>　　在工資水平較低的中國，分揀行業(yè)盡管仍屬于勞動密集型，機械手的使用已經越來越普及，那些電子和汽車業(yè)的奧美跨國公司很早就在它們設在中國的工廠中引進了自動化生產。但現在的變化時那些分布在工業(yè)密集的華南，華東沿海地區(qū)也開始對機械手表現出越來越濃厚的興趣，因為他們要面對工人流失率高，以及交帶來的挑戰(zhàn)。隨我國工業(yè)生產的飛躍發(fā)展，自動化程度的迅速提高，實現工

21、件的裝卸，轉向，輸送或分揀流程越來越節(jié)約勞動力，可見機械手的大力發(fā)展有著很重要的意義。</p><p>　　1.1.1機械手的應用意義</p><p>　　在機械工業(yè)中，機械手的應用意義可以概括如下：</p><p>　　( 1 ) 可以提高生產過程的自動化程度</p><p>　　應用機械手，有利于提高材料的傳送、工件的裝卸、刀具的更換以及

22、機器的裝配等的自動化程度，從而可以提高勞動生產率，降低生產成本，加快實現工業(yè)生產機械化和自動化的步伐。</p><p>　　( 2 ) 可以改善勞動條件、避免人身事故在高溫、高壓、低溫、低壓、有灰塵、噪聲、臭味、有放射性或有其它毒性污染以及工作空間狹窄等場合中，用人手直接操作是有危險或根本不可能的。而應用機械手即可部分或全部代替人安全地完成作業(yè)，大大地改善了工人的勞動條件。在一些動作簡單但又重復作業(yè)的操作中，以機

23、械手代替人手進行工作，可以避免由于操作疲勞或疏忽而造成的人身事故。</p><p>　　( 3 ) 可以減少人力，便于有節(jié)奏地生產</p><p>　　應用機械手代替人手進行工作，這是直接減少人力的一個側面，同時由于應用機械手可以連續(xù)地工作，這是減少人力的另一個側面。因此，在自動化機床和綜合加工自動生產線上，目前幾乎都設有機械手，以減少人力和更準確地控制生產的節(jié)拍，便于有節(jié)奏地進行生產。&

24、lt;/p><p>　　綜上所述，有效地應用機械手是發(fā)展機械工業(yè)的必然趨勢。</p><p>　　1.1.2機械手的發(fā)展趨勢</p><p>　　目前國內工業(yè)機械于主要用于機床加工、鑄鍛、熱處理等方面，數量、品種、性能方面都不能滿足工業(yè)生產發(fā)展的需要。</p><p>　　因此，國內主要是逐步擴大機械手應用范圍，重點發(fā)展鑄鍛、熱處理方面的機械手，

25、以減輕勞動強度，改善作業(yè)條件。在應用專用機械手的同時，相應地發(fā)展通用機械手，有條件的還要研制示教式機械手、計算機控制機械手和組合式機械手等。</p><p>　　將機械手各運動構件，如伸縮、擺動、升降、橫移、俯仰等機構，以及適于不同類型的夾緊機構，設計成典型的通用機構，以便根據不同的作業(yè)要求，選用不用的典型部件，即可組成各種不同用途的機械手。既便于設計制造，又便于改換工作，擴大了應用的范圍。同時要提高精度，減少沖

26、擊，定位精確，以更好地發(fā)揮機械手的作用。此外還應大力研究伺服型、記憶再現型，以及具有觸覺、視覺等性能地機械手，并考慮于計算機聯用，逐步成為整個機械制造系統(tǒng)中的一個基本單元。</p><p>　　在國外機械制造業(yè)中，工業(yè)機械手應用較多，發(fā)展較快。目前主要用于機床、模鍛壓力機的上下料，以及點焊、噴漆等作業(yè)中，它可按照事先制定的作業(yè)程序完成規(guī)定的操作，但是還不具備任何傳感反饋能力，不能應付外界的變化。如發(fā)生某些偏離時，

27、就將引起零部件甚至機械手本身的損壞。為此，國外機械手的發(fā)展趨勢是大力研制具有某些智能的機械手，使其擁有一定的傳感能力，能反饋外界條件的變化，做出相應的變更。如位置發(fā)生稍些偏差時，即能更正，并自行檢測，重點是研究視覺功能和觸覺功能。</p><p>　　視覺功能即在機械手上安裝有電視照相機和光學測距儀（即距離傳感器）以及衛(wèi)星計算機。工作時，電視照相機將物體形象變成視頻信號，然后傳送給計算機，以便分析物體的種類、大小

28、、顏色和方位，并發(fā)出指令控制機械手進行工作。</p><p>　　觸覺功能即在機械手上安裝有觸覺反饋控制裝置。工作時機械手先伸出手指尋找工件，通過裝在手指內的壓力敏感元件產生觸感作用，然后伸向前方，抓住工件。</p><p>　　手的抓力大小可通過裝在手指內側的壓力敏感元件來控制，達到自動調整握力的大小?？傊?，隨著傳感技術的發(fā)展，機械手的裝配作業(yè)的能力將進一步提高。到1995年，全世界約有

29、50%的汽車由機械手裝配。</p><p>　　現今機械手的發(fā)展更主要的是將機械手和柔性制造系統(tǒng)以及柔性制造單元相結合，從而根本改變目前機械制造系統(tǒng)的人工操作狀態(tài)。</p><p>　　1.2控制系統(tǒng)的選擇</p><p>　　從滿足機械手自動控制系統(tǒng)的安全性、擴展性、可靠性和穩(wěn)定性方面考慮，目前常見的機械自動控制系統(tǒng)，主要有單片機控制、PLC控制、工業(yè)控制計算機集

30、中控制以及繼電器控制等類型。</p><p>　　隨著集成芯片技術的不斷提高，特別是高檔8位、16位單片機軋管系統(tǒng)由單片計算機及其外圍芯片構成機械手自動控制系統(tǒng)系統(tǒng)。其特點是單片機本身小巧、功耗低，實時控制功能強，但是其軟、硬件的開發(fā)必須借助于開發(fā)工具，系統(tǒng)調試困難，不具有自開發(fā)能力。</p><p>　　工業(yè)控制計算機機械手分揀系統(tǒng)有較強的軟、硬件支持。利用通用計算機的軟、硬件資源來支持

31、機械手自動控制系統(tǒng)系統(tǒng)進行工作，具有自開發(fā)能力，有較強的可視能力和數據處理能力，更適合于計算機集中控制系統(tǒng)應用。</p><p>　　繼電器控制裝置是采用硬邏輯的方式，一個繼電器線圈的通斷將會同時影響該繼電器的所有常開常閉觸點動作，同觸點在控制線路的位置無關。雖然繼電器控制不需要很強的軟、硬件支持。價格相對便宜，但是性能不穩(wěn)定精度不高，不具備自動控制功能。</p><p>　　1.2.1

32、 高可靠性</p><p>　　所有的I/O接口電路均采用光電隔離，使工業(yè)現場的外電路與PLC內部電路之間電氣是那個隔離，防止外部高壓的竄入。</p><p>　　各輸入端均采用R-C濾波器，其濾波時間常數一般為10~20ms，有效的抑制了高頻抗干擾信號。</p><p>　　在PLC電路中設置了“看門狗”電路，能把因干擾而飛走的程序拉回來。</p>

33、<p>　　采用性能優(yōu)良的開關電源。</p><p>　　對采用的器件進行嚴格的篩選。</p><p>　　良好的自診斷功能，一旦電源或其他軟、硬件發(fā)生異常情況，CPU立即采用有效措施，以防止故障擴大。</p><p>　　大型PLC還可以采用由雙CPU構成冗余系統(tǒng)或有三CPU構成表決系統(tǒng)，使可靠性能更進一步提高。</p><p>

34、　　1.2.2 豐富的I/O接口模塊</p><p>　　PLC針對不同的工業(yè)現場信號，如：</p><p><b>　　1. 交流或直流；</b></p><p>　　2. 開關量或模擬量；</p><p><b>　　3. 電壓或電流；</b></p><p><

35、b>　　4. 脈沖火電位；</b></p><p>　　5. 強電或弱電等。</p><p>　　有相應的I/O模塊與工業(yè)現場的器件或設備，如：</p><p><b>　　1. 按鈕</b></p><p><b>　　2. 行程開關</b></p><p&g

36、t;<b>　　3. 接近開關</b></p><p>　　4. 傳感器及變送器</p><p><b>　　5. 電磁線圈</b></p><p><b>　　6. 控制閥</b></p><p>　　直接連接。另外為了提高操作性能，它還有多種人-機對話的接口模塊;為了組成工

37、業(yè)局部網絡，它還有多種通訊聯網的接口模塊，等等。</p><p>　　1.2.3 采用模塊化結構</p><p>　　為了適應各種工業(yè)控制需要，除了單元式的小型PLC以外，絕大多數PLC均采用模塊化結構。PLC的各個部件，包括CPU，電源，I/O等均采用模塊化設計，由機架及電纜將各模塊連接起來，系統(tǒng)的規(guī)模和功能可根據用戶的需要自行組合。</p><p>　　1.2.

38、4 編程簡單易學</p><p>　　PLC的編程大多采用類似于繼電器控制線路的梯形圖形式，對使用者來說，不需要具備計算機的專門知識，因此很容易被一般工程技術人員所理解和掌握。</p><p>　　1.2.5 PLC的簡單介紹</p><p>　　PLC不需要專門的機房，可以在各種工業(yè)環(huán)境下直接運行。使用時只需將現場的各種設備與PLC相應的I/O端相連接，即可投入運

39、行。各種模塊上均有運行和故障指示裝置，便于用戶了解運行情況和查找故障。</p><p>　　由于采用模塊化結構，因此一旦某模塊發(fā)生故障，用戶可以通過更換模塊的方法，使系統(tǒng)迅速恢復運行。</p><p>　　使用方便。PLC的結構不僅具有先進的通訊和輸入輸出能力，而且其模塊化的系統(tǒng)結構、靈活的配置能力，使用戶可以靈活組成各種規(guī)模和不同要求的控制系統(tǒng)。</p><p>

40、　　設計、施工、調試周期短。用PLC完成一項控制工程時，由于其硬、軟件齊全，設計和施工可同時進行，縮短了周期。</p><p><b>　　PLC的功能有：</b></p><p><b>　　邏輯控制</b></p><p><b>　　定時控制</b></p><p>&l

41、t;b>　　計數控制</b></p><p><b>　　PID控制</b></p><p>　　數據控制PLC具有數據處理能力</p><p><b>　　通信和聯網</b></p><p><b>　　其它</b></p><p>

42、　　PLC還有許多特殊功能模塊，適用于各種特殊控制的要求，如：定位控制模塊，CRT模塊。易于實現機電一體化。PLC的結構緊湊，體積小，重量輕，可靠性高，抗振防潮和耐熱能力強，使之易于安裝在機器設備內部，制造出機電一體化產品。鑒于PLC的諸多優(yōu)勢，結合機械于自動控制系統(tǒng)的需要，選擇日本三菱公司的S7-200系列可編程序控制器。SIMATIC S7-200系列PLC是西門子公司生產的具有高性能價格比的小型可編程控制器，由于它具有控制能力強

43、、體積小、抗干擾能力強等優(yōu)點而得到廣泛的應用。</p><p>　　1.3可編程控制器(PLC)的歷史與發(fā)展趨勢</p><p>　　1.3.1可編程控制器(PLC)的歷史</p><p>　　可編程控制器（Progremmable Controller ,PC）是近幾年迅速發(fā)展并得到廣泛應用的新一代工業(yè)自動化控制裝置。早年的可編程控制器在功能上只能實現邏輯控制，因

44、此被稱為可編程順序邏輯控制器（Progremmable Logy Controller）,這時的PLC基本上是（硬）繼電器控制裝置的替代物，主要用于實現原先由繼電器完成的順序控制、定時、計數等功能。</p><p>　　國際電工委員會（IEC）與1987年2月在頒布的可百鳥朝控制器標準草案中將其一步定義為：“可編程控制器是一種數字運算操作的電子系統(tǒng)，專為工業(yè)環(huán)境應用而設計。它采用可編程序的存儲器，用來在其內部存儲

45、執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術運算等操作的指令，并通過數字或模擬式的輸入和輸出，控制各種機械或生產過程。</p><p>　　20世紀70年代，微處理器的出現使PLC發(fā)生了巨變。美國、日本、德國等一些廠商先后開采用微處理器作為PLC的CPU，這樣使PLC的功能大大的增強。</p><p>　　20世紀80年代，由于超大規(guī)模集成電路技術的發(fā)展微處理器價格大幅下跌，使得各種類型的PL

46、C所采用的CPU的檔次普遍提高，一般采用16位和32位的CPU。</p><p>　　目前，世界上約有200家PLC生產廠家。其中，美國的（Rockwell）、(GE)，德國的西門子（Siemems），法國的施耐德（Schmeider），日本的三菱，歐姆龍(Omron)還有我國的江蘇嘉華，他們從只有幾十個點（I/O總點數）的微型PLC到上萬個點的巨型PLC?？梢灶A見PLC將會是電氣控制裝置的主要控制元件。<

47、/p><p>　　1.3.2可編程控制器的發(fā)展與趨勢</p><p>　　由于工業(yè)生產對自動控制系統(tǒng)的多樣性，今后幾年的PLC技術將圍繞如下幾個方面發(fā)展。</p><p>　　進一步加快CPU芯片和24位、32位、64位RIST芯片；采用新型體系結構，工作方式使掃描和中斷并存；各種模塊自能化，部分系統(tǒng)程序用門陣烈電路固化，這樣可以使速度達到ns級。</p>

48、<p>　　變革操作控制方式。大量使用中斷驅動方式，以增加對輸入/輸出（I/O）的快速反應能力。</p><p>　　發(fā)展自能化模塊。自能化模塊主要有：通信模塊、位置控制模塊、數據處理與控制模塊、數/模（D/A）轉換模塊、PID控制模塊及一些自能化I/O模塊。</p><p>　　進一步提高可靠性。PLC將在硬件上采用多CPU的容錯系統(tǒng)，軟件上開發(fā)更加高級的診斷程序，以及發(fā)展軟

49、件的容錯技術，增強PLC的自診斷和外部故障檢測功能等。在PLC線路中采用隔離技術防止外部高壓的竄入；采用濾波技術，可以有效恢復作用。</p><p>　　可見PLC實質上是一種面向用戶的工業(yè)控制專用計算機，它與通用計算機相比有其自身的特點。</p><p>　　提供更方便靈活的編程方法，PLC的使用更加的方便。最大特點是采用清晰直觀的繼電器控制線路演化過來的梯形圖作為編程語言，梯形圖是面向

50、控制過程，面向操作人員的語言。因此梯形圖程序簡單易學，易修改，深受電器工作人員的歡迎。</p><p>　　PLC的結構和規(guī)模將更加兩極化——更強大和更小巧。更強大是指存儲容量更大，I/O點數更多，執(zhí)行速度更高，智能化程度更強，數據更安全；更小巧是指體積更小，價格更低，但性能更強的微型化PLC。</p><p>　　PLC產品更加規(guī)范化、標準化將有利于PLC的設計、生產、使用和維護。<

51、;/p><p>　　加強PLC的聯網功能。加強PLC與PLC之間，PLC與計算機的聯網能力，為實現工廠自動化提供必要的條件。這樣可以實現多個系統(tǒng)之間進行數據傳送、交換和處理。</p><p>　　1.4可編程控制器的基本功能和特點</p><p>　　1.4.1 PLC基本功能</p><p><b>　　（1）邏輯控制功能</b

52、></p><p>　　邏輯最可恨功能實際上就是位處理功能，是可編程控制器的最基本的功能之一。PLC設置有“與”、“或”、“非”等邏輯指令，根據外部現場（開關、按鈕或其他傳感器）的狀態(tài)，按照制定的邏輯進行運算處理后，將結果輸出到現場的被控對象（電磁閥、接觸器、繼電器、指示燈等）。因此PLC中一個邏輯位的狀態(tài)可以無限次地使用，邏輯關系的修改變更也十分方便。</p><p><b&

53、gt;　?。?）定時控制功能</b></p><p>　　PLC中用戶提供使用的定時器，定時器的設定值（定時時間）可以在編程時設定，也可以在運行過程中根據需要進行修改，使用方便靈活。</p><p><b>　?。?）計數控制功能</b></p><p>　　PLC為用戶提供了很多計數器，計數器到某一定值時（設定值），產生一個狀態(tài)信

54、號，利用該信號實現某個操作的計數控制。</p><p><b>　　（4）步進控制功能</b></p><p>　　PLC為用戶提高了若干個狀態(tài)器，可以實現有時間、技術和其他指定邏輯信號為轉移條件的步進控制，即在一道工序完成以后，在轉移條件滿足時，自動進行下一道工序。</p><p>　　( 5 ) 數據處理功能</p><

55、p>　　大部分PLC都有數據處理功能，可實現算術運算、數據傳送、數據比較、數據轉換、譯碼等操作。</p><p>　　( 6 ) 過程控制功能</p><p>　　有些PLC具有A/D、D/A轉換功能方便地對模擬量的控制調節(jié)。</p><p>　　( 7 ) 通信聯網功能</p><p>　　有些PLC采用通信技術，可以多臺PLC之間的

56、同位鏈接、PLC與計算機只見愛你的通信等。</p><p>　　( 8 ) 監(jiān)控功能</p><p>　　PLC設置了較強的監(jiān)控功能。操作人員利用編程器或監(jiān)視器可多PLC的運行狀態(tài)進行監(jiān)控。利用編程器可以調整定時器、定時器的設定值和當前值，并根據需要改變PLC內部邏輯信號的狀態(tài)及數據區(qū)的數據內容為調試和維護提供極大的方便。</p><p>　　( 9 ) 停電記憶功

57、能</p><p>　　PLC內部的部分存儲器所使用的RAM設置了停電保持器件（如備用電池），以保證斷電后這部分存儲器中的信息不會丟失。</p><p>　　(10) 故障診斷功能</p><p>　　PLC可對系統(tǒng)組成、某些硬件狀態(tài)及指令的合法性等進行自診斷，發(fā)現異常情況，發(fā)出報警并顯示錯誤類型，如屬嚴重錯誤則自動終止運行。</p><p>

58、;　　1.4.2 PLC的特點</p><p>　　PLC作為通用工業(yè)控制計算機，30年，可編程控制器從無到有，實現了工業(yè)控制領域界限邏輯到存儲邏輯的飛躍，其功能從弱到強，實現了邏輯控制到數字控制的進步，其領域從小到大，實現了單體設備控制到勝任運動控制、過程控制、及集散控制等各種任務的跨越，今天的可編程控制器正在成為工業(yè)控制領域的主流控制設備，在世界各地發(fā)揮著越來越大的作用，主要特點有：</p>&

59、lt;p>　　可靠性高，抗干擾能力強，能適應工廠環(huán)境</p><p>　　編程簡單、直觀，可邊學邊用</p><p><b>　　適應性好，具有柔性</b></p><p><b>　　功能完善，接口多樣</b></p><p><b>　　易于操作，維護方便</b>&l

60、t;/p><p>　　體積小、功能強大、用途廣</p><p>　　1.4.3 PLC的分類</p><p>　　PLC的種類很多，其實現的功能、內存容量、控制規(guī)模、外型等方面均存在較大的差異。因此，PLC的分類并沒有一個統(tǒng)一的標準，而是按結構形式、最可恨規(guī)模、實現的功能大致地分類。 </p><p>　　1. 按結構形式分類</p>

61、<p>　　PLC按硬件的結構形式可以分整體式和模塊式。</p><p>　?。?）整體式PLC 整體式PLC的CPU、存儲器I/O安裝在統(tǒng)一機體內（如三菱的FX系列）。這種結構的特點是：結構簡單、體積小、價格低。適用于嵌入控制設備的北部，常用與單機控制。</p><p>　?。?）模塊式PLC 組合式PLC為總線結構。其總線做成總線板，上面有若干個總線槽，每個總線槽

62、上可安裝一個PLC模塊，不同的模塊實現不同的功能。配置靈活、組裝方便、擴展容易。</p><p>　　2. 按I/O點數和功能分類</p><p>　　I/O的點數是衡量PLC控制規(guī)模的重要參數。因此，按控制規(guī)模可分為小型PLC、中型PLC、和大型PLC。 </p><p>　　微型PLC I/O點數小于64點</p>

63、;<p>　　小型PLC I/O點數在64-56點之間 </p><p>　　中型PLC I/O點數在256-512點之間</p><p>　　大型PLC I/O點數在512-8192點之間</p><p>　　3. 按控制實現的功能分類</p><p>　　按照PLC所能實現的功能不同，可以把PLC大致

64、地分為低檔PLC、中檔PLC、高檔PLC三類。</p><p>　　1.5可編程控制器的組成和工作原理</p><p>　　1.5.1可編程控制的硬件組成</p><p>　　PLC主要有中央處理器（CPU）、存儲器（RAM、EPROM）、I/O、電源、擴展接口和編程器接口等部分組成。</p><p>　　在常規(guī)電氣控制電路中，輸入元件和輸出

65、元件的連接是通過導線連接的。而PLC的輸入元件和輸出元件的連接不是通過導線連接的，而是通過程序來連接的。所以不會發(fā)生常規(guī)電氣控制電路所出現的問題。</p><p>　　PLC的控制程序由編程器或計算機通過編程電纜輸入到PLC中，還可以對PLC內部控制的狀態(tài)和參數進行監(jiān)控和修改，十分方便。當控制功能發(fā)生變化時，不必重新改接線，只需改變程序就可以了。</p><p>　　FX2N型可編程序控制

66、器上設置有4個指示燈，以顯示PLC的電源、運行/停止、內部鋰電池的電壓、CPU和程序的工作狀態(tài)。</p><p>　　FX2N型可編程序控制器是一種小型機，一般小型機多采用整體式，當輸入輸出不夠用時可以通過擴展端口增加輸入輸出的擴展模塊，通過擴展端口還可以連接各種特殊模塊。</p><p>　　圖1-1可編程控制器實物組成</p><p>　　圖1-2 PLC硬件的

67、基本結構圖</p><p><b>　　CPU模塊</b></p><p>　　在PLC系統(tǒng)中，CPU模塊相當于人的大腦，它不斷地采集輸入信號，執(zhí)行用戶程序，刷新系統(tǒng)的輸出。</p><p><b>　　I/O模塊</b></p><p>　　輸入（INPUT）模塊和輸出（OUTPUT）模塊簡稱I/

68、O模塊，他們是系統(tǒng)的眼、耳、手、腳，是聯系外部現場和CPU模塊的橋梁。</p><p>　　輸入模塊用來接收和采集輸入信號，數字量輸入模塊用來接收從按鈕、選擇開關、數字開關、限位開關、接地開關、光電開關、等數字信號，模擬輸入模塊用來接收電位器，測速發(fā)電機和各種變送器提供的連續(xù)變化的模擬量電流電壓信號。數字量輸入模塊用來控制接觸、器電磁閥、電磁鐵、指示燈、數字顯示裝置和報警器裝置器等輸出設備，模擬量輸出模塊用來控制

69、調節(jié)閥、變頻器等執(zhí)行裝置。</p><p>　　CPU模塊的工作電壓一般是DC5V，而PLC的輸出/輸出信號電壓信號一般較高,如DC5V和AC220V，可防止從外部引入的尖峰的電壓和干擾信號可能損壞CPU模塊中的元器件或影響PLC的正常工作。I/O模塊中，用光電耦合器、小型繼電器等器件來隔離外部輸入電路和負載，I/O模塊除了傳遞信號外，還有電平轉換與隔離作用。</p><p><b&

70、gt;　　編程裝置</b></p><p>　　編程裝置用來生成用戶程序，并對它進行編輯、檢查和修改，手持式編程不能直接輸入和編輯梯形圖，只能輸入和編輯指令表程序，因此又叫做指令編程器。它體積小，價格便宜，一般用來給小型PLC編程，或者用來現場調試和維護。使用編程軟件可以在屏幕上直接生成和編輯梯形圖、指令表、功能塊和順序功能圖程序，并可以實現不同的編程語言的互相轉換，程序被編譯下載到PLC也可以實現遠

71、程編程和傳遞。</p><p><b>　　電源</b></p><p>　　PLC一般使用220V交流電源或24V直流電源，內部的開關電源為各模塊提供各種直流電源，驅動PLC負載的直流電源一般由用戶提供。</p><p>　　1.5.2 可編程控制的軟件系統(tǒng)和程序</p><p>　　PLC是一種工業(yè)控制計算機，不僅

72、有硬件，軟件也是必不可少的。在PLC中軟件分為兩大部分，即系統(tǒng)程序和用戶程序。</p><p>　　( 1 ) 系統(tǒng)程序時PLC賴以工作的基礎，采用匯編語言寫，在PLC車廠時就醫(yī)固化于ROM型系統(tǒng)程序存儲器中，不需要用戶干擾。系統(tǒng)程序分為系統(tǒng)監(jiān)控程序和解釋程序。</p><p>　　( 2 ) 用戶程序又稱為應用程序，是用戶為完成某一特定任務而利用PLC的編程語言而編制的程序。用戶程序通過

73、編程器輸入到PLC的用戶存儲器中，通過PLC的運行而完成這一特定的任務。</p><p>　　1.5.3 可編程控制器的工作原理</p><p>　　PLC內部有許多具有不同功能的器件，實際上這些器件是由電子電路和存儲器組成的。例如，輸入繼電器X由輸入電路和映像輸入觸點的存儲器組成；輸出繼電器Y由輸出電路和映像輸出點的存儲器組成；定時器T、計數器C、輔助繼電器M、狀態(tài)器S、數據寄存器D、

74、變址積存器V/Z等都有存儲器組成。為了把它們與普通的硬件區(qū)分開，通常把上面的器件成為軟器件。從工作過程看，只注重器件的功能和器件的名稱。如，輸入繼電器X、輸出繼電器Y等，而且每個器件都有確定的地址編號，這對編程十分重要。</p><p>　　PLC的工作原理可概括為；在系統(tǒng)管理程監(jiān)控下，對I/O集中采樣、順序執(zhí)行用戶程序并將運算結果集中輸出的工作過程，與計算機不同的是，計算機一般采用查詢等待命令的工序的執(zhí)行并轉到

75、相應子程序。因此，當控制軟件發(fā)生故障時，會一直等待鍵盤或I/O命令，可能發(fā)生死機現象。而PLC作為專用工業(yè)控制機，一般采用掃描用戶程序工作方式，系統(tǒng)管理及應用程序的執(zhí)行全部是以循環(huán)掃描方式完成。當軟件發(fā)生故障時，可以定時執(zhí)行下一輪掃描，避免了死機現象，因此可靠性更高。</p><p>　　1.6 解決的主要問題</p><p>　　機械手主要由手部和運動機構組成。手部是用來抓持工件（或工

76、具）的部件，根據被抓持物件的形狀、尺寸、重量、材料和作業(yè)要求而有多種結構形式，如夾持型、托持型和吸附型等。運動機構，使手部完成各種轉動（擺動）、移動或復合運動來實現規(guī)定的動作，改變被抓持物件的位置和姿勢。運動機構的升降、伸縮、旋轉等獨立運動方式，稱為機械手的自由度 。為了抓取空間中任意位置和方位的物體，需有6個自由度。自由度是機 械手設計的關 鍵參數。自由 度越多，機械手的靈活性越大，通用性越廣，其結構也越復雜。一般專用機械手有2～3個

77、自由度。 </p><p>　　機械手的種類，按驅動方式可分為液壓式、氣動式、電動式、機械式機械手；按適用范圍可分為專用機械手和通用機械手兩種；按運動軌跡控制方式可分為點位控制和連續(xù)軌跡控制機械手等。 </p><p>　　機械手通常用作機床或其他機器的附加裝置，如在自動機床或自動生產線上裝卸和傳遞工件，在加工中心中更換刀具等，一般沒有獨立的控制裝置。有些操作裝置需要由人直接操縱，如用于原

78、子能部門操持危險物品的主從式操作手也常稱為機械手</p><p>　　機械手能模仿人手和臂的某些動作功能，用以按固定程序抓取、搬運物件或操作工具的自動操作裝置。主要解決代替人的繁重勞動以實現生產的機械化和自動化，能在有害環(huán)境下操作以保護人身安全，因而廣泛應用于機械制造、冶金、電子、輕工和原子能等部門。</p><p><b>　　第2章 設計原理</b></p

79、><p>　　2.1 操作原理簡要說明</p><p>　　機械手有手動、單周期、多周期和回原點五種工作方式，機械手在最上面、最左邊且電磁鐵線圈斷電，稱為系統(tǒng)處于原點狀態(tài)（或稱初始狀態(tài)）。</p><p>　　在用戶程序中，坐限位開關，上限位開關的常開觸點和表示電磁鐵線圈斷電常閉觸點的串聯電路接通時，“原點條件”輔助繼電器變位NO。在通過初始化指行IST利用輔助繼電器來

80、決定機械手的工作方式， 在單周工作方式下，在初始狀態(tài)按下啟動按鈕后，機械手從初始步開始一個接一個周期地反復連續(xù)的工作。在按下停止按鈕并不馬上停止工作，完成最后一個周期的工作后，系統(tǒng)才返回并停留在初始步。</p><p>　　在單步工作方式下，從初始步開始，按下按鈕系統(tǒng)轉換到下一步完成該步任務后，自動停止工作并停留在該步，再按一下啟動按鈕才轉到下一步。單步工作方式常用于系統(tǒng)的調試。在選擇單周期，多周期和單步工作方

81、式之前，系統(tǒng)應處于原點狀態(tài)，如果不滿足這一條件，可選擇回原點工作方式。</p><p>　　機械手的一個工作周期（動作順序）為下降、夾緊、上升、右行、下降、釋放、上升、左行返回。當機械手在原點狀態(tài)時，按下啟動按鈕，機械手下降到為達下限位時，下限位處于斷電狀態(tài)。夾緊，然后機械手上升，上升到上限位時，機械手臂右行。當右行到右限位時，機械手下降，下降到下限位時氣抓斷電，釋放工件，工件放入指定位置。然后回到原點。當機械手

82、在原點時，按下啟動按鈕，機械手下降到為達下限位時，接通，夾緊工價，機械手上升，上升到上限位時，機械手臂右行，當右行到限位開關時機械手下降，下降到下限位時，氣抓放松。然后回到原點位置，機械手動作完成。</p><p>　　2.2 機械手的構成</p><p>　　執(zhí)行機構包括手部、手臂和軀干。手部裝在手臂前端，可轉動、開閉手指。機械手手部的構造系模仿人的手指，分為無關節(jié)、固定關節(jié)和自由關節(jié)

83、三種。手指的數量又可分為二指、三指、四指等，其中以二指用得最多。可根據夾持對象的形狀和大小配備多種形狀和尺寸的夾頭，以適應操作的需要。所謂沒有手指的手部，一般是指真空吸盤。本設計采用二指的構造。手臂有無關節(jié)臂和有關節(jié)臂之分。手臂的作用是引導手指準確的捉住工件，并運送到所需要的位置上。為了使機械手能夠正確的工作，手臂的三個自由度都需要精確的定位。總之，機械手的運動離不開直線移動和轉動二種，因此它采用的執(zhí)行機構主要是直線液壓缸、擺動液壓缸、

84、電液脈沖馬達、伺服液壓馬達、交流伺服電動機、直流伺服電動機和步進電動機等。軀干是安裝手臂、動力源和各種執(zhí)行機構的支架。</p><p>　　驅動機構主要有四種；液壓驅動、氣壓驅動、電氣驅動和機械驅動。其中以電氣、氣動用的最多，占90%以上；液壓機械驅動用的較少。</p><p>　　液壓驅動主要是通過液壓缸、閥、液壓泵和油箱等實現傳動。它利用液壓缸、液壓馬達加齒輪、齒條實現直線運動；利用擺

85、動液壓缸、液壓馬達與減速器、液壓缸與齒條、齒輪或鏈條、鏈輪等實現回轉運動。液壓驅動的優(yōu)點是壓力高、體積小、出力大，動作平緩，可無極變速，自鎖方便，并能在中間位置停止。缺點是需配備壓力源，系統(tǒng)復雜，成本較高。</p><p>　　氣壓驅動所采用的元件為氣壓缸、氣馬達、氣閥等。一般采用4到6個大氣壓（392到588kpa),個別的達到8-10個大氣壓（785-981kpa）。它的優(yōu)點是氣源方便，維護簡單，成本低。缺點

86、是出力小，體積大。由于空氣的可壓縮性大，很難實現中間位置的停止，只能用于點位控制，而且潤滑性差，氣壓系統(tǒng)容易生銹。本設計的手爪部分采用氣壓驅動。</p><p>　　電氣驅動時，直線運動可采用電動機帶動絲杠、螺母機構。通用機械手則考慮采用步進電動機、直流或交流的伺服電動機、變速箱等。電氣驅動的優(yōu)點是動力源簡單，維護、使用方便。驅動機構和控制系統(tǒng)可以采用同一形式的動力，出力比較大。本設計采用步進電動機驅動手臂運動，

87、直流電動機驅動手爪和機械手的旋轉運動。</p><p>　　機械驅動只用于工作固定的場合。一般用凸輪連桿機構實現規(guī)定的動作。她的優(yōu)點是動作確實可靠，工作速度高，成本低；缺點是不易于調整。</p><p>　　機械手控制的要素包括工作順序、到達位置、動作時間、運動速度和加減速度等。機械手的控制分為點位控制和連續(xù)軌跡控制兩種，目前以點位控制為主，占90%以上。</p><p

88、>　　控制系統(tǒng)可根據動作的要求，設計采用數字順序控制，它首先要編制程序加以存儲，然后再根據規(guī)定的程序，控制機械手進行工作。對動作復雜的機械手則采用數字控制系統(tǒng)、以小型計算機或微處理機控制的系統(tǒng)。</p><p>　　本設計的控制系統(tǒng)采用小型可編程控制器實現，具有編程簡單、修改容易、可靠性高等優(yōu)點。</p><p>　　2.3 各電氣設備的控制方式及控制要求</p>&l

89、t;p>　　2.3.1機械手的機能和特性</p><p>　　根據古典力學觀點，物體在三維空間內的靜止位置是由三個坐標和繞三軸旋轉的角度來決定。因此，抓握物體的位置和方向（即關節(jié)間的角度）能從理論上求得。據資料介紹，如果采用的機械手，其技能要接近于人的上肢，則需要具有27個自由度，而每一個自由度至少要有一根人造肌肉。這樣就需要安裝27根重量輕、小型和高輸出力的人造肌肉。就目前的技術狀況而言，上述功能還很難辦

90、到，而且把機械手的運動搞的那么復雜，動作彼此嚴重重疊也是完全不必要的。退一步，如果機械手要求具有完全通用的程度，那么它的整機、本體、手臂和手指都得有三個直線運動和三個旋轉運動，總共要有24個自由度。這在實際上也是不必要的，這樣會使機械手結構復雜，費用增多。因此，不應盲目模仿人手的動作，增加過多的自由度，而應該根據實際需要的動作設計出最少的自由度，就能完成作業(yè)所要求的動作。所以一般專用的機械手通常具有兩到三個自由度。而通用機械手則一般取四

91、到五個自由度。</p><p>　　本設計中設計的機械手，它共有五個自由度。即：手臂伸縮、手臂上下擺動、手臂左右擺動、手腕回轉、手指抓握。</p><p>　　2.3.2軀干和傳動系統(tǒng)</p><p>　　機械手的傳動分液壓、氣壓、電氣和機械四種，本設計采用綜合傳動方即</p><p>　　手臂采用電氣傳動，而手爪則采用氣壓傳動。如圖

92、</p><p><b>　　圖2.1機械手模型</b></p><p><b>　　1、夾緊機構</b></p><p>　　機械手手爪是用來抓取工件的部件。手爪抓取工件時要滿足迅速、靈活、準確和可靠的要求。設計制造夾緊機構-手爪時，首先要從機械手的坐標形式、運行速度和加速度的情況來考慮。其夾緊力的大小則根據夾持物體的

93、重量、慣性和沖擊力的大小來計算。同時考慮有足夠的開口尺寸，以適應被抓物體的尺寸變化為擴大機械手的應用范圍，還需備有多種抓取機構，以根據需要來更換手爪。為防止損壞被夾的物體，夾緊力要限制在一定的范圍內，并鑲有軟質墊片、彈性襯墊或自動定心結構。為防止突然停電造成的被抓物體落下，還可以有自鎖結構。夾緊機構本身則應結構簡單、體積小、重量輕、動作靈活和工作可靠。</p><p>　　夾緊結構形式多樣，有機械式、吸盤和電磁式

94、等。有的夾緊機構還帶有傳感裝置和攜帶工具進行操作的裝置。本設計采用機械式夾緊機構。</p><p>　　機械式夾緊機構是最基本的一種，應用廣泛，種類繁多。如按手指運動的方式和模仿人手的動作?？煞譃榛剞D型、直進型；按夾持方式可分為內撐式和自鎖式；按手指數目可分為二指式、三指式、四指式；按動力來源則可分為彈簧式、氣動式、液壓式等。本設計采用二指式氣動手爪。由可編程控制控制電磁閥動作，從而控制手爪的張閉。手爪的回轉則用

95、一個直流電動機完成，同時通過兩個限位磁頭完成回轉角度的限位，一般可設置在180°。</p><p><b>　　2.軀干</b></p><p>　　軀干由底盤和手臂兩大部分組成;</p><p>　　( 1 ) 盤底是支撐機械手全部重量并能帶動手臂旋轉的機構。采用一個直流電動機驅動，盤底旋轉時帶動一個旋轉碼盤旋轉，機械手每旋轉3&#

96、176;發(fā)出一個脈沖，由傳感氣檢測并送入可編程控制器，從而計算盤底旋轉的角度。同時，在盤底裝有限位磁頭，最大旋轉角度可達270°。</p><p>　　( 2 ) 手臂是機械手的主要部分，它是支撐手爪、工件并使他們遠動的機構。本設計中手臂由橫軸和豎軸組成，可完成伸縮、升降的運動。手臂采用步進電動機帶動絲桿、螺母來實現伸縮和升降運動。由可編程控制器發(fā)出脈沖信號，經步進電動機驅動器驅動步進電動機旋轉，帶動滾

97、珠絲桿旋轉，完成手臂的運動。改變發(fā)出脈沖的個數，可控制手臂的兩個軸運動的距離。同時在兩軸的兩端分別加限位開關限位。采用絲桿、螺母結構傳動的特點是易于自鎖，位置精度較高，傳動效率較高。</p><p>　　2.3.3 電器元件和設備的選擇</p><p>　　1.PLC機型的選擇 </p><p>　　根據被控制對象對PLC,基本原則是滿足控制系統(tǒng)的功能要求，可進行P

98、LC型號的選定。</p><p>　　進行PLC選型時，基本原則是滿足控制系統(tǒng)的功能需要，同時要兼顧維修、備件的通用性。對開關量控制的系統(tǒng)，當控制速度要求較不高時，一般的小型PLC都可以滿足要求，如對小型泵的順序控制、單臺機械的目的自動控制等。當控制速度要求較高、輸出有高速脈沖信號等情況時，要考慮輸入/輸出點的形式，最好采用晶體管形式輸出。對帶有部分模擬量控制的應用系統(tǒng)，如工業(yè)生產中經常遇到的溫度、壓力、流量、液

99、位等連續(xù)量的控制，應選擇具有所需功能的PLC主機，還要根據需要選擇相應的傳動感器、變送器和驅動裝置等。</p><p>　　輸入/輸出的點數可以衡量PLC規(guī)模的大小。準確統(tǒng)計被控對像的輸入信號和輸出信號的總點數并考慮今后系統(tǒng)的調整和擴充，在實際的調整和擴充，在實際I/O點數基礎上，一般應加上10%-20%的備用點數。多數小型PLC為整體式，具有體積小、價格便宜等優(yōu)點，適于工藝過程比較穩(wěn)定，控制要求比較簡單的系統(tǒng)。

100、模塊式結構的PLC采用主機模塊與輸入模塊、功能模塊組合使用的方法，比整體式方便靈活，維修更換模塊、判斷與處理故障快速方便，適用于工藝變化較多、控制要求復雜的系統(tǒng)。</p><p>　　此外，還應考慮用戶存儲器的容量、PLC的處理速度是否能滿足實時控制的要求、編程器與外圍設備的選擇等。</p><p>　　本設備控制的對象是一個開關量控制的系統(tǒng)，同時利用脈沖控制步進電動機的運轉，故應采用晶體

101、管形式的輸出。三菱FX系列的PLC性價比搞、功能完善、指令豐富等優(yōu)點，能滿足本對象各項控制性能要求，因此，本系統(tǒng)采用三菱FX2N—48MR系列PLC作為基本模塊（如圖2.2所示PLC），能輸出兩路脈沖信號進行步進電動機的控制。</p><p><b>　　2.電源模塊： </b></p><p>　　采用Dm150系列開關電源。其特點是輸出功率大、體積小，重量輕、可靠

102、性高，適應寬范圍的輸入電壓波動，具有完備的過電壓、過電流保護功能。</p><p><b>　　主要參數：</b></p><p>　　（1）輸入交流電壓：110-220V/50HZ、60HZ</p><p>　　（2）輸出直流電壓：24V/6.5A</p><p>　?。?）最大功率：156W</p>&

103、lt;p>　?。?）工作環(huán)境：-10-40°C</p><p>　　3.三相異步電動機：</p><p>　　三相異步電動機的種類很多，但各類三相異步電動機的基本結構是相同的，它們都由定子和轉子這兩大基本部分組成，在定子和轉子之間具有一定的氣隙.</p><p>　　圖2-2 封閉式三相籠型異步電動機結構圖</p><p>

104、　　1—軸承；2—前端蓋；3—轉軸；4—接線盒；5—吊環(huán)；6—定子鐵心；</p><p>　　7—轉子；8—定子繞組；9—機座；10—后端蓋；11—風罩；12—風扇</p><p>　　( 1 )定子部分 </p><p>　　定子是用來產生旋轉磁場的。三相電動機的定子一般由外殼、定子鐵心、定子繞組等部分組成。</p><p><b&g

105、t;　?、偻鈿?lt;/b></p><p>　　三相電動機外殼包括機座、端蓋、軸承蓋、接線盒及吊環(huán)等部件。 </p><p>　　機座：鑄鐵或鑄鋼澆鑄成型，它的作用是保護和固定三相電動機的定子繞組。中、小型三相電動機的機座還有兩個端蓋支承著轉子，它是三相電動機機械結構的重要組成部分。通常，機座的外表要求散熱性能好，所以一般都鑄有散熱片。</p><p>　　

106、端蓋：用鑄鐵或鑄鋼澆鑄成型，它的作用是把轉子固定在定子內腔中心，使轉子能夠在定子中均勻地旋轉。</p><p>　　軸承蓋：也是鑄鐵或鑄鋼澆鑄成型的，它的作用是固定轉子，使轉子不能軸向移動，另外起存放潤滑油和保護軸承的作用。</p><p>　　接線盒：一般是用鑄鐵澆鑄，其作用是保護和固定繞組的引出線端子。</p><p>　　吊環(huán)：一般是用鑄鋼制造，安裝在機座的上

107、端，用來起吊、搬抬三相電動機。 </p><p><b>　?、诙ㄗ予F心</b></p><p>　　異步電動機定子鐵心是電動機磁路的一部分，由0.35mm～0.5mm厚表面涂有絕緣漆的薄硅鋼片疊壓而成，如圖3-2所示。由于硅鋼片較薄而且片與片之間是絕緣的，所以減少了由于交變磁通通過而引起的鐵心渦流損耗。鐵心內圓有均勻分布的槽口，用來嵌放定子繞圈。 </p>

108、;<p>　?。╝）定子鐵心 （b）定子沖片 </p><p>　　圖2-3 定子鐵心及沖片示意圖 </p><p><b>　?、鄱ㄗ永@組</b></p><p>　　定子繞組是三相電動機的電路部分，三相電動機有三相繞組，通入三相對稱電流時，就會產生旋轉磁場。三相繞組由三個彼此獨立的繞組組成，

109、且每個繞組又由若干線圈連接而成。每個繞組即為一相，每個繞組在空間相差120°電角度。線圈由絕緣銅導線或絕緣鋁導線繞制。中、小型三相電動機多采用圓漆包線，大、中型三相電動機的定子線圈則用較大截面的絕緣扁銅線或扁鋁線繞制后，再按一定規(guī)律嵌入定子鐵心槽內。定子三相繞組的六個出線端都引至接線盒上，首端分別標為U1, V1, W1 ，末端分別標為U2, V2, W2 。這六個出線端在接線盒里的排列如圖3-3所示，可以接成星形或三角形。

110、</p><p>　?。╝）星形連接 （b）三角形連接</p><p>　　圖2-4 定子繞組的聯結</p><p><b>　?。?）轉子部分</b></p><p>　?、俎D子鐵心 是用0.5mm厚的硅鋼片疊壓而成，套在轉軸上，作用和定子鐵心相同，一方面作為電動機磁路的一部分，

111、一方面用來安放轉子繞組。</p><p>　?、谵D子繞組 異步電動機的轉子繞組分為繞線形與籠形兩種，由此分為繞線轉子異步電動機與籠形異步電動機。</p><p>　　a.繞線形繞組 與定子繞組一樣也是一個三相繞組，一般接成星形，三相引出線分別接到轉軸上的三個與轉軸絕緣的集電環(huán)上，通過電刷裝置與外電路相連，這就有可能在轉子電路中串接電阻或電動勢以改善電動機的運行性能，見圖3-4。 &l