图2-6 上下料机械手运行动作图

2。3系统运行方案的确定

为了实现对上下机械手五个工作位置的精确定位，确定如下方案设计：

（1）方案1：固定好硬件，安装一个参考点传感器，并确定此位置为0度位置，采用PLC的绝对定位功能控制混合步进电机运行，将机械手运行的面划分为360度，通过输入度数值从而实现精确定位

（2）方案2：通过传感器进行位置的确定，在机械手需要运行到的五个位置中装入传感器进行定位，机械手运行到相应位置，传感器将信号传入PLC，PLC控制步进电机停止，如此实现定位功能。

方案2使用的传感器较多，信号之间容易相互干扰，且传感器位置的固定不够精确而方案1采用绝对定位，对固定的位置采用编程计算其角度，定位准确并且程序编写简单，易懂。综上考虑，本系统采用方案1为最总运行方案。

2。4本章小结

本章首先了解了系统的控制要求，之后对整体方案进行了论证与确定，为接下来的设计确立了方向。

第三章 系统硬件设计

3。1系统硬件整体布局

系统的整体布局为，传动装置采用混合步进电机和谐波减速器，来实现上下料机械手的旋转定位。采用两个气缸来实现转臂的上下运动与电磁吸盘来实现物料的吸取与释放。

控制器采用PLC来实现对混合步进电机，气缸，电磁吸盘进行控制，从而实现自动上下料的要求。

同时通过点击触摸屏来进行上下料机械手五个工作位置的调试与校准，触摸屏的相关内容将在4。3节进行介绍。

3。2系统机械结构设计

3。2。1元器件选型

完成了以上整体方案与布局的设计，下面开始对整体机械结构开始设计，首先对用到的主要元器件进行选型，然后进行安装板尺寸设计。

（1）混合步进电机

步进电机分三种：永磁式（PM） ，反应式（VR）和混合式（HB）。

反应式步进一般为两相，转矩和体积较小，步进角一般为7。5度 或1。5度；永磁式步进一般为三相，可实现大转矩输出，步进角一般为1。5度，但噪声和振动都很大。混合式步进是指混合了永磁式和反应式的优点。它又分为两相、三相和五相：两相步进角一般为1。8度而五相步进角一般为 0。72度，混合式步进电机随着相数的增加，步进角减小，精度提高，这种步进电机的应用最为广泛。

         图3-1 步进电机图                   图3-2 步进电机驱动图

本系统中采用北京时代超群的60EBP143ALC混合步进电机加上ZDM-2HA860驱动器，其外形如图3-1，图3-2。

步进电机参数如表3-1，通过以下参数可以完成对机械结构的设计。

表3-1 步进电机参数表文献综述

型号 步距角 静转矩 电流 电压 机身长 孔距 轴径 重量

60EBP143ALC 1。8度 4N。m 5。8A 24-110V 140mm 47mm 8mm 2。1Kg

通过以上表格可知，步距角1。8度，此外驱动器可实现51200个脉冲/圈的细分，所以控制精度可达到0。00703度，可以满足本系统的控制要求。