【基于PLC的码垛机器人系统设计13000字（论文）】

经过查阅资料与市场调研发现码垛机器人存在很多应用空间，自此提出了利用PLC、伺服系统控制的小型码垛机器人的设计思路其一，完成码垛机器人机械结构撰写，分析几种典型的码垛机选出最优选，其二，完成码垛机器人利用PLC实现的控制系统设计，提出一种利用PLC实现系统软件设计的控制方式，与此同时详尽写出设计总体框架与程序的编写及说明。利用小型西门子系列PLC来对伺服电机进行控制，冲和确定定位精度等方面都较为优秀，而且确保系统运行起来稳定更高、可维护其三，完成控制系统软件设计，从而完成监控码垛机的运行及出入库信息，通过硬件连接、系统程序编写等工作，准时的把信息反馈给系统软件中。希望经 1 11.2国内外码垛机器人的发展现状 1 11.2.2国内码垛机器人的发展现状 2 3 3第二章码垛机器人整体机械结构设计 52.1码垛机器人整体机械结构设计 52.2码垛机器人机械抓手设计 5 62.3.1.Z轴滚珠丝杠螺母副计算 62.3.2.X轴和Y轴滚珠丝杠螺母副计算选型 2.4x轴和y轴直线滚动导轨副的选型 2.5轴承的选用 2.5.1Z旋转轴轴承的选用 2.5.2Z轴滚珠丝杠推力球轴承的选型 12.6锥齿轮的计算与选型 2.7总体支架的受力分析 2.8码垛机器人三维图 第三章码垛机器人控制系统设计 3.2.1PLC选型 3.2.2伺服电机选型 3.2.3传感器选型 203.2.5硬件连接图及IO表 3.3码垛机器人控制系统软件设计 243.3.1程序流程图 3.3.2程序设计 第四章人机界面设计 424.1触摸屏选型 4.2WinCCflexible简介 结束语 4 第一章绪论而且，码垛机器人跟自动化立体仓库基本配套应一步加深，机器人劳动力不断代替人力劳动力率，从另外一个角度来说自动化与智能化在第三产业领域发展的很好。因为21世纪的到来，科学技术发展速度极其之快，工业自动们应用码垛机器人技术也更加深入。码垛机器人技术不仅运输等行业得到青睐，人力劳动成本得到了控制垛机器人就是跟着原本规定的的的方式和顺序，仓格里面上世纪50年代，世界上第一个机器人是由美国研发出来的。然后经由数十年的研究，工业自动化生产已熟练应用此机器人，经查最早使用码垛机器人的国家上世纪70年代，全世界的第一台工业机器人由ABB公司成功研制出，这也之后一段时间里，随之而来的是日本投资大量资金研发这种类型的工业机器人，并且取得了一定的效果。又因为科学技术的日益发展，在各个领域都能见到码垛并对全世界范围内的市场开放。日本富士公司开发了一系列码垛机器人，这种码垛机码垛效率非常高，码垛效率高达2000次/h。上世纪70年代，德国库卡公司成功研发出了全世界范围内第一台能工作的六轴控制型码垛机，跟着下个世纪的到来，库卡公司不仅在工业机器人材料的生产国外在上世纪60年代就相继研发出了各种类型的工业机器人，因此码垛机器人的技术水平也得到了巨大的提升。20世纪70年代日本第一次实现了码垛机器人的应有其他各种类型。由于工业机器人里的码垛机器人的快速发展，货物的搬运和运输能力得到了提高。在码垛机器人方面，美国、日本、德国和瑞典在技术上拥有较高的话语权，这才导致了工业机器人主要分为日本和欧洲两大类别，现在日本工2自从上世纪80年代来，全世界的码垛作业中都加入了更多的自动化技术，其应用效果非常好。尤其在生产这个行业中，德国和日本其实已经非常普遍的用码垛机器人人力劳动。在那个时候，四轴空间关节式应用的更加宽泛。机器人的主体结构分为三个部分：一是机架；二是控制系统柜；三是末端执行机械手。其机械结构由架、臂、腕等结构构成，其机械结构主体材料多采用铸铁和铸铝。科技提高机器人机架的抗震性能和机械手力学性能。根据物体的差异性，机器人末端执行机构可以针对性进行搬运。机器人通常通过P确保机器人能够稳定地、灵活地和准确地运行。就现在情况而言，由ABB公司设阻力、重力和惯性。除此之外，这款软件还能精确的控制机器人按照预定的轨迹现在，大多数工厂都使用IRB660型机器人，其最大抓取质量达到了250KG,工作范围超过了3m,并且一台机器可以同时控制4条生产线。所以码垛机器人在食品搬运及加工等工作相当受欢迎，这种机器人是利用上臂连杆机构获得了非常中国从20世纪70年代开始研发工业机器人，但是因为经济落后再加上技术水平相对欧美发达国家水平来说较为低下，所以机器人的研发不够深入，但由于有市场需求推动助力，码垛机器人的研发水平在20世纪80年代有了不错的提升，码因为我国机器人技术相比较欧美发达国家来说开始研发较晚，加上20世纪70年代以后码垛机器人技术的学习较差，再加上当时社会动荡不安的影响，中国工业机器人技术的发展与推广都受到了很大的影响，科研力量不足。在市场需求和相关国家政策的驱动下，1975年期间，我国决定加大工业机器人技术的研究力度并且开展相关控制码垛机器人应用研究，最后不管是在技术水平方面，还是在应用研究方面都取得了很大成就，码垛机器人实现了从无到有的伟大进展。紧接着新世纪到来，机器人技术在我国的焊接、切割、装配、搬运行业得到了充分的应就现状而言，哈尔滨工业大学以及上海交通大学两家机器人研发技术上成体系化，突出的几家工业机器人企业代表有哈尔滨博时、沈阳新松、首钢摩托曼等公司。在码垛机器人的技术研发方面，我国得到了较为明显的进步，当下，码垛机器人的机构越来越多种多样。其中直角坐标系和关节机构较为典型，都是码垛机器人的典型结构，其中又因为关节机器人动作灵活能力突出，实现的功能更加哈尔滨工业大学研发出了一种基于两自由度笛卡尔坐标系和装配机的码垛机3器人，之后又在装配生产线上进行应用并且可以一次抓取多个货物，它的工作效率提升了很多，平均速度达到了800次/h。哈尔滨工业大学在2004年研发出一条上海交通大学携手沃迪包装公司一起研发出了TPR系列码垛机列的机器人均采用平面四连杆机构，并且由PC机控制，可以运动模拟仿真。该机器人运送货物能力得到了提高，速度可以达到1600包/h。随着21世纪的来临，中国的码垛机器人技术更进一步，尤其是在机械手材料的方面突破巨大，可以使单沈阳新松及其自动化公司是我国非常重要的工业机器人技术研发基地，这些年来在机器人技术研发方面取得长足的进步，不管是在控制技术、还是在本体设计和研发方面都取得了巨大的成就和提升。当下，沈阳新松及其自动化公司生产的机器人在弧焊、搬运、切割、注塑、铸造等行业非常受欢迎，且其投入生产后再者，曾经也有很多科研人员做过系统地研究。徐玲于2013年研发出了一种PMAC的分布式控制难题。刘光良于2011年研发出了SCARA工业机器人，该机2013年研发出了基于距离精度完成控制的工业机器人模型。终上所述，我国在码垛机器人技术上不断挑战，取得诸多成就，可是我国码垛机器人技术发展相对欧美发达国家来说较晚，与发达国家技术方面还存在比较随着码垛机器人技术的愈加成熟且劳动力成本愈来愈高。码垛机器人的使用不仅可以降低劳动力成本而且还可以进一步提高生产效率。为了跟上经济化市场的需求，我们需要更加自动化的码垛机器人技术，小型码垛机器人技术的成型将在往后一段时间内成为发展的瓶颈。于此，本文提出了一种小型直角坐标码垛机器人设计，该机器人分为X、Y、Z三个水平轴和R轴旋转轴。主要用于抓取重量较轻且形状规则的箱式货物，希望进一步将这种自动化码垛机器人技术带到小仓1.4实现功能简述(1)码垛机器人总重不大于200千克，机械抓手抓取物体每箱重量不大于13KG,该机械手一次能搬运两箱并且货物总重量不大于26KG;(2)X、Y、Z三个坐标轴行程分别是2000mm、400mm、800mm,R轴角度旋转范围是-100°至+100°;4(3)三个水平运动轴的最大速度为15m/min,旋转轴最大速度为25°/s,定位精度为±0.9mm。(4)要求可以实现基本的运动包括水平行走、垂直升降、存取货物等；(5)机械结构要合理，定位准确，可靠性高，传动方式尽量简单，便于对其控制，同时具有较高的稳定性。第二章码垛机器人整体机械结构设计机构简图如图2.1:77把模块如图2.1所示该堆垛机器人的线性表分别为x轴、y轴和z轴。转台为r轴。整个机构用螺栓固定在底架上，四个工作台相互配合完成货物进出。x轴和y轴的结构基本相同，传动是以滚珠丝杠为基础的，但行程不同。由于z轴承载能力不高，考虑成本，通过y轴进行。直角坐标机器人的结构在工业上有着广泛的应用。r轴安装在y轴上，通过蜗杆实现水平旋转。在传统堆垛机的基础上，本文设计的堆垛机器人具有以下特点：首先，直角坐标的设计可以节省空间，具有理想的经济效益；其次，滚珠丝杠传动和直线导轨支撑既能保证刚度要求，又具有良好的定位最后，货叉伸缩运动是在立柱的底部。随着机器人重心的减小，系统的稳定性得到了更好的保证。2.2码垛机器人机械抓手设计下面分析夹紧物体需要的最小的力，受力分析如图2-26求解根据本文的设计要求，物体的最大重量为26kg,重力为260n,因此夹紧力至少应大于130N。根据上述受力分析，F₃=370N也可以求解。本文采用双气缸进行设计，因此每个气缸必须提供大于185n的力。考虑到压缩空气压力一般为0.8MPa,气缸最小2.3码垛机器人丝杠螺母副的设计y轴丝杠螺母副运动方式和在一个平面上的特性决定了x,y轴可以使用同一种丝杠螺母副，但因为z轴做的是上下运动，所以必须要单独计算和校验。2.3.1.Z轴滚珠丝杠螺母副计算(1)最大工作载荷Fm的计算根据z轴机械结构可知，z轴其他方向不承受任何载荷。只有一个来自于z据机械结构来看这部分重量不大于800N,得出F₂=800N。取丝杆螺母副的倾覆力7矩影响系数K=1.1,滚动导轨上的摩擦系数取为μ=0.005。计算得最大工作载(2)滚珠丝杆螺母座上最大动载荷Fq的计算z轴最大行程速度可达V=800mm/s。我们取丝杠的导程为Ph=5mm,之后计算丝杠的最大速取滚珠丝杠螺母副的使用寿命T=15000h,代入计算公式Lo=60nT/10⁶,计算滚珠丝杠的寿命系数为L₀=2700 (10⁶r)。取负荷系数fw=1.2。取滚道硬度为HRC60,计算可得丝杠螺母副的最Fo=³√L₀fwfHFm=14705N(3)丝杆螺母副型号的选择据此计算了丝杠的最大动载荷和初始导程。选择由8公司制造的GD系列4005-4滚珠丝杠副，引线Ph=5mm,公称直径40mm。选择的滚珠丝杠副为双螺母式内循环固定换向器，它的循环球为4圈×2系列，精度等级能取到5级，额定动载荷为15307N,其参数远大于按上述公式计算出的FQ,满(4)所选丝杆螺母副传动效率η的计算依据上面计算得出公称导程Ph=5mm,直径do=40mm,代入公式中效率为η=93.5%。(5)滚动丝杆螺母刚度的验算1)z轴丝杠上端由角接触推力球轴承固定，z轴丝杠下端由角接触固定。通过计算可得上、下支座中心距离为a=1700mm;通过计算可得钢的弹性模量为ES=2.1×10⁵Mpa;查资料得出丝杠的底径为d₂=36.2mm,直径为d=3.175mm。据此可以计算出丝杠的截面积为S=1029mm²。然后计算工作荷载δ₁=Fma/(ES)=[880×1700/(2.1×105×1029)]mm≈0.006mm(2-4)2)根据计算公式Z=(πd₀/Dw)³,可得单圆球数为；球的转数×柱数为4×2,可程在1600～2000mm,在这个时候行程偏差可达65m,远超本文的丝杠钢度要求，Z轴联接座二维图如图2-4所示9(6)滚珠丝杆螺母副的压杆稳定性校核失稳临界荷载Fk经查资料可以得出。取其支承系数fk=1;根据计算结果丝杠底径d₂=36.2mm,就可以推出截面惯性矩为I=πd2/64≈84295mm;在丝杆垂直安装的情况下，取压杆稳定安全系数为K=2.5;查资料得出滚动螺母到轴向固定处的距离应为a=1700mm,则可以得出临界载荷为F≈4.1×108N,比工作载荷大Fm=880N大得多，所以此丝杠并不会出现失稳这种情况。根据上面的计算和论证，这里所选择的GD系列4005-4型滚珠丝杠副满足校2.3.2.X轴和Y轴滚珠丝杠螺母副计算选型需要指出的是，两个水平运动的轴和z轴可以选择相同规格的滚珠丝杠螺母副，我们可以通过对x轴进行受力分析来研究其机械结构，z轴的计算方法在可以拿来套用。(1)丝杆螺母最大工作载荷Fm的计算假设机械抓手抓住他能承受的最大重量，码垛机器人又以它的最快速度运行，这个时候它只承受垂直于工作台的载荷Fz=1500N。这里估计运动部件的总重量不超过G=2000N,取K=1.1,μ=0Fm=KFx+μ(F₂+Fy+G)=[1.1×0+0.005×(1500+2000)(2)滚动丝杆螺母副的最大动载荷Fq的计算在x轴运行时，最大行程速度也可以达到v=1000mm/s,丝杠的导程经查Fe=³√L₀fwf₂F=292.4N(3)型号选择选择的螺杆额定动载荷经查为15307N,其强度超过FQ很多，满足校核要求。经过上面的验算可以确定刚度校核和压杆稳定性校核都符合要求，所选滚珠2.4x轴和y轴直线滚动导轨副的选型(1)确定滑块的工作载荷以及导轨的选型工作载荷会直接影响到直线滚动导轨的使用寿命。x轴和yy轴的运动和x轴相仿，这样两根轴用相同的导轨副就行，但是其中又因为x轴承受的载荷最大，所以选择x轴来进行计算。运行时，滑块在工作时有可能会承受垂直于工作平台的垂直载荷，将这样极端的情况单独计算以确保滑块强度足估算运动部件的质量为G=2000N,外载荷Fmax=2000N,最大工作载荷由式查阅该型号的导轨副的参数可得到滚动导轨副的额定静载荷Coa=47.2KN和额定动载荷Ca=35.1KN。经查阅资料取导轨长度为2200mm。(2)计算额定寿命一开始选的导轨副的滚道硬度为HRC60,在运行过程中，温度不会超过100℃。之所以导轨副的轨道可以采取四个不用级别的精度，是因为每个轨道都准备了两硬度系数=1.0,温度系数=1.00,接触系数=0.81精度系数=0.9,载荷系数=1.5,紧接着计算使用寿命，计算公式如2-8所示：得出的结果明显超过我们的期望值50km很多，经过上面的校验可得选择的导轨副符合设计要求，实物图如下图2.5所示。2.5轴承的选用2.5.1Z旋转轴轴承的选用动载荷Pa=Fa,Fa为轴承所能承受的最大轴向力。根据设计任务书可以知道又因为机械抓手与物体的最大重量必须小于36kg,思考得出z轴向等效动载荷Pa=310N。选用了51108型轴承可以适应机械结构的整体尺2.5.2Z轴滚珠丝杠推力球轴承的选型又因为螺杆跟z轴旋转轴一样之只受向力载荷。所以，选择自然也和z轴旋大动载荷可以采用，则得出轴向等效动载荷Pa=14705N。轴承型号为51203可以2.6锥齿轮的选型(1)锥齿轮的初定电机最大输出转矩为12.2N·M,最高转速为12000r/min,平均转速为6000r/min,工作寿命15年。1)斜齿轮z1和z2的规格一样，传动比为1:1;2)选取齿轮齿数为Z=40;3)本次设计的码垛机器人工作速度和功率都不怎么高，选用6级精度；4)选择材料为40Cr,调质处理，硬度HBS=241~286。(2)按齿面接触疲劳强度计算：1)以大端参数为标准值。初始齿宽系数ΦR=0.3,取载荷系数K=1.2,节锥角取2)查阅资料可得齿轮区域系数ZH=2.5,锥齿轮材料的弹性系数影响系数为ZE=3)选取接触疲劳强度寿命系数。取安全系数为S=1.0N=60n₁jzh=60×6000×1×(2×8×300×15)=2.592×1010(2-11)5)按齿面接触强度设计传动(3)按齿根弯曲疲劳强度计算：对齿轮取HBS=260,按线性插值得弯曲疲劳极限为(4)综上所述，应取模数较大值m=2(5)齿数参数的计算分度圆直径d=Zm=40×2=80mm齿,圆整取b=17mm(6)锥齿轮设计结论从动齿轮参数一样，齿数为Z=40,模量为m=2mm,斜角为δ=45°,齿宽为b=17,分度圆直径为80mm,齿轮为40Cr(淬火回火)。齿轮选择按6级锥齿轮二维图如图2-6所示当y轴向中间移动时，就可以得到某一截面内的最大拉应力。同理也可以得到最大拉应力。已知导轨底座铸铁梁的载荷和截面尺寸等数据，t]=30MPa,许用压应力[σc]=160MPa。已知截面对质心轴X的转动惯量为Ix=144.2400×10⁴mm⁴,[F₁=0.75KN根据上面的计算方法也可以得出计算得出结论最大压应力没根据上面详细的计算过程可以得出x轴导轨的最大拉和压应力没有大于许用2.8码垛机器人三维图码垛机器人三维图如图2.8所示：第一部分是机架。立柱、天轨、地轨等结构组成了码垛机器人的支撑机构其中地轨的主要是负责支撑立柱的运行，天轨的主要负责的功能是保证框架的垂直第二部分是行走机构，它位于堆垛机的底架上，主要用于堆垛机的行走。为了方便行走，底盘装有承重轮，由电机控制起停。同时，底部的传感器可以识别第三部分是提升机构。立柱两侧的导轨可用于装载升功能是通过滚筒、链轮和电机的驱动来实现的。需要指出的是，该机构是由柔性部件驱动的，因此在重力下降时效率较低。因此，自锁是不安全的，所以通常第四部分是存取机构，称为货叉。通常这部分安装在装载平台上，进入时需要根据缩回、提升等动作的协调。考虑到仓库的特点，叉通常是左右缩回的，所第三章码垛机器人控制系统设计伺服驱动伺服驱动伺服驱动伺服驱动伺服驱动X轴伺服电Y轴伺服电Z轴伺服电U轴伺服电货物检测接近开关原点限位开关光电对射传感器机械手码垛机器人工作流程为：第一步按下启动之后系统初始化，系统开始等待运行的指令，如果按下复位按钮，所有轴全部回到机械参考点位置等待新的指令。第二步在当货物在入库端被检测到后，触发带式输送机的光电传感器，伺服电机向前转动，将货物运送到出库端。第三步在货物传输过程中通过PLC将其转换为脉冲坐标传递给机器人。当第四步货物到达预设位置时，触发对射光电传感器停止电机的运行，码垛机器人在这个时候也开始搬运。第五步码垛机器人根据预设的程序，以给定的速度和路线将货物移动到预设的位置。除了上述表述之外，本文还使用了限位报警在日常工作的安全性能，可以使各个轴不会超出行程从而造成安全事故。3.2码垛机器人控制系统关键硬件选型具有更好的抗电磁干扰能力；二是，PLC的编程比较通俗易懂，只要简单的注释就可以使使用者看懂程序。这里选择SIMATICS7-200,CPU224XP,该小型PLC能够满足本文设计需求。文中选择的PLC具有以下几个方面的特点：(1)CPU224XP有6个高速计数器，不仅有复位输入而且还可编程，2个独立的输入端可以同时加减法计数，可连接两个相位差为90°的A/B相增量编码器；(2)CPU224XP拥有2路高频率脉冲输出，其中最大输出脉冲为20KHZ,用于控(3)此款PLC具有极高的可靠性、极丰富的指令集。易于学习及掌握、其便捷的操作也可以让操作者更快上手、它还拥有丰富的内文中需要的伺服电机数目达到4个，所以脉冲的输出类型为四轴，S7-200只能接两个伺服电机因此增加两个定位模块EM253,3.2.2伺服电机选型其工作原理与普通电机相同转动。伺服编码器是一种光电编码器，伺服电机的精度取决敏元件接收，经放大整形电路转换成脉冲输出信号。A相和B相两组条纹产生的脉冲信号产值相差90个相位，用于识别电动机的旋转方向。只有一个z相条纹，经过查阅资料和研究，本文选择富士FALDIC-W系列交流小惯量伺服电机额定转矩1.27N.m、最大转矩为3.82N.m、额定功率0.4kw、额定电流2.7A、惯性17位高分辨率131072脉冲编码器保证了控制精度，通信接口使用2个了又因为公式(3-4),转矩大小，Tf主要为了克服系统摩擦，计算方式为3-6,TfM1代表移动平台及载重质量(26kg),t代表滚珠丝杠螺距(0.01m),表示机械效率(0.9),计算可得Tf=0.17Nm。负载加速运行转矩Ta计算方式如3-7,n代表伺服电机额定转速(3000r/min),J代表负载惯性(2.26*10⁻⁴kg/m²),代表系统加速运行时间，计算可得Ta=0.39Nm,基于3-8可得可以算得Ta=0.56Nm,接近开关选择欧姆龙/OMRONE2B-M30KN20-WZ-C12M,此接近开关限位开关选择欧姆龙系列中的D4V-8107Z,限位开关一般利用生产机械运动部件的碰撞使其触头动作来实现接通或分断控制电路，达到一定的控制目的，机械允许操作频率为120次/min,电气为30次/min,额定频率为50/60HZ;光电开关选择和光电接收器来探测物体的距离以及物体是否存在，把被测量的变化转换成光信号的变化，然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号，检测距离3m,外形图3.3欧姆龙/OMRONE2B-M30KN20-WZ-C12M接近开关图3.4欧姆龙限位开关D4V-8107Z图3.5中国沪工集团E3F-SDYI-SLY型传感器脉冲当量△M不是用公式计算出来的，而是根据定位精度或加工精度的要求，除以10确定出来的。例如：要求定位或加工精度为0.01mm,则为保证定位加工精电子齿轮比的计算公式：式中：△M脉冲当量，指令输入一个脉冲，工作台移动的距离。L-滚动丝杆的螺距(转盘L=360°)E-编码器的分辨率，即电机转动一周发出的脉冲数；F-指令脉冲的频率；P-PLC输出的脉冲数值；根据任务书可得，定位精度为0.9mm,脉冲当量△M=0.9/10=0.09mm。工作台移动距离M=△M*P,其中P为PLC输出的脉冲数值。可得X轴PLC输出脉冲值为2000,Y轴为400,Z轴为800。伺服驱动器设置为位置控制方式时，须设置电子齿轮比。在速度控制和转矩控制方式时，不需要设置电子齿轮比参数。电子齿轮比就是一个系数，将指令输入脉冲的频率值和脉冲值放大或缩小，转换成输入脉冲信号与编码器反馈脉冲信号相匹配。产生偏差脉冲信号，再经伺服放大器驱动伺服电机运行。电子齿轮比的工作示意图如图3.7所示M分子设置电子齿轮比的不同目的a.确定上位机控制器(PLC)输出的脉冲数量，保证定位精度或加工精度。其次再考虑工作台的进给速度；b.确定旋转转盘的转动角度的精度。c.确定伺服电机能达到最高转速的目的，不考虑脉冲数的多少。选择富士FALDIC-W系列交流小惯量伺服驱动器GYS401DC2-T2C,实现了低速平稳的运行，标准配备131072脉冲的高分辨率编码器：采用了高分辨率编码器使旋转更加稳定，实现了平稳的机械运行大限度抑制机械振动(的减振控制功能)为解决机器人手臂前端等的振动问题，标准配备减振控制功能：可以减少低刚性机械的振动。上位控制器可以一体化管理伺服放大器的参数。实物如图2.8所示。启动启动24V+原点24V-X正向X负向ro.6Y正向-90.0x轴伺服脉冲Y负向r0.7Y轴伺服脉冲Y原点x轴伺服方向24V+24V-Y轴伺服方向PO-Z轴伺服脉冲PO+Z轴伺服脉冲P1+Z轴伺服方向P1-Z轴伺服方向Z轴原位Z轴正限Z轴负限P2-R轴伺服脉冲24V-"P2+R轴伺服脉冲P3+R轴伺服方向P3-R轴伺服方向R轴原位R轴正限R轴负限L-块，又因为Z轴和R轴脉冲输出接在EM253上且这两根轴并不是同时工作的，所以每根轴的脉冲口和方向口每个都需要两个。经查阅资料EM253定位模块端子名称如下：RPS是机械参考点位置输入，建立绝对运动模式下的机械参考点位码M码码图3.9主电路图输出启动X轴脉冲停止Y轴脉冲原点X轴方向X轴正向Y轴方向X轴负向运动指示X轴原点Z轴脉冲Y轴正向R轴脉冲Y轴负向Z轴方向Y轴原点R轴方向Z轴正向Z轴负向R轴正向R轴负向3.3码垛机器人控制系统软件设计绘制程序流程图能够是为了编写程序做的准备工作，这样可以使编写出来的程序更加简明实用根据上面的IO表和硬件连接图可以得到下面的流程图。出入库货货物检测开关NNN乙J上图3.9比较清楚地说明了程序的基本流向。第一步按下启动之后系统初始化，系统开始等待运行的指令，如果按下复位按钮，所有轴全部回到机械参考点位置等待新的指令。第二步在当货物在入库端被检测到后，触发带式输送机的光电传感器，伺服电机向前转动，将货物运送到出库端。第三步在货物传输过程中通过PLC将其转换为脉冲坐标传递给机器人。当第四步货物到达预设位置时，触发对射光电传感器停止电机的运行，码垛机器人在这个时候也开始搬运。第五步码垛机器人根据预设的程序，以给定的速度和路线将货物移动到预设的位置。除了上述表述之外，本文还使用了限位报警在日常工作的安全性能，可以使各个轴不会超出行程从而造成安全事故。3.3.2程序设计SM0.0接通，进入第一层控制。SM0.0接通，脉冲计算开始。SM0.0接通，进入第二层控制。网络1NETWORKTITLE(singleline)SM0.0网络2网络3SM0.0滚轴丝杠伺服电机运行一周走到5mm,伺服电机脉冲10000r/m,r周旋转角度，单位脉冲1mm,2000r/m滚轴丝杆伺服电机运行一周走到5mm,伺服电机脉冲10000r/m,rz1:VD16INIz2:VD20INI周旋转角度单位脉冲1mm,2000r/m坐标计算坐标计算ACO-IN1AC0-IN1X正向地址Z轴初始化Z轴初始化程序动作开始程序动作开始抓取抓取3s开始码垛抓取3s开始码垛行走至x1,ylx1行走z1行走M2.2M1.4网络10网络10p网络11网络11Num_Pul到位后延迟1s放货到位后延迟1s放货第一个位置完成网络13第一个位置完成网络14Z轴初始化程序动作开始抓取3s开始码垛抓取1:M3.1行走至xlylI-轴旋转90:VD172x1脉冲:VD100Lz1行走R轴旋转90角度网络8R轴旋转90角度