【正文】 manipulators [J]. Journal of Control Theory and Applications, 2022, (4):365373. [17] , , . Control of Robot Manipulators in Joint Space[J].Berlin, Germany： SpringerVerlag, 2022. PLC 在機(jī)械手控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 27 附 錄 PLC 在機(jī)械手控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 28 PLC 在機(jī)械手控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 29 PLC 在機(jī)械手控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 30 PLC 在機(jī)械手控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 31 PLC 在機(jī)械手控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 32 PLC 在機(jī)械手控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 33 PLC 在機(jī)械手控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 34 PLC 在機(jī)械手控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 35 PLC 在機(jī)械手控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 36 PLC 在機(jī)械手控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 37 PLC 在機(jī)械手控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 38 PLC 在機(jī)械手控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 39 g an employment tribunal claim Employment tribunals sort out disagreements between employers and employees. You may need to make a claim to an employment tribunal if: ? you don39。 在現(xiàn)代的 工業(yè)生產(chǎn) 中， 機(jī)械手控制 已經(jīng)逐步的智能化。 圖 59 機(jī)械手右位上升到位 PLC 在機(jī)械手控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 24 結(jié) 束 語 本課題完成了機(jī)械手控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，包括系統(tǒng)控制方式的選擇及系統(tǒng)的硬件設(shè) 計(jì)和程序的編寫，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械手在兩個(gè)工作臺(tái)之間進(jìn)行搬運(yùn)貨物的操作，并利用 iFIX 組態(tài)軟件對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行人機(jī)界面的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了 對(duì)整個(gè)操作的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)在線監(jiān)視。 圖 55 機(jī)械手下降到位 圖 54 編輯腳本 PLC 在機(jī)械手控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 22 當(dāng)機(jī)械手夾緊工件上升到位后，“上升到位” 指示 燈顯示為紅色，如圖 57所示。 (3) 動(dòng)畫鏈 接 在樹目錄中點(diǎn)擊“畫面”中的“ anniu” ,在顯示各個(gè)按鈕的畫面里右擊按鈕，選擇“編輯腳本”， 會(huì)出現(xiàn) 如圖 54 所示的腳本程序編譯對(duì)話框，然后對(duì)畫面 里的各個(gè)按鈕進(jìn)行腳本程序的編譯 。其他參數(shù)中測(cè)量初值等參數(shù)可 以根據(jù)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)值一一設(shè)置 。確定后將出現(xiàn)“設(shè)備控制”界面，在“標(biāo)簽名”中輸入“ ZDFQ”，在“描述”中寫入“自動(dòng)方式下啟動(dòng)”，如圖 52 所示。 在組態(tài)監(jiān)控中可以監(jiān)控 PLC 的各個(gè)開關(guān)量的，還可以監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)和聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)之間的動(dòng)作關(guān)系。 (3) 分布式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 。 無論是簡(jiǎn)單的單機(jī)人機(jī)界面 (Human Machine Interface, HMI)，還是復(fù)雜的多節(jié)點(diǎn)、多現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng) (SCADA)， iFIX 都可以方便地滿足各種應(yīng)用類型和應(yīng)用規(guī)模的需要。它能夠?qū)ιa(chǎn)事件快速反應(yīng)，減少原材料消耗，提高生產(chǎn)率，從而加快產(chǎn)品對(duì)市場(chǎng)反應(yīng)速度。通過 6 個(gè)按鈕，即上升 按鈕 、下降 按鈕 、左移 按鈕 、右移 按鈕 、夾緊 按鈕 、放松 按鈕 ，來完成對(duì)機(jī)械手手動(dòng)控制。 ( S C R T )( S C R E )( R )1( S )1S C RS C RS C RS C R( S C R T )( S C R T )( S C R T )( S C R E )( S C R E )( S C R E )( S C R E )( S )1( S )1( S )1( R )1( R )1I NT O NP T( S )1Q 0 . 5S 1 . 0I 0 . 0I 0 . 1I 0 . 1M 3 . 0M 3 . 0S 0 . 1S M 0 . 0 M 3 . 1M 3 . 1T 3 9T 3 91 5S 1 . 1S 1 . 2S 1 . 0S M 0 . 0S 1 . 2I 0 . 2I 0 . 2M 3 . 2S 1 . 3S 1 . 3I 0 . 3M 3 . 2S M 0 . 0I 0 . 3S M 0 . 0M 3 . 3M 2 . 3S 0 . 4S C RS C RI NT O NP TS M 0 . 0I 0 . 1I 0 . 1M 3 . 4M 3 . 4M 3 . 1T 4 0S 1 . 5S M 0 . 0T 4 01 5S 1 . 5M 3 . 5S C RM 3 . 6S 1 . 6I 0 . 2I 0 . 2M 3 . 5M 3 . 6I 0 . 4S 1 . 6S M 0 . 0I 0 . 4S 1 . 7I 0 . 5S 1 . 4( S )1( R )1( R )1( S C R T )( S C R E )( S )1( R )1( S C R T )( S C R E )( S )1( R )1( S C R T )( R E T )下 降夾 緊上 升右 移下 降放 松上 升左 移 圖 44 自動(dòng)方式下 單周期 控制子程序 PLC 在機(jī)械手控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 16 (4) 自動(dòng)方式下連續(xù)控制子程序 當(dāng)選擇開關(guān)撥到連續(xù)控制位置時(shí)，進(jìn)入連續(xù)控制子程序，完成機(jī)械手一個(gè)周期接一個(gè)周期循環(huán)地連續(xù)動(dòng)作，輸入端 為連續(xù)控制的啟動(dòng)， 為連續(xù)控制的停止輸入端。輸入端 為單周期的啟動(dòng)，每接通一次 ，機(jī)械手自動(dòng)完成一個(gè)周期地連續(xù)操作，再回到原點(diǎn)后自動(dòng)停止 。然后進(jìn)入夾緊動(dòng)作的操作，其分析同下降操作。當(dāng)緊急情況解除后，再按一下急停按鈕復(fù)位，線圈又通電，系統(tǒng)恢復(fù)正常。只要這些 繼電器中一個(gè)有信號(hào)都能使相應(yīng)的線圈帶電，進(jìn)而使機(jī)械手執(zhí)行對(duì)應(yīng)的動(dòng)作。 為了實(shí)現(xiàn)機(jī)械手自動(dòng) /手動(dòng)方式的切換，本課題中設(shè)置了一個(gè) ，不 對(duì)其動(dòng)作時(shí)為手動(dòng)操作，按下時(shí)為自動(dòng)操作。 一個(gè)良好的軟件設(shè)計(jì)是軟件設(shè)計(jì)者控制程序的深刻理解和把握，體現(xiàn)了設(shè)計(jì)者豐富的軟件設(shè)計(jì)技巧和方法。所以 繪制 出系統(tǒng)流程圖是非常關(guān)鍵也是程序設(shè)計(jì)首先要做的任務(wù)。 由此可知， 該控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)選用 了 基本程序中的順序結(jié)構(gòu) 和模塊化程序來編寫系統(tǒng)軟件。程序設(shè)計(jì)時(shí)常采用這種設(shè)計(jì)思想，因?yàn)楦髂K具有相對(duì)獨(dú)立性，相互連接關(guān)系簡(jiǎn)單，程序易于調(diào)試修改，特別是用于復(fù)雜控制要求的生產(chǎn)過程。 基本程序：既可以作為獨(dú)立程序控制簡(jiǎn)單的生產(chǎn)工藝過程，也可以作為組合中的單元程序。另外， 為了保證在緊急情況下 能及時(shí)停車，本文設(shè)置了一個(gè)急停按鈕 。 由表 31 分析可以得出， 該系統(tǒng)共有 18 輸入 /6 輸出。 PLC 在機(jī)械手控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 8 輸 入 /輸出端子地址分配 機(jī)械手 控制系統(tǒng)共用 了 18 個(gè)輸入量， 6 個(gè)輸出量。 再 考慮冗余的設(shè)計(jì)要求 ， I/O 點(diǎn)需要10%的冗余量?？蛇B接 7 個(gè)擴(kuò)展模塊，最大擴(kuò)展至 248 路數(shù)字量 I/O 點(diǎn)或 35 路模擬量 I/O 點(diǎn) [8]。應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，覆蓋所有與自動(dòng)檢測(cè)，自動(dòng)化控制有關(guān)的工業(yè)及民用領(lǐng)域，包括各種機(jī)床、機(jī)械、電力設(shè)施、民用設(shè)施、環(huán)境保護(hù)設(shè)備等等。因此 S7200 系列具有極高的性能 /價(jià)格比。包括手動(dòng) /自動(dòng)方式選擇、手動(dòng)方式的操作按鈕、自動(dòng) 方式中的三種操作方式選擇和操作按鈕。左 限 位 開 關(guān)左下限位開關(guān)左 上 限 位 開 關(guān)右 限 位 開 關(guān)右 下 限 位 開 關(guān)右上限位開關(guān)下降上升1348752 6下降上升左 移右 移原 點(diǎn) 指 示光 電 開 關(guān)右 位放 松夾 緊 圖 22 機(jī)械手的動(dòng)作過程 PLC 在機(jī)械手控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 6 連續(xù)操作：機(jī)械手從原點(diǎn)開始，按一下啟動(dòng)按鈕，機(jī)械手的動(dòng)作將自動(dòng)地、連續(xù)不斷地周期性循環(huán)。 (2) 自動(dòng)操作方式 步進(jìn)操作：每按一次啟動(dòng)按鈕，機(jī)械手完成一步動(dòng)作后自動(dòng)停止。 (1) 手動(dòng)操作方式 手動(dòng)操作方式 是用按鈕實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械手的每一步運(yùn)動(dòng)單獨(dú)進(jìn)行控制。左移到位時(shí)，碰到左限位開關(guān)，左移電磁閥斷電，停止左移。 ○ 6 同時(shí)夾緊電磁閥斷電，機(jī)械手放松。 ○ 4 同時(shí)接通 右移電磁閥，機(jī)械手右移。 ○ 1 從 原點(diǎn)開始，按下啟動(dòng)按鈕，下降電磁閥通電，機(jī)械手下降；下降到位時(shí)，碰到下限位開關(guān)，下降電磁閥斷電，停止下降。當(dāng)該線圈通電時(shí)，機(jī)械手夾緊，當(dāng)該線圈斷電時(shí)，機(jī)械手放松。例如，當(dāng)下降電磁閥通電時(shí)，機(jī)械手下降；當(dāng)下降電磁閥斷電時(shí)，機(jī)械手停止下降。 機(jī)械手控制的基本工藝和控制要求 機(jī)械手動(dòng)作示意圖如圖 21 所示 。 PLC 在機(jī)械手控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 4 2 機(jī)械手控制系統(tǒng)的 分析 機(jī)械手控制系統(tǒng)的控制方式 機(jī)械手控制系統(tǒng)主要采用以下三種方式：一是繼電器控制系統(tǒng)；二是 PLC控制系統(tǒng)；三是微機(jī)控制系統(tǒng)。 （ 2） 對(duì)機(jī)械手動(dòng)作的過程進(jìn)行設(shè)計(jì)分析，實(shí)現(xiàn)各個(gè)部分的硬件構(gòu)建和軟件設(shè)計(jì)，滿足系統(tǒng)的工藝要求。 第三，可以減少人力，便于有節(jié)奏的生產(chǎn)。 第二， 可以改善勞動(dòng)條件、避免人身事故 。顯然，這嚴(yán)重影響制約了整個(gè)生產(chǎn)過程的效率和自動(dòng)化程度?，F(xiàn)代工業(yè)中，生產(chǎn)過程的機(jī)械化 、 自動(dòng)化已成為突出的主題。定位精度可以滿足微米 級(jí) 及亞微米級(jí)要求，運(yùn)行速度可以達(dá)到 3m/s， 負(fù)載 2Kg的產(chǎn)品系統(tǒng)總重已突破 100Kg。使PLC 在機(jī)械手控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 2 它具有一定的傳感能力，能反饋外界條件的變化，作相應(yīng)的變更。此外還應(yīng)大力研究伺服型、記憶再現(xiàn)型，以及具有觸覺、視覺等性能的機(jī)械手，并考慮與計(jì)算機(jī)連用，逐步成為整個(gè)機(jī)械制造系統(tǒng)中的一個(gè)基本單元 [2]。而 可編程程序邏輯控制器 (Programmable Logic Controller, PLC)由于其具有的高可靠性、編 程方便、易于使用和修改、易于擴(kuò)展和維護(hù)、環(huán)境要求低、體積小巧、安裝測(cè)試方便等性能在工業(yè)控制中有著廣泛的應(yīng)用。機(jī)械手作為一種自動(dòng)執(zhí)行設(shè)備，能模仿人手和手臂的某些動(dòng)作功能，按固定程序抓取、搬運(yùn)物件或進(jìn)行裝配操作。對(duì)控制回路硬件 和軟件的設(shè)計(jì)使該系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)機(jī)械手在兩個(gè)工作臺(tái)之間工件的搬運(yùn)，包括左移、右移、上升、下降、夾緊和放松六個(gè)動(dòng)作過程，并且可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)操作和自動(dòng)操作的轉(zhuǎn)換。 機(jī)械手 可在空間抓 、放、搬運(yùn)物體 ，動(dòng)作靈活多樣，廣泛應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn) 及 其 它 領(lǐng)域 。 它 是 集自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)量技術(shù)、新 型 傳感器技術(shù)、 計(jì)算機(jī)管理技術(shù)于一體的自動(dòng)控制產(chǎn)品。其次，利用 PLC 控制實(shí)現(xiàn)了工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中常見的機(jī)械手控制。工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展和應(yīng)用，結(jié)合計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)、計(jì) 算機(jī)輔助制造系統(tǒng)，引導(dǎo)工業(yè)自動(dòng)化向一個(gè)新的領(lǐng)域過渡。這種控制系統(tǒng)使機(jī)械手擁有很高的效率性、精確性、實(shí)用性和低造價(jià)，并同時(shí)具有移動(dòng)和操作功能。同時(shí)要提高速度，減少?zèng)_擊，正確定位，以便更好的發(fā)揮 機(jī)械手的作用。國(guó)外機(jī)械數(shù)的發(fā)展趨勢(shì)是大力研制具有某種智能的機(jī)械手。 目前世界高端工業(yè)機(jī)械手 向 高精化，高速化，多軸化，輕量化的發(fā)展趨勢(shì) [17]。 新世紀(jì)，生產(chǎn)水平及科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步與 發(fā)展帶動(dòng)了整個(gè)機(jī)械工業(yè)的快速發(fā)展。同時(shí)人的勞動(dòng)強(qiáng)度非常大，有時(shí)還會(huì)出現(xiàn)失誤及傷害。 應(yīng)用機(jī)械手，有利于提高材料的傳送、工件的裝卸、刀具的更換以及機(jī)器的裝配等的自動(dòng)化程度，從而可以提高 勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，加快實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化和自動(dòng)化的步伐 。同時(shí)，在一些動(dòng)作簡(jiǎn)單但又重復(fù)作業(yè)的操作中，以機(jī)械 手 代替人手進(jìn)行工作，可以避免由于操作疲勞或疏忽而造成的人身事故 。 本課題 研究的 主要 內(nèi)容 通過對(duì)本系統(tǒng)的分析研究， 明確了 本次設(shè)計(jì)的主要任務(wù)有以下幾點(diǎn)： （ 1）根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求， 完成 該系統(tǒng) 的機(jī)械手控制系統(tǒng)的構(gòu)建。 （ 5）完成設(shè)計(jì)說明書。 綜合考慮三種控制方式的特點(diǎn) ， 機(jī)械手控制系統(tǒng)的控制優(yōu)先選擇 PLC控制 [5]。其中上升 /下降和左移 /右移分別由雙線圈兩位電磁閥控制。機(jī)械手的夾緊 /放松由一個(gè)單線圈兩位置電磁閥（稱為夾緊電磁閥）控制。 機(jī)械手的動(dòng)作過程如圖 22 所示。上升到位