【正文】 感謝他們這么多年的對(duì)我的養(yǎng)育和期盼，感謝他們站在我身后，給我學(xué)業(yè)、生活上的支持和鼓勵(lì)。Programmableand2010，1：8182[11]G2007，4:4446[2]廖常初. PLC編程及應(yīng)用[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2007，1:7677[3][M].機(jī)械工業(yè)出版社，2011，9:3435圖42 操作面板的設(shè)計(jì)本章主要是對(duì)人機(jī)界面進(jìn)行了簡(jiǎn)單的描述，根據(jù)人機(jī)界面的設(shè)計(jì)原則進(jìn)行人機(jī)界面的相應(yīng)設(shè)計(jì)，詳細(xì)的對(duì)本次設(shè)計(jì)人機(jī)界面的創(chuàng)建過(guò)程進(jìn)行了具體的描述和說(shuō)明。這也就要求用戶界面能夠更加清楚的顯示系統(tǒng)的工作流程，具有更加直觀的視覺(jué)和觸覺(jué)效果。⑦面向?qū)ο笤瓌t。即按照工作環(huán)境和場(chǎng)合，對(duì)不同的子系統(tǒng)進(jìn)行分類，并且按照管理對(duì)象的不同，設(shè)計(jì)多級(jí)多層次的管理系統(tǒng)，從而使用戶能夠更好的掌握界面的使用，能夠更好的提高操作性。人機(jī)界面的建立就是為了讓人能夠更加清楚的了解產(chǎn)品的使用，能夠?qū)⒉豢梢?jiàn)的信息轉(zhuǎn)化成各種圖像、按鈕等來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的控制。圖37軸一定位數(shù)據(jù)再往后工程樹(shù)視圖中出現(xiàn)的是，它是用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)塊啟動(dòng)數(shù)據(jù)的設(shè)置，同樣，也是用□來(lái)表示各個(gè)軸。在使用GX ConfiguratorQP時(shí)，可以不用緩沖存儲(chǔ)器就能完成對(duì)QD75的參數(shù)設(shè)定和對(duì)定位數(shù)據(jù)的設(shè)定。再接下來(lái)是各個(gè)軸的啟動(dòng)運(yùn)行，在運(yùn)行之后，還有各個(gè)軸的速度變更，只有速度變換成為正確的速度之后機(jī)械手臂才能運(yùn)行。例如，下面的這個(gè)程序，這是QD75控制伺服電機(jī)時(shí)，有一個(gè)BUSY（忙軸），需要對(duì)這個(gè)忙軸進(jìn)行處理，才能正常的運(yùn)行。其次，在本次設(shè)計(jì)中每個(gè)電機(jī)都有其各自的正反轉(zhuǎn)以及加減速，也就是需要16個(gè)輸入接口，具體分配見(jiàn)下表32。對(duì)每一組脈沖信號(hào)進(jìn)行分解就會(huì)形成a,b兩個(gè)前緣和c,d兩個(gè)后緣微分脈沖，也就是說(shuō)，合計(jì)為4倍的單項(xiàng)脈沖，如下圖213所示：圖213 編碼器反饋的信號(hào) 本章小結(jié)在本章中主要是對(duì)本次設(shè)計(jì)中的一些硬件進(jìn)行解釋說(shuō)明，對(duì)硬件系統(tǒng)有一個(gè)比較全面的了解，對(duì)PLC組成、Q系列PLC輸入輸出端口和CPU有一個(gè)詳細(xì)的說(shuō)明，另一個(gè)重點(diǎn)是對(duì)伺服控制系統(tǒng)進(jìn)行介紹，能夠?qū)Ρ敬卧O(shè)計(jì)的各種硬件設(shè)施組成和工作原理有一個(gè)清晰的認(rèn)識(shí)。執(zhí)行環(huán)節(jié)：也就是執(zhí)行元件，一般是各種伺服電機(jī)。MRJ2S_SUPER系列伺服系統(tǒng)的型號(hào)配置如下。③有高的傳動(dòng)剛性和速度穩(wěn)定性。在本次設(shè)計(jì)中由于用到的輸入輸出口有限，因此只需要5槽的CPU單元就能滿足設(shè)計(jì)的要求。⑤本身容易維護(hù)。③有范圍廣泛的特定應(yīng)用智能模塊。如下圖25所示：NY運(yùn)行停止YN上電初始化自診斷有故障否設(shè)置故障標(biāo)志，并顯示與外設(shè)通信通信輸入采樣執(zhí)行用戶程序輸出刷新圖25 PLC工作方式根據(jù)上圖可看出，PLC的工作過(guò)程可明確的分為五個(gè)階段，分別是：內(nèi)部處理階段、通信處理階段、輸入采樣階段、程序執(zhí)行階段和輸出刷新階段。圖24 24V直流輸入 輸出接口電路的作用是將CPU的程序運(yùn)行結(jié)果經(jīng)過(guò)電平轉(zhuǎn)換、隔離和功率放大，轉(zhuǎn)換成能帶一定負(fù)載的具體的輸出狀態(tài)，輸出接口用來(lái)連接被控對(duì)象中各種執(zhí)行元件，如接觸器、電磁閥、指示燈、調(diào)節(jié)閥（模擬量）、調(diào)速裝置（模擬量）等[9]。按照PLC控制規(guī)?？煞譃樾⌒?、中型和大型三種PLC。與目前市場(chǎng)上的200MHz CPU相比較，該產(chǎn)品在反應(yīng)速度、通訊速度和下載速度等方面都有大幅度提高。2 硬件部分設(shè)計(jì)及選型下圖21是本次設(shè)計(jì)中機(jī)械手的設(shè)計(jì)模型。 研究?jī)?nèi)容及目標(biāo)用三菱Q系列語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)編程，用QD75作為控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)四自由度機(jī)械手的設(shè)計(jì)。④在機(jī)械手方面，我國(guó)也將傳感器廣泛的應(yīng)用于各行各業(yè)中，使得傳感器成為了機(jī)械手工業(yè)的一個(gè)發(fā)展重點(diǎn)。 設(shè)計(jì)項(xiàng)目發(fā)展?fàn)顩r國(guó)內(nèi)方面：目前在一些機(jī)種方面，像搬運(yùn)機(jī)械手、裝配安裝等各方面機(jī)械手，已經(jīng)基本掌握了現(xiàn)代化的技術(shù)，能夠很好的進(jìn)行各種設(shè)計(jì)和專業(yè)的制造?？删幊炭刂破鳎≒LC）在現(xiàn)代中是一種專業(yè)的工業(yè)控制裝置，在當(dāng)代工業(yè)中PLC得到了廣泛的應(yīng)用。 servo system。在一些高危險(xiǎn)的領(lǐng)域中，為了減少工人勞動(dòng)量，避免事故的發(fā)生，機(jī)械手得到了廣泛的應(yīng)用。另外，為了能夠更加直觀的對(duì)機(jī)械手進(jìn)行監(jiān)視與調(diào)整，在本次設(shè)計(jì)中完成了對(duì)人機(jī)界面的設(shè)計(jì)。這些優(yōu)勢(shì)使其在國(guó)內(nèi)外都受到了大量的關(guān)注。在我國(guó)的各種中小型企業(yè)中，為了更好的節(jié)約成本，提高自己的競(jìng)爭(zhēng)力，獲得更好的收益，各種自動(dòng)化也成為了發(fā)展的主要方向。我國(guó)對(duì)于機(jī)械手的發(fā)展主要是以下幾點(diǎn)：①不斷提高機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)速度、抓取物品的精確度和機(jī)械手的可靠性。另外，國(guó)外的機(jī)械手已經(jīng)研究采用將攝像頭和各種傳感裝置與計(jì)算機(jī)進(jìn)行連接，組成各種機(jī)床，達(dá)到了更高的目的要求。另外，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械手的控制系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控，還要利用威綸觸摸屏設(shè)計(jì)一個(gè)完善的人機(jī)界面。WEINVIEW人機(jī)界面的命名規(guī)則如圖22所示。（PLC） PLC的分類PLC產(chǎn)品可根據(jù)結(jié)構(gòu)形式和控制規(guī)模等進(jìn)行分類：按結(jié)構(gòu)形式可分為整體式和模塊式。（2）存儲(chǔ)器PLC的存儲(chǔ)器根據(jù)軟件不同可分為兩種：系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器和用戶程序存儲(chǔ)器。（7）編程器編程器一般可分為兩類：手持編程器和圖形編程器。③遠(yuǎn)程I/O降低了分散控制的風(fēng)險(xiǎn)。②具有多種定位控制功能。（4）定位控制的機(jī)理如下圖27所示：GX Developer PLCCPUQD75定位模塊外部信號(hào)手動(dòng)脈沖發(fā)生器伺服驅(qū)動(dòng)器電機(jī)工件GX ConfiguratorQP圖27定位控制機(jī)理圖在QD75定位模塊控制的系統(tǒng)中，首先要有GX Developer按順控程序創(chuàng)建控制的條件和過(guò)程，并且輸送給CPU，用GX ConfiguratorQP進(jìn)行參數(shù)的設(shè)置和定位數(shù)據(jù)的設(shè)置，監(jiān)視定位的運(yùn)行；然后再有PLC和CPU進(jìn)行輸出各種信號(hào)，并且要檢測(cè)定位模塊所反饋回來(lái)的信號(hào)是否出錯(cuò)等；由外部發(fā)送一些啟動(dòng)、停止、限位等信號(hào)給QD75定位模塊，或者是用脈沖發(fā)生器發(fā)送脈沖給QD75定位模塊；之后QD75定位模塊要對(duì)來(lái)自PLC和CPU、外部信號(hào)或者脈沖進(jìn)行處理，讓后將這些信號(hào)整理后輸送給伺服驅(qū)動(dòng)器；在伺服驅(qū)動(dòng)器接受這些信號(hào)后，一方面給予電機(jī)指令并做出動(dòng)作，另一方面發(fā)送REDAY信號(hào)和零信號(hào)發(fā)送給QD75；電機(jī)會(huì)在接收到伺服驅(qū)動(dòng)器的信號(hào)時(shí)做出動(dòng)作，對(duì)工件作出處理，完成一定的任務(wù)。一般伺服驅(qū)動(dòng)器的控制模式有三種：位置控制模式、速度控制模式、轉(zhuǎn)矩控制模式。如機(jī)械紡織領(lǐng)域、各種機(jī)床領(lǐng)域、裝卸包裝領(lǐng)域等。在下圖211中，為伺服系統(tǒng)的構(gòu)成，主要是伺服驅(qū)動(dòng)器和伺服電機(jī)，用編碼器實(shí)現(xiàn)了對(duì)系統(tǒng)的反饋環(huán)節(jié)。在本次設(shè)計(jì)中用到的編碼器為增量式編碼器，其工作原理如下圖212所示：圖212增量式編碼器工作原理圖在圖中，A,B兩個(gè)點(diǎn)是兩個(gè)光敏接收器。表31 CPU模塊分配Q00JCPU00CH和01CHQD75D4(4軸)02CHQX40S1（16點(diǎn)）03CHQX40S1（16點(diǎn)）04CHQY40P（16點(diǎn)）根據(jù)上表中的分配，可以明顯的看出在本次設(shè)計(jì)中用到了兩個(gè)輸入模塊和一個(gè)輸出模塊：QX40S1（02CH）、QX40S1（03CH）和QY40P（04CH）。圖32 MR1接線圖由上圖可知，在這次設(shè)計(jì)中伺服系統(tǒng)的運(yùn)行用到的是AC220V的電壓，為了系統(tǒng)的安全需要安裝一個(gè)斷路器。下面的程序是復(fù)位和軸一（X軸）的速度讀取，其中用SM400完成實(shí)時(shí)讀取功能，“Un”是表示QD75中I/O的起位置，在此種寫法中屬于“智能功能軟元件”法。以上就是我所完成的用QD75為核心的機(jī)械手所用到的軸一（X軸）運(yùn)行的程序，另外三個(gè)軸的程序的編寫也是基本相同的，只是各種寄存器的代號(hào)有所區(qū)別，這就完成了本次設(shè)計(jì)的機(jī)械手有關(guān)程序的編寫。圖35工程樹(shù)視圖首先，要實(shí)現(xiàn)對(duì)各種參數(shù)的設(shè)置，包括基本參數(shù)、擴(kuò)展參數(shù)、OPR基本參數(shù)和OPR擴(kuò)展參數(shù)。圖39軸一控制軌跡模擬在各種參數(shù)設(shè)置正確、定位數(shù)據(jù)完善后，用GX ConfiguratorQP進(jìn)行的是定位數(shù)據(jù)的監(jiān)視、動(dòng)作的監(jiān)視、定位的調(diào)試、信號(hào)的監(jiān)視以及軸控制數(shù)據(jù)的監(jiān)視等等，下圖310是對(duì)定位數(shù)據(jù)的監(jiān)視圖。②順序原則。也就是根據(jù)人——機(jī)交換的頻率建立不同順序的窗口，有效的提高監(jiān)督效率。③人的固有弱點(diǎn)：作為一個(gè)成功的人機(jī)界面，要盡量減少用戶在使用時(shí)對(duì)記憶量的需求，避免不必要的失誤。另外，每次開(kāi)機(jī)時(shí)機(jī)械手臂不一定每次都在自己所預(yù)想的位置，這也就造成了在一些時(shí)候會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤，在設(shè)計(jì)中必須正確的對(duì)待這些信號(hào)