【正文】 subishi Electric ,12~18 [12] 廖常初 .可編程控制器的編程方法與工業(yè)應用 .重慶 :重慶大學出版社 ,2020,2637 [13] 郭洪紅 .工業(yè)機器人技術 .西安 :西安電子科技大學出版社 ,2020 年 ,2028 [14] 王承義 .機械手及其應用 .北京 :機械工業(yè)出版社 ,1981,825 30 [15] 張鳳珊 .電器 控制及 可編程 序控 制器 .北京 : 中國輕 工業(yè)出版社 .1999,6279 [16] 楊長能 ,張興毅 .可編程序控制器基礎及應用 .重慶 :重慶大學出版社 .1992,3152 [17] 袁秀英 .組態(tài)軟件技術 .北京 :電子工業(yè)出版社 .2020,637,154159 [18] 北京昆侖通態(tài)自動化軟件科技有限公司 .MCGS 用戶指南 . 31 附錄 1 梯形圖 附錄 2 PLC 外部電氣 接線圖 32 。窗口位置選中 最大化 顯示 固定邊 , ,窗口背景色選為藍色 ,其他不變 ,單擊 確定 .這時 封面 窗口 底色變?yōu)樗{色 .如圖 46 所示 . 圖 46 用戶窗口屬性設置 4) 選中 窗口 1 ,單擊 窗口屬性 ,進入 用戶窗口屬性設置 . 5) 將窗口名稱改為 :機械手監(jiān)控畫面 。二是向大型網絡化 ,高可靠性 ,好的兼容性和多功能方面發(fā)展 [12]. 1,大型網絡化 主要是朝 DCS 方向發(fā)展 , 使其具有 DCS 系統(tǒng)的一些功能 . 網絡化和通信能力強是 PLC 發(fā)展的一個重要方面 ,向下可將多個 PLC,I/O 框架相連 ,向上與工業(yè)計算機 ,以太網 , MAP 網等相連構成整個工廠的自動化控制系統(tǒng) . 2,多功能 隨著自調整 ,步進電機控制 ,位置控制 ,伺服控制等模塊的出現(xiàn) ,使 PLC 控制領域更 加寬廣 . 第三章 機械手模型控制系統(tǒng)的設計 機械手控制系統(tǒng)構件概述 本課題設計使用的是 THWJX1 型機械手實物教學實驗裝置 .機械手實物教學模型的 機械結構采用滾珠絲桿 ,滑桿 ,氣缸 ,氣夾等機械部件組成 。既可現(xiàn)場控制 ,又可遠程控制 . 5,體積小 ,重量輕和易于實現(xiàn)機電一體化 由于 PLC 采用了半導體集成電路 .因此具有體積小 ,重量輕 ,功耗低的特點 .且 PLC 是為工業(yè)控制設計的專用計算機 ,其結構緊湊 ,堅固耐用 ,體 積小巧 ,并由于具備很強的 可靠性和抗干擾能力 ,使之易于裝入機械設備內部 ,因而成為實現(xiàn)機電一體化十分理想的 控制設備 [10]. 同樣 ,可編程序控制器控制也有其不足的地方 ,在性價比上要高于繼電器控制和單片 機控制 ,其開發(fā)潛力要差于單片機 ,并且通用性不好 ,不同廠家的可編程序控制器以及其 附屬單元都是固定專用等等 . PLC 的主要功能 PLC 是一種應用面很廣 ,發(fā)展非常迅速的工業(yè)自動化裝置 ,在工廠自動化 (FA)和計算 機集成制造系統(tǒng) (CIMS)內占重要地位 . PLC 系統(tǒng)主要有以下功能 : 1) 多種控制功能 。在基礎元件方面 ,諧波減速器 ,機械手焊接電源 ,焊縫 自動跟蹤裝置也有了突破 .從 技術方面來說 ,我國已經具備了獨立自主發(fā)展中國機械手技術的基礎 [6]. 課題研究的內容 本課題主要研究的是基于 PLC 的機械手模型控制系統(tǒng)的設計 , 包括硬件的設計和軟件的設計 .通過設計編制 PLC 程序實現(xiàn)機械手模型控制系統(tǒng)的自動控制 .利用組態(tài)軟件 MCGS 設計出人機界面 ,進行設備和數(shù)據(jù)對象的連接 ,實現(xiàn)動畫連接 ,實現(xiàn)機械手的監(jiān)控 . 通過 MCGS 將機械手的動作過程進行動畫演示 ,使機械手的動作形象化 .提供較為直觀 , 清晰 ,準確的機械手運行狀態(tài) ,為維修和故障診斷提供多方面 的可能性 ,充分提高系統(tǒng)的工作效率 . 第二章 機械手控制方式的選擇和可編程序控制器簡介 機械手控制方式的選擇 傳統(tǒng)的工業(yè)設備自動控制主要由繼電器或分立的電子線路來實現(xiàn) ,這種控制方式投資 相對少一些 ,目前僅在一些舊式的 ,簡單的工業(yè)設備中還有一定市場 ,但該控制方式卻有 以下致命缺陷 : (1)僅適合于簡單的邏輯控制 。 1 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 , 增加了工人的勞動強度 ,甚至于危及生命 .自從機械手問世以來 ,相應的各種難題迎刃而解 . 在本設計中介紹了國內外機械手研究現(xiàn)狀及 PLC 的研究發(fā)展趨勢 ,描述了機械手控制系統(tǒng)的工作 原理和動作實現(xiàn)過程 .研究了基于 PLC 的機械手模型控制系統(tǒng)的設計 ,還研究了 MCGS 在機械手控制 系統(tǒng)中的應用 .利用組態(tài)軟件 MCGS 設計了機械手模型控制系統(tǒng)監(jiān)控界面 ,提供了較為直觀 ,清晰 , 準確的機械手運行狀態(tài) ,進而為維修和故障診 斷提供了多方面的可能性 ,充分提高了系統(tǒng)的工作效率。虛擬現(xiàn)實技術在機械手中的作用已從仿真 ,預 演發(fā)展到用于過程控制 . 國內方面 :目前在一些機種方面 ,如噴涂機械手 ,弧焊機械手 ,點焊機械手 ,搬運機 械手 ,裝配機械手 ,特種機械手 (水下 ,爬壁 ,管道 ,遙控等機械手 )基本掌握了機械手 操作機的設計制造技術 ,解決了控制驅動系統(tǒng)的設計和配置 ,軟件的設計和編制等關鍵技 術 ,還掌握了自動化噴漆線 ,弧焊自動線及其周邊配套設備的全套自動通信 ,協(xié)調控制技 術 。既可控制簡單系統(tǒng) , 又可控制復雜系統(tǒng) 。 ③ PLC 控制 .價格僅是選擇 PLC 品牌的一個因素 ,而可靠性是選擇控制裝置時需要考慮 的又一個重要因素 . 2,從設計 ,生產周期長短考慮 7 青島農業(yè)大學機電工程學院本科畢業(yè)設計 不論是對舊設備進 8 行改造 ,還是設計新的生產機械設備 .毫無疑問 ,生產 ,設計周期 越短越好 ,甚至希望邊設計 ,邊安裝 ,邊調試和邊生產 ,特別是產品更新?lián)Q代 ,生產 工藝 改造 ,不需改動現(xiàn)有生產設備及其外部接線 ,就能馬上組織生產 ,這不僅節(jié)約了勞動力 , 而且新產品能盡快投入市場 .這無疑給企業(yè)增加了活力 ,提高了經濟效益 .如果把這些要 求得以實現(xiàn) ,繼電器或半導體都不能滿足 ,而 PLC 則完全可以實現(xiàn) .這是因為使用 PLC 不必改動外部設備接線 ,只要對軟件進行一些改變就可以了 .也就是說只要改變梯形圖 , 按照新工藝要求重新輸入新程序或修改原程序即可 .這既經濟又簡捷 ,可以達到事半功倍 的效果 . 據(jù)調查 ,目前我國 70%的機械生產設備 ,都是采用繼電器進行控制的 ,除了可靠性差 外 ,程序 設計也很繁雜 .從方案的確立到技術條件的設計以及施工的設計 ,圖面的工作量 很大 ,這勢必造成設計周期長 .而采用 PLC 控制可以大大縮短設計周期 ,甚至有些文件資 料也不必繪制成圖 .設計人員完全可以利用編程器上屏幕顯示來輸入 ,或修改程序使得梯 形圖能準確無誤地反映生產要求 .編程人員也可根據(jù)新產品對生產提出的新工藝要求 ,重 新編寫程序并把它存儲在 EEPROM 模塊中去 ,需要加工哪種產品的程序 ,操作人員可以 隨時調用 ,這既簡單 ,方便又保密 . PLC 發(fā)展狀況及趨勢 現(xiàn)代 PLC 的發(fā)展主要有兩個趨勢 :一是向體積更小 ,速度更快 ,功能更強和價格更低 的微小型方面發(fā)展 。窗口標題改為 :封面窗口 。當表達式非零時 ,選擇 : 對應圖符不可見 .意思是 :當工件夾緊標志 =1 時 ,下工件不可見 。大小為 :48. 9) 點擊 字符顏色 按鈕 ,將文字顏色設為 : 紅色 .單擊 保存 封面窗口 , 畫面編輯完畢 . 10) 選中 機械手監(jiān)控畫面 的窗口標題 ,單擊 動畫組態(tài) ,進入動畫組態(tài)窗口 ,對 機械手監(jiān)控畫面 進行相同的操作 .單擊繪 圖工 ,具箱中的 插入元件 圖標 , 彈出 對象元件管理 對話框 ,單擊 其他 文件夾 ,選中 機械手 元件 ,按 確定 按鈕把 機械手 元件添加到動畫組態(tài)中 . 機械手監(jiān)控畫面 如圖 414 所示 ,設計了 8 個指示燈 ,代表機械手夾緊 ,放松 , 上升 ,下降 ,前伸 ,后縮等動作 .運行時 ,指示燈隨機械手動作變化做相應指示 . 圖 47 機械手監(jiān)控畫面 運行策略的建立及腳本程序的編寫 1,運行策略的建立 進入 運行策略 窗口中 ,雙擊進入 循環(huán)策略 窗口 , 右鍵單擊點擊工具條 ,選中 新增策略行 ,增加一策略行 .單擊 策略工具箱 中 的 腳本程序 將鼠標指針移到策略塊圖標上 ,單擊鼠標左鍵 ,添加腳本程序構件如圖 48 所示 . 21 圖 48 循環(huán)策略窗口 2,機械手自動控制的腳本程序的編寫 . 雙擊 腳本程序 工具條進入腳本程序編輯環(huán)境 ,編輯腳本程序 . 腳本程序如下 : IF 下移信號 =1 THEN 垂直移動量 =垂直移動量 +1 ENDIF IF 上移信號 =1 THEN 垂直移動量 =垂直移動量 1 ENDIF IF 右移信號 =1 THEN 水平移動量 =水平移動量 +1 ENDIF IF 左移信號 =1 THEN 水平移動量 =水平移動量 1 ENDIF IF 啟動停止按鈕 =1 AND 復位停止按鈕 =0 THEN 定時器復位 =0 22 定時器啟動 =1 ENDIF IF 啟動停止按鈕 =0 THEN 定時器啟動 =0 ENDIF IF 復位停止按鈕 =1 AND 計時時間 =44 THEN 定時器啟動 =0 ENDIF IF 定時器啟動 =1 THEN IF 計時時間 5 THEN 下移信號 =1 EXIT ENDIF IF 計時時間 7 THEN 下移信號 =0 夾緊信號 =1 工件夾緊標志 =1 EXIT ENDIF IF 計時時間 12 THEN 上移信號 =1 EXIT ENDIF IF 計時時間 22 THEN 上移信號 =0 右移信號 =1 EXIT ENDIF IF 計時時間 27 THEN 右移信號 =0 下移信號 =1 EXIT ENDIF 23 IF 計時時間 29 THEN 下移信號 =0 夾緊信號 =0 放松信號 =1 工件夾緊標志 =0 EXIT ENDIF IF 計時時間 34 THEN 放松信號 =0 上移信號 =1 EXIT ENDIF IF 計時時間 44 THEN 上移信號 =0 左移信號 =1 EXIT ENDIF IF 計時時間 =44 THEN 左移信號 =0 定時器復位 =1 水平移動量 =0 垂直移動量 =0 EXIT ENDIF ENDIF IF 定時器啟動 =0 THEN 下移信號 =0 上移信號 =0 左移信號 =0 右移信號 =0 ENDIF 動畫的連接 畫面編輯好以后 ,需要將畫面與前面定義的數(shù)據(jù)對象即變量關聯(lián)起來 ,以便運 24 行時 , 畫面上的內容能隨變量變化 . 指示燈的動畫連接 1) 雙擊啟動指示燈 ,彈出 單元屬性設置 窗口 . 2) 單擊 動畫連接 選項卡 ,進入該頁 . 圖 49 動畫組態(tài)屬性設置 3) 單擊 組合圖符 ,出現(xiàn) ?按鈕 . , 4) 單擊 按鈕 ,彈出 動畫組態(tài)屬性設置 窗口 .