【正文】 窗口標題改為 :機械手監(jiān)控畫面 .窗口位置 選中 最大化顯示 ,其它不變 ,單擊 確認 . 6) 在 用戶窗口 中 ,選中 封面 窗口 ,點擊右鍵 ,選擇下拉菜單中的 設置為啟 動窗口 選項 ,將該窗口設置為運行時自動加載的窗口 .對 機械手監(jiān)控畫面 進行同樣的設置 . 封面窗口及監(jiān)控畫面的制作 1) 選中 封面窗口 的窗口標題 ,單擊 動畫組態(tài) ,進入動畫組態(tài)窗口 ,開始編輯 畫面 . 2) 單擊工具條中的 工具箱 按鈕 ,打開繪圖工具箱 . 3) 選擇 工具箱 內(nèi)的 標簽 按鈕 ,鼠標的光標呈 十字 形 ,在窗口頂端中心位置拖拽鼠標 ,根據(jù)需要拉出一個一定大小的矩形 . 4) 在光標閃爍位置輸入文字 歡迎進入 MCGS 監(jiān)控系統(tǒng) ,按回車鍵或在窗口 的任 意位置用鼠標點擊一下 ,文字 20 輸入完畢 . 5) 選中文字框 ,作如下設置 . 6) 點擊 填充色 按鈕 ,設定文字框的背景顏色為 :沒有填充 . 7) 點擊 線色 按鈕 ,設置文字框的邊線顏色為 :沒有邊線 . 8) 點擊 字符字體 按鈕 ,設置文字字體為 :行楷 。 2) 數(shù)據(jù)采集 ,存儲與處理功能 。 關(guān)鍵詞 :機械手 。既可控制一個機械手 ,又可控制一個機械手群 。 對象類型 選擇 :開關(guān) 22. 5) 單擊 確定 .如圖 44 所示 . 圖 44 數(shù)據(jù)對象屬性設置 6) 按照步驟 2~5,根據(jù)上面列表 ,設置其他數(shù)據(jù)對象 . 7) 單擊 保存 按鈕 . 設備與變量連接 1) 在工作臺 設備窗口 中雙擊 設備窗口 圖標進入 . 2) 點擊工具條中的 工具箱 圖標 ,打開 設備工具箱 . 3) 單擊 設備工具箱 中的 設備管理 按鈕 ,彈出如圖 45 所示窗口 . 18 圖 45 設備管理窗口 5) 雙擊 串口通訊父設備 ,在下方出現(xiàn)串口通訊父設備圖標 . 6) 雙擊串 口通訊父設備圖標 ,將 串口通訊父設備 添加到右側(cè)選定設備列表中 . 7) 雙擊 PLC 設備 在下方出現(xiàn) , 三菱 文件夾 , 三菱 雙擊 文件夾 , FX232 出現(xiàn) , 雙擊FX232圖標 ,將三菱 FX232 添加到右側(cè)選定設備列表中 . 8) 單擊 確認 ,并保存 . 9) 在工作臺 設備窗口 中雙擊 設備窗口 圖標進入 .設備被添加到設備組態(tài)窗 口中 ,如圖 48 所示 . ,進入模擬設備屬性設置窗口 . 10) 雙擊 設備 1[三菱 FX232] 11) 單擊基本屬性頁中的 內(nèi) 部屬性 選項 ,該項右側(cè)會出現(xiàn) 23 圖標 ,單擊此按鈕進入 內(nèi)部屬性 設置 .將 :通道 1,2 的最大值分別設置為 :10, 12) 單擊 確認 ,完成 內(nèi)部屬性 設置 . 13) 單擊 通道連接 標簽 ,進入通道連接設置 .依次進入通道連接 ,直至通道全部 連接完成 .進入 設備調(diào)試 屬性頁 ,即可看到通道值中數(shù)據(jù)在變化 .單擊 保 存 按鈕 .至此設備與變量 (數(shù)據(jù)對象 )的連接完成 . 19 工程畫面的創(chuàng)建 1) 在 用戶窗口 中單擊 新建窗口 按鈕 ,建立 窗口 0窗口 1 ,. 2) 選中 窗口 0 ,單擊 窗口屬 性 ,進入 用戶窗口屬性設置 . 3) 將窗口名稱改為 :封面窗口 。當水平移動量 =50 時 , 向右移動距離為 180. 7) 進入運行環(huán)境調(diào)試 . 3,工件移動動畫的實現(xiàn) : 1) 在實時數(shù)據(jù)庫中填加一個變量 :工件夾緊標志 ,初值 :0,類型 :開關(guān) . 2) 在腳本程序中加入兩條語句 : IF 夾緊 =1 THEN 工件夾緊標志 =1 ENDIF IF 放松 =1 THEN 工件夾緊標志 =10 ENDIF 39。 5) 人機界面功能 。機械結(jié)構(gòu)向模塊化 ,可重構(gòu) 化發(fā)展 。 (2)通過軟件實現(xiàn)控制思想 . 目前 ,工業(yè)自動化 4 領(lǐng)域比較典型的控制方式有 : (1)可編程序邏輯控制器 (PLC) (2)工業(yè)控制計算機(IPC)(3)集散控制系統(tǒng) (DCS) PLC 與工業(yè)控制計算機 (IPC)和集散控制系統(tǒng) (DCS)的比較 1,各自技術(shù)發(fā)展的起源 .計算機是為了滿足快速大量數(shù)據(jù)處理要求的設備 . 硬件結(jié)構(gòu)方面 , 總線標準化程度高 , 兼容性強 ,軟件資源豐富 ,特別是有實時操作系統(tǒng)的支持 ,故對要求快速 ,實時性強 ,模 型 復雜和計算工作量大的工業(yè)對象的控制占有優(yōu)勢 . 集散系統(tǒng)從工業(yè)自動化儀表控制系統(tǒng)發(fā)展到以工業(yè)控制計算機為中心的集散系統(tǒng) ,所以其在模擬量處理 ,回路調(diào)節(jié)方面具有一定優(yōu)勢 ,初期主要用在連續(xù)過程控制 ,側(cè)重回路 調(diào)節(jié)功能 .PLC 是由繼電器邏輯系統(tǒng)發(fā)展而來 ,主要應用在工序控制上 ,初期主要是代替 繼電器控制系統(tǒng) ,側(cè)重于開關(guān)量順序控制方面 . 近年來隨著微電子技術(shù) , 大規(guī)模集成電路技術(shù) , 計算機技術(shù)和通信技術(shù)等的發(fā)展 , PLC 在技術(shù)和功能上發(fā)生了飛躍 .在初期邏輯運算的基礎(chǔ)上 ,增加了數(shù)值運算 ,閉環(huán)調(diào)節(jié)等功 能 ,增加了模擬量和 PID 調(diào)節(jié)等功能模塊 。該線圈斷電時 ,機械手 夾緊 [13]. 打開電源 ,按下起動按鈕時 ,開機復位 .機械手的動作示意圖如圖 所示 11 圖 33 機械手的動作示意圖 機械手若不在原點則 PLC 向驅(qū)動器一同時輸入脈沖信號和電平信號 ,步進電機一反轉(zhuǎn) ,橫軸后縮 . 當后 縮到位時碰到后限位開關(guān) ,然后主機向驅(qū)動器二輸入脈沖信號 ,步進電機二正轉(zhuǎn) ,機械手上升 .上升到底時碰到上限位開關(guān) ,上升停止 ,回到原點 .主機向驅(qū)動器二同時輸入脈沖信號和電平信號 ,步進電機二反轉(zhuǎn) ,機械手下降 .降到底時碰到下限位開關(guān) ,下降停 止 ,氣夾電磁閥斷電 ,機械手夾緊 .夾緊后 ,主機向驅(qū)動器二只輸入脈沖信號 ,步進電機 二正轉(zhuǎn) ,機械手上升 .上升到頂時 ,碰到上限位開關(guān) ,上升停止 .PLC 向驅(qū)動器一只輸入脈沖信號 ,步進電機一正轉(zhuǎn) ,機械手前伸 ,前伸到位時 ,碰到前限位開關(guān) ,前伸停止 .主 機向驅(qū)動器二同時輸入脈沖信號和電平信號 ,步進電機二反轉(zhuǎn) ,機械手下降 .降到底時碰 到下限位開關(guān) ,下降停止 ,同時夾緊電磁閥斷電 ,機械手放松 .放松后 ,主機向驅(qū)動器二 只輸入脈沖信號 ,步進電機二正轉(zhuǎn) ,機械手上升 .上升到頂時 ,碰到上限位開關(guān) ,上升停 止 .上升到頂時 ,碰到上限位開關(guān) ,上升停止 .PLC 向驅(qū)動器一同時輸入脈沖信號和電平 信號 ,步進電機一反轉(zhuǎn) ,橫軸后縮 .機械手后縮 ,當后縮到底時碰到后限位開關(guān) ,然后主 機向驅(qū)動器二同時輸入脈沖信號和電平信號 ,步進電機二反轉(zhuǎn) ,機械手下降 .下降到底時 碰到下限位開關(guān) ,下降停止 ,回到原點 .至此 ,機械手經(jīng)過八步動作完成一 個循環(huán) [14]. PLC 程序設計 I/O 點數(shù)的確定及 PLC 類型的選擇 本次設計使用的是 THWJX1 型機械手實物教學實驗裝置 .本裝置需采用晶體管輸出 型可編程控制器 ,可同時輸出兩路脈沖到步進電機驅(qū)動器 ,控制步進電機運行 .由于機械 手系統(tǒng)的輸入 /輸出點少 ,要求電氣控制部分體積小 ,成本低 ,并能夠用計算機對 PLC 進 行監(jiān)控和管理 ,該機械 12 手的控制為純開關(guān)量控制 ,且 I/O 點數(shù)不多 ,僅需 11 個輸入點和 9 個輸出點 , 考慮留有一定的裕量 . 故選用日本三菱公司生產(chǎn)的多功能小型 FX1N24MTD 主 機 ,該機輸入點為 14 個 ,輸出點為 10 個 [15]. PLC 的 I/O 分配 根據(jù)機械手動作的要求及機械手實物教學實驗裝置說明指導 ,輸入 ,輸出點分配如表所示 . 圖 34 PLC 的 I/O 分配表 PLC 程序的設計 梯形圖見附錄 1. PLC 程序的調(diào)試 由于 PLC 是專門為工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境設計的控制裝置 ,因此一般不需要采取什么特殊措 施 ,就可以直接在工業(yè)環(huán)境中使用 .但環(huán) 境過于惡劣 ,電磁干擾特別強烈 ,或安裝使用不 當 ,都將不能保證 PLC 正常 ,安全 ,可靠的運行 .因此 ,討論 PLC 設計調(diào)試就具有十分 重要的意義 . PLC 控制的安裝與布線 1, 輸入接線 (1)輸入接線一般不要超過 環(huán)境干擾較小 ,電壓降不大時 ,輸入接線 可適當長些 . (2)輸入 ,輸出線不能用同一根電纜 ,輸入 ,輸出線要分開 . (3)利用普通二極管恰當?shù)拇釉? PLC 輸入回路中 ,防止信號干擾 ,使 PLC 輸入信 號大大增強 . 2,電源接線 電源是 PLC 引入干擾的主要途徑之一 , PLC 應盡 可能取用電壓波動較小 , 波形畸變較 小的電源 , 這對提 13 高 PLC 的可靠性有很大幫助 . PLC 的供電線路應與其他大功率用電設備 或強干擾設備 (如高頻爐 ,弧焊機等 )分開 .為了提高整個系統(tǒng)的抗干擾能力 ,可編程序 控制器供電回路一般可采用隔離變壓器 ,交流穩(wěn)壓器 ,晶體管開關(guān)電源等 .我們正是用了 隔離變壓器和交流穩(wěn)壓器來抗干擾 .隔離變壓器是初級和次級之間采用隔離屏蔽層 ,用漆 包線或同等非導磁材料組成 ,電器回路上不允許短路 ,兩極各引出一個接地抽頭 .初級與 次級之間的靜電屏蔽要聯(lián)結(jié)到零點位 ,接地抽頭配電容耦合最后引出到接地點 .在選用交 15 青島農(nóng)業(yè)大學機電工程學院本科畢業(yè)設計 流穩(wěn)壓器時 ,一般可按照實際最大需求容量的 130%計算 .這樣可以保證穩(wěn)壓特性又有助 于穩(wěn)壓器工作可靠 [16]. PLC 供電電源為 50Hz,220V177。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 。 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(chǎn)周期長短考慮 7 青島農(nóng)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(chǎn)機械設備 .毫無疑問 ,生產(chǎn) ,設計周期 越短越好 ,甚至希望邊設計 ,邊安裝 ,邊調(diào)試和邊生產(chǎn) ,特別是產(chǎn)品更新?lián)Q代 ,生產(chǎn) 工藝 改造 ,不需改動現(xiàn)有生產(chǎn)設備及其外部接線 ,就能馬上組織生產(chǎn) ,這不僅節(jié)約了勞動力 , 而且新產(chǎn)品能盡快投入市場 .這無疑給企業(yè)增加了活力 ,提高了經(jīng)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(jīng)濟又簡捷 ,可以達到事半功倍 的效果 . 據(jù)調(diào)查 ,目前我國 70%的機械生產(chǎn)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(shù)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(chǎn)要求 .編程人員也可根據(jù)新產(chǎn)品對生產(chǎn)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(chǎn)品的程序 ,操作人員可以 隨時調(diào)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 。虛擬現(xiàn)實技術(shù)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(nèi)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(shù) ,解決了控制驅(qū)動系統(tǒng)的設計和配置 ,軟件的設計和編制等關(guān)鍵技 術(shù) ,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(diào)控制技 術(shù) 。在基礎(chǔ)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(shù)方面來說 ,我國已經(jīng)具備了獨立自主發(fā)展中國機械手技術(shù)的基礎(chǔ) [6]. 課題研究的內(nèi)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