【正文】 窗口標(biāo)題改為 :機(jī)械手監(jiān)控畫(huà)面 .窗口位置 選中 最大化顯示 ,其它不變 ,單擊 確認(rèn) . 6) 在 用戶(hù)窗口 中 ,選中 封面 窗口 ,點(diǎn)擊右鍵 ,選擇下拉菜單中的 設(shè)置為啟 動(dòng)窗口 選項(xiàng) ,將該窗口設(shè)置為運(yùn)行時(shí)自動(dòng)加載的窗口 .對(duì) 機(jī)械手監(jiān)控畫(huà)面 進(jìn)行同樣的設(shè)置 . 封面窗口及監(jiān)控畫(huà)面的制作 1) 選中 封面窗口 的窗口標(biāo)題 ,單擊 動(dòng)畫(huà)組態(tài) ,進(jìn)入動(dòng)畫(huà)組態(tài)窗口 ,開(kāi)始編輯 畫(huà)面 . 2) 單擊工具條中的 工具箱 按鈕 ,打開(kāi)繪圖工具箱 . 3) 選擇 工具箱 內(nèi)的 標(biāo)簽 按鈕 ,鼠標(biāo)的光標(biāo)呈 十字 形 ,在窗口頂端中心位置拖拽鼠標(biāo) ,根據(jù)需要拉出一個(gè)一定大小的矩形 . 4) 在光標(biāo)閃爍位置輸入文字 歡迎進(jìn)入 MCGS 監(jiān)控系統(tǒng) ,按回車(chē)鍵或在窗口 的任 意位置用鼠標(biāo)點(diǎn)擊一下 ,文字 20 輸入完畢 . 5) 選中文字框 ,作如下設(shè)置 . 6) 點(diǎn)擊 填充色 按鈕 ,設(shè)定文字框的背景顏色為 :沒(méi)有填充 . 7) 點(diǎn)擊 線(xiàn)色 按鈕 ,設(shè)置文字框的邊線(xiàn)顏色為 :沒(méi)有邊線(xiàn) . 8) 點(diǎn)擊 字符字體 按鈕 ,設(shè)置文字字體為 :行楷 。 2) 數(shù)據(jù)采集 ,存儲(chǔ)與處理功能 。 關(guān)鍵詞 :機(jī)械手 。既可控制一個(gè)機(jī)械手 ,又可控制一個(gè)機(jī)械手群 。 對(duì)象類(lèi)型 選擇 :開(kāi)關(guān) 22. 5) 單擊 確定 .如圖 44 所示 . 圖 44 數(shù)據(jù)對(duì)象屬性設(shè)置 6) 按照步驟 2~5,根據(jù)上面列表 ,設(shè)置其他數(shù)據(jù)對(duì)象 . 7) 單擊 保存 按鈕 . 設(shè)備與變量連接 1) 在工作臺(tái) 設(shè)備窗口 中雙擊 設(shè)備窗口 圖標(biāo)進(jìn)入 . 2) 點(diǎn)擊工具條中的 工具箱 圖標(biāo) ,打開(kāi) 設(shè)備工具箱 . 3) 單擊 設(shè)備工具箱 中的 設(shè)備管理 按鈕 ,彈出如圖 45 所示窗口 . 18 圖 45 設(shè)備管理窗口 5) 雙擊 串口通訊父設(shè)備 ,在下方出現(xiàn)串口通訊父設(shè)備圖標(biāo) . 6) 雙擊串 口通訊父設(shè)備圖標(biāo) ,將 串口通訊父設(shè)備 添加到右側(cè)選定設(shè)備列表中 . 7) 雙擊 PLC 設(shè)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(biāo) ,將三菱 FX232 添加到右側(cè)選定設(shè)備列表中 . 8) 單擊 確認(rèn) ,并保存 . 9) 在工作臺(tái) 設(shè)備窗口 中雙擊 設(shè)備窗口 圖標(biāo)進(jìn)入 .設(shè)備被添加到設(shè)備組態(tài)窗 口中 ,如圖 48 所示 . ,進(jìn)入模擬設(shè)備屬性設(shè)置窗口 . 10) 雙擊 設(shè)備 1[三菱 FX232] 11) 單擊基本屬性頁(yè)中的 內(nèi) 部屬性 選項(xiàng) ,該項(xiàng)右側(cè)會(huì)出現(xiàn) 23 圖標(biāo) ,單擊此按鈕進(jìn)入 內(nèi)部屬性 設(shè)置 .將 :通道 1,2 的最大值分別設(shè)置為 :10, 12) 單擊 確認(rèn) ,完成 內(nèi)部屬性 設(shè)置 . 13) 單擊 通道連接 標(biāo)簽 ,進(jìn)入通道連接設(shè)置 .依次進(jìn)入通道連接 ,直至通道全部 連接完成 .進(jìn)入 設(shè)備調(diào)試 屬性頁(yè) ,即可看到通道值中數(shù)據(jù)在變化 .單擊 保 存 按鈕 .至此設(shè)備與變量 (數(shù)據(jù)對(duì)象 )的連接完成 . 19 工程畫(huà)面的創(chuàng)建 1) 在 用戶(hù)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(jìn)入 用戶(hù)窗口屬性設(shè)置 . 3) 將窗口名稱(chēng)改為 :封面窗口 。當(dāng)水平移動(dòng)量 =50 時(shí) , 向右移動(dòng)距離為 180. 7) 進(jìn)入運(yùn)行環(huán)境調(diào)試 . 3,工件移動(dòng)動(dòng)畫(huà)的實(shí)現(xiàn) : 1) 在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中填加一個(gè)變量 :工件夾緊標(biāo)志 ,初值 :0,類(lèi)型 :開(kāi)關(guān) . 2) 在腳本程序中加入兩條語(yǔ)句 : IF 夾緊 =1 THEN 工件夾緊標(biāo)志 =1 ENDIF IF 放松 =1 THEN 工件夾緊標(biāo)志 =10 ENDIF 39。 5) 人機(jī)界面功能 。機(jī)械結(jié)構(gòu)向模塊化 ,可重構(gòu) 化發(fā)展 。 (2)通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)控制思想 . 目前 ,工業(yè)自動(dòng)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(jì)算機(jī)(IPC)(3)集散控制系統(tǒng) (DCS) PLC 與工業(yè)控制計(jì)算機(jī) (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(jì)算機(jī)是為了滿(mǎn)足快速大量數(shù)據(jù)處理要求的設(shè)備 . 硬件結(jié)構(gòu)方面 , 總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化程度高 , 兼容性強(qiáng) ,軟件資源豐富 ,特別是有實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的支持 ,故對(duì)要求快速 ,實(shí)時(shí)性強(qiáng) ,模 型 復(fù)雜和計(jì)算工作量大的工業(yè)對(duì)象的控制占有優(yōu)勢(shì) . 集散系統(tǒng)從工業(yè)自動(dòng)化儀表控制系統(tǒng)發(fā)展到以工業(yè)控制計(jì)算機(jī)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(shì) ,初期主要用在連續(xù)過(guò)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(lái) ,主要應(yīng)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(kāi)關(guān)量順序控制方面 . 近年來(lái)隨著微電子技術(shù) , 大規(guī)模集成電路技術(shù) , 計(jì)算機(jī)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(yùn)算的基礎(chǔ)上 ,增加了數(shù)值運(yùn)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(xiàn)圈斷電時(shí) ,機(jī)械手 夾緊 [13]. 打開(kāi)電源 ,按下起動(dòng)按鈕時(shí) ,開(kāi)機(jī)復(fù)位 .機(jī)械手的動(dòng)作示意圖如圖 所示 11 圖 33 機(jī)械手的動(dòng)作示意圖 機(jī)械手若不在原點(diǎn)則 PLC 向驅(qū)動(dòng)器一同時(shí)輸入脈沖信號(hào)和電平信號(hào) ,步進(jìn)電機(jī)一反轉(zhuǎn) ,橫軸后縮 . 當(dāng)后 縮到位時(shí)碰到后限位開(kāi)關(guān) ,然后主機(jī)向驅(qū)動(dòng)器二輸入脈沖信號(hào) ,步進(jìn)電機(jī)二正轉(zhuǎn) ,機(jī)械手上升 .上升到底時(shí)碰到上限位開(kāi)關(guān) ,上升停止 ,回到原點(diǎn) .主機(jī)向驅(qū)動(dòng)器二同時(shí)輸入脈沖信號(hào)和電平信號(hào) ,步進(jìn)電機(jī)二反轉(zhuǎn) ,機(jī)械手下降 .降到底時(shí)碰到下限位開(kāi)關(guān) ,下降停 止 ,氣夾電磁閥斷電 ,機(jī)械手夾緊 .夾緊后 ,主機(jī)向驅(qū)動(dòng)器二只輸入脈沖信號(hào) ,步進(jìn)電機(jī) 二正轉(zhuǎn) ,機(jī)械手上升 .上升到頂時(shí) ,碰到上限位開(kāi)關(guān) ,上升停止 .PLC 向驅(qū)動(dòng)器一只輸入脈沖信號(hào) ,步進(jìn)電機(jī)一正轉(zhuǎn) ,機(jī)械手前伸 ,前伸到位時(shí) ,碰到前限位開(kāi)關(guān) ,前伸停止 .主 機(jī)向驅(qū)動(dòng)器二同時(shí)輸入脈沖信號(hào)和電平信號(hào) ,步進(jìn)電機(jī)二反轉(zhuǎn) ,機(jī)械手下降 .降到底時(shí)碰 到下限位開(kāi)關(guān) ,下降停止 ,同時(shí)夾緊電磁閥斷電 ,機(jī)械手放松 .放松后 ,主機(jī)向驅(qū)動(dòng)器二 只輸入脈沖信號(hào) ,步進(jìn)電機(jī)二正轉(zhuǎn) ,機(jī)械手上升 .上升到頂時(shí) ,碰到上限位開(kāi)關(guān) ,上升停 止 .上升到頂時(shí) ,碰到上限位開(kāi)關(guān) ,上升停止 .PLC 向驅(qū)動(dòng)器一同時(shí)輸入脈沖信號(hào)和電平 信號(hào) ,步進(jìn)電機(jī)一反轉(zhuǎn) ,橫軸后縮 .機(jī)械手后縮 ,當(dāng)后縮到底時(shí)碰到后限位開(kāi)關(guān) ,然后主 機(jī)向驅(qū)動(dòng)器二同時(shí)輸入脈沖信號(hào)和電平信號(hào) ,步進(jìn)電機(jī)二反轉(zhuǎn) ,機(jī)械手下降 .下降到底時(shí) 碰到下限位開(kāi)關(guān) ,下降停止 ,回到原點(diǎn) .至此 ,機(jī)械手經(jīng)過(guò)八步動(dòng)作完成一 個(gè)循環(huán) [14]. PLC 程序設(shè)計(jì) I/O 點(diǎn)數(shù)的確定及 PLC 類(lèi)型的選擇 本次設(shè)計(jì)使用的是 THWJX1 型機(jī)械手實(shí)物教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置 .本裝置需采用晶體管輸出 型可編程控制器 ,可同時(shí)輸出兩路脈沖到步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器 ,控制步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行 .由于機(jī)械 手系統(tǒng)的輸入 /輸出點(diǎn)少 ,要求電氣控制部分體積小 ,成本低 ,并能夠用計(jì)算機(jī)對(duì) PLC 進(jìn) 行監(jiān)控和管理 ,該機(jī)械 12 手的控制為純開(kāi)關(guān)量控制 ,且 I/O 點(diǎn)數(shù)不多 ,僅需 11 個(gè)輸入點(diǎn)和 9 個(gè)輸出點(diǎn) , 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(jī) ,該機(jī)輸入點(diǎn)為 14 個(gè) ,輸出點(diǎn)為 10 個(gè) [15]. PLC 的 I/O 分配 根據(jù)機(jī)械手動(dòng)作的要求及機(jī)械手實(shí)物教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置說(shuō)明指導(dǎo) ,輸入 ,輸出點(diǎn)分配如表所示 . 圖 34 PLC 的 I/O 分配表 PLC 程序的設(shè)計(jì) 梯形圖見(jiàn)附錄 1. PLC 程序的調(diào)試 由于 PLC 是專(zhuān)門(mén)為工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境設(shè)計(jì)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(guò)于惡劣 ,電磁干擾特別強(qiáng)烈 ,或安裝使用不 當(dāng) ,都將不能保證 PLC 正常 ,安全 ,可靠的運(yùn)行 .因此 ,討論 PLC 設(shè)計(jì)調(diào)試就具有十分 重要的意義 . PLC 控制的安裝與布線(xiàn) 1, 輸入接線(xiàn) (1)輸入接線(xiàn)一般不要超過(guò) 環(huán)境干擾較小 ,電壓降不大時(shí) ,輸入接線(xiàn) 可適當(dāng)長(zhǎng)些 . (2)輸入 ,輸出線(xiàn)不能用同一根電纜 ,輸入 ,輸出線(xiàn)要分開(kāi) . (3)利用普通二極管恰當(dāng)?shù)拇釉? PLC 輸入回路中 ,防止信號(hào)干擾 ,使 PLC 輸入信 號(hào)大大增強(qiáng) . 2,電源接線(xiàn) 電源是 PLC 引入干擾的主要途徑之一 , PLC 應(yīng)盡 可能取用電壓波動(dòng)較小 , 波形畸變較 小的電源 , 這對(duì)提 13 高 PLC 的可靠性有很大幫助 . PLC 的供電線(xiàn)路應(yīng)與其他大功率用電設(shè)備 或強(qiáng)干擾設(shè)備 (如高頻爐 ,弧焊機(jī)等 )分開(kāi) .為了提高整個(gè)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(kāi)關(guān)電源等 .我們正是用了 隔離變壓器和交流穩(wěn)壓器來(lái)抗干擾 .隔離變壓器是初級(jí)和次級(jí)之間采用隔離屏蔽層 ,用漆 包線(xiàn)或同等非導(dǎo)磁材料組成 ,電器回路上不允許短路 ,兩極各引出一個(gè)接地抽頭 .初級(jí)與 次級(jí)之間的靜電屏蔽要聯(lián)結(jié)到零點(diǎn)位 ,接地抽頭配電容耦合最后引出到接地點(diǎn) .在選用交 15 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 流穩(wěn)壓器時(shí) ,一般可按照實(shí)際最大需求容量的 130%計(jì)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(dāng)表達(dá)式非零時(shí) ,選擇 : 對(duì)應(yīng)圖符不可見(jiàn) .意思是 :當(dāng)工件夾緊標(biāo)志 =1 時(shí) ,下工件不可見(jiàn) 。 ③ PLC 控制 .價(jià)格僅是選擇 PLC 品牌的一個(gè)因素 ,而可靠性是選擇控制裝置時(shí)需要考慮 的又一個(gè)重要因素 . 2,從設(shè)計(jì) ,生產(chǎn)周期長(zhǎng)短考慮 7 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 不論是對(duì)舊設(shè)備進(jìn) 8 行改造 ,還是設(shè)計(jì)新的生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備 .毫無(wú)疑問(wèn) ,生產(chǎn) ,設(shè)計(jì)周期 越短越好 ,甚至希望邊設(shè)計(jì) ,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(dòng)現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)備及其外部接線(xiàn) ,就能馬上組織生產(chǎn) ,這不僅節(jié)約了勞動(dòng)力 , 而且新產(chǎn)品能盡快投入市場(chǎng) .這無(wú)疑給企業(yè)增加了活力 ,提高了經(jīng)濟(jì)效益 .如果把這些要 求得以實(shí)現(xiàn) ,繼電器或半導(dǎo)體都不能滿(mǎn)足 ,而 PLC 則完全可以實(shí)現(xiàn) .這是因?yàn)槭褂? PLC 不必改動(dòng)外部設(shè)備接線(xiàn) ,只要對(duì)軟件進(jìn)行一些改變就可以了 .也就是說(shuō)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(jì)又簡(jiǎn)捷 ,可以達(dá)到事半功倍 的效果 . 據(jù)調(diào)查 ,目前我國(guó) 70%的機(jī)械生產(chǎn)設(shè)備 ,都是采用繼電器進(jìn)行控制的 ,除了可靠性差 外 ,程序 設(shè)計(jì)也很繁雜 .從方案的確立到技術(shù)條件的設(shè)計(jì)以及施工的設(shè)計(jì) ,圖面的工作量 很大 ,這勢(shì)必造成設(shè)計(jì)周期長(zhǎng) .而采用 PLC 控制可以大大縮短設(shè)計(jì)周期 ,甚至有些文件資 料也不必繪制成圖 .設(shè)計(jì)人員完全可以利用編程器上屏幕顯示來(lái)輸入 ,或修改程序使得梯 形圖能準(zhǔn)確無(wú)誤地反映生產(chǎn)要求 .編程人員也可根據(jù)新產(chǎn)品對(duì)生產(chǎn)提出的新工藝要求 ,重 新編寫(xiě)程序并把它存儲(chǔ)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(shí)調(diào)用 ,這既簡(jiǎn)單 ,方便又保密 . PLC 發(fā)展?fàn)顩r及趨勢(shì) 現(xiàn)代 PLC 的發(fā)展主要有兩個(gè)趨勢(shì) :一是向體積更小 ,速度更快 ,功能更強(qiáng)和價(jià)格更低 的微小型方面發(fā)展 。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在機(jī)械手中的作用已從仿真 ,預(yù) 演發(fā)展到用于過(guò)程控制 . 國(guó)內(nèi)方面 :目前在一些機(jī)種方面 ,如噴涂機(jī)械手 ,弧焊機(jī)械手 ,點(diǎn)焊機(jī)械手 ,搬運(yùn)機(jī) 械手 ,裝配機(jī)械手 ,特種機(jī)械手 (水下 ,爬壁 ,管道 ,遙控等機(jī)械手 )基本掌握了機(jī)械手 操作機(jī)的設(shè)計(jì)制造技術(shù) ,解決了控制驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和配置 ,軟件的設(shè)計(jì)和編制等關(guān)鍵技 術(shù) ,還掌握了自動(dòng)化噴漆線(xiàn) ,弧焊自動(dòng)線(xiàn)及其周邊配套設(shè)備的全套自動(dòng)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(jī)械手焊接電源 ,焊縫 自動(dòng)跟蹤裝置也有了突破 .從 技術(shù)方面來(lái)說(shuō) ,我國(guó)已經(jīng)具備了獨(dú)立自主發(fā)展中國(guó)機(jī)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(jī)械手模型控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) , 包括硬件