【導(dǎo)讀】在工業(yè)生產(chǎn)和其他領(lǐng)域內(nèi),由于工作的需要,人們經(jīng)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(dòng)強(qiáng)度,甚至于危及生命.自從機(jī)械手問(wèn)世以來(lái),相應(yīng)的各種難題迎刃而解.在本設(shè)計(jì)中介紹了國(guó)內(nèi)外機(jī)械手研究現(xiàn)狀及PLC的研。究發(fā)展趨勢(shì),描述了機(jī)械手控制系統(tǒng)的工作原理和動(dòng)作實(shí)現(xiàn)過(guò)程.研究了基于PLC. 的機(jī)械手模型控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì),還研究了MCGS在機(jī)械手控制系統(tǒng)中的應(yīng)用.利用。組態(tài)軟件MCGS設(shè)計(jì)了機(jī)械手模型控制系統(tǒng)監(jiān)控界面,提供了較為直觀,清晰,準(zhǔn)。確的機(jī)械手運(yùn)行狀態(tài),進(jìn)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。

　　

【正文】 IF 計(jì)時(shí)時(shí)間 7 THEN 下移信號(hào) =0 夾緊信號(hào) =1 工件夾緊標(biāo)志 =1 EXIT ENDIF IF 計(jì)時(shí)時(shí)間 12 THEN 上移信號(hào) =1 EXIT ENDIF IF 計(jì)時(shí)時(shí)間 22 THEN 上移信號(hào) =0 右移信號(hào) =1 EXIT ENDIF IF 計(jì)時(shí)時(shí)間 27 THEN 右移信號(hào) =0 下移信號(hào) =1 EXIT ENDIF 23 IF 計(jì)時(shí)時(shí)間 29 THEN 下移信號(hào) =0 夾緊信號(hào) =0 放松信號(hào) =1 工件夾緊標(biāo)志 =0 EXIT ENDIF IF 計(jì)時(shí)時(shí)間 34 THEN 放松信號(hào) =0 上移信號(hào) =1 EXIT ENDIF IF 計(jì)時(shí)時(shí)間 44 THEN 上移信號(hào) =0 左移信號(hào) =1 EXIT ENDIF IF 計(jì)時(shí)時(shí)間 =44 THEN 左移信號(hào) =0 定時(shí)器復(fù)位 =1 水平移動(dòng)量 =0 垂直移動(dòng)量 =0 EXIT ENDIF ENDIF IF 定時(shí)器啟動(dòng) =0 THEN 下移信號(hào) =0 上移信號(hào) =0 左移信號(hào) =0 右移信號(hào) =0 ENDIF 動(dòng)畫(huà)的連接 畫(huà)面編輯好以后 ,需要將畫(huà)面與前面定義的數(shù)據(jù)對(duì)象即變量關(guān)聯(lián)起來(lái) ,以便運(yùn) 24 行時(shí) , 畫(huà)面上的內(nèi)容能隨變量變化 . 指示燈的動(dòng)畫(huà)連接 1) 雙擊啟動(dòng)指示燈 ,彈出 單元屬性設(shè)置 窗口 . 2) 單擊 動(dòng)畫(huà)連接 選項(xiàng)卡 ,進(jìn)入該頁(yè) . 圖 49 動(dòng)畫(huà)組態(tài)屬性設(shè)置 3) 單擊 組合圖符 ,出現(xiàn) ?按鈕 . , 4) 單擊 按鈕 ,彈出 動(dòng)畫(huà)組態(tài)屬性設(shè)置 窗口 .單擊 屬 性設(shè)置 選項(xiàng)卡 ,進(jìn) 入該頁(yè) . 圖 49 動(dòng)畫(huà)組態(tài)屬性設(shè)置 5) 選中 可見(jiàn)度 選項(xiàng)卡 ,其他項(xiàng)不選 . 6) 單擊 可見(jiàn)度 選項(xiàng)卡進(jìn)入該頁(yè) ,如圖 418 所示 . 圖 418 動(dòng)畫(huà)組態(tài)屬性設(shè)置 7) 在 表達(dá)式 一欄 ,單擊 ?按鈕 ,彈出當(dāng)前用戶定義的所有數(shù)據(jù)對(duì)象列表 , 雙擊 啟動(dòng)按鈕 . 8) 在 當(dāng)表達(dá)式非零時(shí) 一欄 ,選擇 對(duì)應(yīng)圖符可見(jiàn) . 9) 單擊 確認(rèn) 按鈕 ,退出 可見(jiàn)度 設(shè)置頁(yè) . 10) 單擊 確認(rèn)按鈕 ,退出 單元屬性設(shè)置 窗口 ,結(jié)束啟動(dòng)指示燈的動(dòng)畫(huà)連接 . 11) 單擊 保存 按鈕 . 12) 依次對(duì)其他指示燈進(jìn)行設(shè)置 ,依照步驟 1)~11) . 經(jīng)過(guò)這樣的連接 ,當(dāng)按下機(jī)械手或畫(huà)面上的啟動(dòng)按鈕后 ,不但相應(yīng)變量的值會(huì)改變 , 相應(yīng)指示燈也會(huì)出現(xiàn)亮滅的改變 . 機(jī)械手的動(dòng)畫(huà)連接 剛才圖 45 的畫(huà)面 ,只用 8 個(gè)指示燈對(duì)機(jī)械手的工作狀態(tài)進(jìn)行了動(dòng)畫(huà)顯示 .如果讓機(jī) 械手在畫(huà)面上動(dòng)起來(lái) ,看起來(lái)就更真實(shí) ,生動(dòng)了 .為體現(xiàn)機(jī)械手上升 ,下降 ,前伸 ,后縮 , 夾緊 ,放松等動(dòng)作 ,圖中機(jī)械手 ,上工件 ,橫滑桿等部分需要隨動(dòng)作進(jìn)行水平移動(dòng) ,上工 件要做垂直移動(dòng) ,氣夾還要張開(kāi) ,閉合 . 1,垂直移動(dòng)動(dòng)畫(huà)連接 : 1) 在 實(shí)時(shí)數(shù) 據(jù)庫(kù) 中增加一個(gè)新變量 垂直移動(dòng)量 ,初值 :0,類型 :數(shù)值型 . 2) 單擊 查看 菜單 ,選擇 狀態(tài)條 ,在屏幕下方出現(xiàn)狀態(tài)條 .狀態(tài)條左側(cè)文字代 表當(dāng)前操作狀態(tài) ,右側(cè)顯示被選中對(duì)象的坐標(biāo)和大小 . 3) 估計(jì)總垂直移動(dòng) 25 距離 :在上工件底邊與下工件底邊之間畫(huà)一條直線 ,根據(jù)狀態(tài)條 大小指示可知直線長(zhǎng)度即總垂直移動(dòng)距離 ,垂直移動(dòng)距離為 104. 4) 在腳本程序的開(kāi)始處增加 動(dòng)畫(huà)控制 語(yǔ)句 : IF 下移 =0 THEN 垂直移動(dòng)量 =垂直移動(dòng)量 +1 ENDIF IF 上升 =0 THEN 垂直移動(dòng)量 =垂直移動(dòng)量 1 ENDIF 變化率 =1 個(gè)相素 /每次 ,即每執(zhí)行一次腳本程序 ,垂直移動(dòng)量加 1 或減 1,當(dāng)然變化率 也可以選大些或小些 . 5) 計(jì)算垂直移動(dòng)一次腳本程序執(zhí)行次數(shù) :次數(shù) =下移時(shí)間 (上升時(shí)間 )/循環(huán)策略執(zhí) 32 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) 行間隔 =5s/200ms=25 次 . 6) 計(jì)算 :垂直移動(dòng)量的最大值 =循環(huán)次數(shù) * 變化率 =25*1=25. 7) 在機(jī)械手監(jiān)控畫(huà)面中選中并雙擊上工件 ,彈出 屬性設(shè)置 窗口 . 8) 在 位置動(dòng)畫(huà)連接 一欄中選中 垂直移動(dòng) ,單擊 垂直移動(dòng) 選項(xiàng)卡 ,進(jìn)入該 頁(yè) . 9) 按照?qǐng)D 410 所示在 表達(dá)式 一欄填入 :垂直移動(dòng)量 .在垂直移動(dòng)連接欄填入各 項(xiàng)參數(shù) .單擊 確認(rèn) 按鈕 ,存盤 . 10) 進(jìn)入運(yùn)行環(huán)境 ,單擊 啟動(dòng) 按鈕 ,觀察動(dòng)作 . 圖 410 動(dòng)畫(huà)組態(tài)屬性設(shè)置 2,水平移動(dòng)動(dòng)畫(huà)連接 : 1) 水平移動(dòng)總距離的測(cè)量 :在工件初始位置和移動(dòng)目的地之間畫(huà)一條直線 ,記 26 下?tīng)? 態(tài)條大小指示 ,此參數(shù)即為總水平移動(dòng)距離 .移動(dòng)距離為 180. 2) 在數(shù)據(jù)庫(kù)中增加一個(gè)變量 :水平移動(dòng)量 ,數(shù)值型 ,初值為 0. 圖 411 動(dòng)畫(huà)組態(tài)屬性設(shè)置 3) 腳本程序中增加以下代碼 : IF 前伸 =0 THEN 水平移動(dòng)量 =水平移動(dòng)量 +1 ENDIF IF 后縮 =0 THEN 水平移動(dòng)量 =水平移動(dòng)量 1 ENDIF 27 4) 腳本程序執(zhí)行次數(shù) =后縮時(shí)間 (前伸時(shí)間 )/循環(huán)策略執(zhí)行時(shí)間 =10s/200s=50 次 . 水平移動(dòng)量的最大值 =循環(huán)次數(shù) *變化率 =50*1=50, 即當(dāng)水平移動(dòng)量 =50 時(shí) , 5) 計(jì)算 : 水平移動(dòng)距離為 180. 圖 421 動(dòng)畫(huà)組態(tài)屬性設(shè)置 6) 如圖 421 所示對(duì)右滑桿 ,機(jī)械手 ,上工件 ,氣夾分別進(jìn)行水平動(dòng)畫(huà)連接 . 參數(shù)設(shè)置的意思是 :當(dāng)水平移動(dòng)量 =0 時(shí) ,向右移動(dòng)距離為 0。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。處于放松狀態(tài) 39。處于夾緊狀態(tài) 圖 421 動(dòng)畫(huà)組態(tài)屬性設(shè)置 34 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) 3) 選中下工件 ,在 屬性設(shè)置 頁(yè)中選擇可 見(jiàn)度 . 4) 進(jìn)入 可見(jiàn)度 頁(yè) ,在表達(dá)式一欄填入 :工件夾緊標(biāo)志 。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) 。當(dāng)工件夾緊 標(biāo)志 =0 時(shí) ,下工件可見(jiàn) .如圖 421 所示 . 5) 選中并雙擊上工件 ,將其可見(jiàn)度屬性設(shè)置為與下工件相反 ,即當(dāng)工件夾緊標(biāo)志非 零時(shí) ,對(duì)應(yīng)圖符可見(jiàn) .如圖 422 所示 . 6) 依照步驟 3)~5)對(duì)氣夾進(jìn)行設(shè)置 . 7) 存盤 ,進(jìn)入運(yùn)行環(huán)境調(diào)試 . 8) 刪去畫(huà)面中不需要的圖符 . 28 圖 412 動(dòng)畫(huà)組態(tài)屬性設(shè)置 組態(tài)運(yùn)行 保存所有組態(tài)設(shè)置 ,然后關(guān)閉組態(tài)監(jiān)控程序 .將 PLC 程序下傳到 PLC 裝置中并讓其 運(yùn)行 ,切換到離線狀態(tài) ,然后啟動(dòng) MCGS,進(jìn)入組態(tài)工程運(yùn)行界面 .在運(yùn)行中通過(guò)對(duì)按鈕 的操作可檢測(cè)所編程序的正確與否 .經(jīng)過(guò)運(yùn)行測(cè)試 ,該組態(tài)監(jiān)控軟件可對(duì)機(jī)械手控制系統(tǒng) 的動(dòng)作過(guò)程進(jìn)行有效監(jiān)控 ,PLC 程序達(dá)到了控制要求 . 第五章 結(jié) 論 在本次課題設(shè)計(jì)中 ,機(jī)械手模型控制系統(tǒng)采用 PLC 進(jìn)行控制 ,大大提高了該系統(tǒng)的自 動(dòng)化程度 ,減少了大量的中間繼電器 ,時(shí)間繼電器和硬件接線 ,提高了控制系統(tǒng)的可靠性 . 同時(shí) ,使用 PLC 進(jìn)行控制可方便更改生產(chǎn) 流程 ,增強(qiáng)控制功能 .通過(guò)本次設(shè)計(jì) ,可以根據(jù) 工件的變化及運(yùn)動(dòng)流程的要求隨時(shí)更改相關(guān)參數(shù) ,實(shí)現(xiàn)機(jī)械手控制系統(tǒng)的不同工作需求 , 機(jī)械手控制系統(tǒng)具有了很大的靈活性和可操作性 . 利用組態(tài)軟件 MCGS 對(duì)機(jī)械手控制系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控 , 可以以最少的人員配置來(lái)加強(qiáng)對(duì)機(jī) 械手的管理 ,提供較為直觀 ,清晰 ,準(zhǔn)確的機(jī)械手運(yùn)行狀態(tài) ,進(jìn)而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 .MCGS 是一種比較新穎的軟件 ,將 MCGS 應(yīng)用于機(jī)械手的自動(dòng)控制對(duì)我來(lái)說(shuō)是一次新的體驗(yàn) . 本文中介紹的機(jī) 29 械手模型控制系統(tǒng)對(duì)于教學(xué)有很好 的輔助作用 .機(jī)械手控制技術(shù)是一 項(xiàng)綜合型的技術(shù) ,機(jī)械手控制系統(tǒng)又是一個(gè)復(fù)雜的隨機(jī)系統(tǒng) ,本次設(shè)計(jì)的機(jī)械手模型控制 系統(tǒng)與真正的機(jī)械手控制系統(tǒng)之間還有很大的差距 .由于對(duì)組態(tài)軟件 MCGS 掌握的不熟 練 ,軟件的一些功能沒(méi)有能應(yīng)用到監(jiān)控系統(tǒng)中 .另外 ,本文中的機(jī)械手模型控制系統(tǒng)比較 簡(jiǎn)單 ,還需要不斷改進(jìn)和加強(qiáng) . 參考文獻(xiàn) [1] 廖常初 .可編程序控制器應(yīng)用技術(shù) (第四版 ).重慶 :重慶大學(xué)出版社 ,2020,114 [2] 許志軍 .工業(yè)控制組態(tài)軟件及應(yīng)用 .北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 .2020,192198 [3] 王承義 .機(jī)械手及其應(yīng)用 .北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 ,1981,1225 [4] 彭商賢 , 趙臣 , 張啟先 . 試論國(guó)內(nèi)外機(jī)器人機(jī)械學(xué)的發(fā)展趨向 [J], 機(jī)器人 , 1991, (3): 13 4853 [5] Saeed B. Niku, Introduction to Robotics: Analysis, Systems, Application. USA: Pearson Education,2020,16~42 [6] 陳懇 ,楊向東 ,劉莉 ,楊東超 .機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用 .北京 :清華大學(xué)出版社 ,2020, 2735 [7] 吳建強(qiáng) .可編程控制器原理及其應(yīng)用 .哈爾濱 :哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 ,1998,1260 [8] 林小峰 .可編程序控制器及應(yīng)用 .北京 :高等教育出版社 ,1991,1726 [9] David G. Johnson. Programmable Controllers for Factory Automation. Marcel Decker, Inc. New York and Basel, 1987,10~23 [10] 王永華 .現(xiàn)代電氣及可編程序控制器技術(shù) .北京 :航空航天大學(xué) 出版社 ,2020,3245 [11] MITSUBISHI PROGRAMMABLE CONTROLLER MELSEC F1 SERIES Programming Manuol. Mitsubishi Electric ,12~18 [12] 廖常初 .可編程控制器的編程方法與工業(yè)應(yīng)用 .重慶 :重慶大學(xué)出版社 ,2020,2637 [13] 郭洪紅 .工業(yè)機(jī)器人技術(shù) .西安 :西安電子科技大學(xué)出版社 ,2020 年 ,2028 [14] 王承義 .機(jī)械手及其應(yīng)用 .北京 :機(jī)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(guó)輕 工業(yè)出版社 .1999,6279 [16] 楊長(zhǎng)能 ,張興毅 .可編程序控制器基礎(chǔ)及應(yīng)用 .重慶 :重慶大學(xué)出版社 .1992,3152 [17] 袁秀英 .組態(tài)軟件技術(shù) .北京 :電子工業(yè)出版社 .2020,637,154159 [18] 北京昆侖通態(tài)自動(dòng)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