【正文】 統(tǒng)運行準備完成后，機械手每次在啟動時，首先要進行原點復位操作。復位完成后，機械手電磁線圈驅(qū)動夾手抓取工件，PLC下達上升指令，當上升到1450mm時，機械手搖臂系統(tǒng)和基座系統(tǒng)同時動作，基座右移800mm，順時針旋轉(zhuǎn)，到達加熱爐指定工件位置B。此時機械手下降750mm后，松開夾手，工件順利放置在加熱爐中，然后上升至1450mm處。為提高生產(chǎn)效率，基座電機和搖臂電機實行聯(lián)動操作，基座左移800mm，且逆時針旋轉(zhuǎn)，到達指定位置后，下降750mm，又返回到原點。再次執(zhí)行抓取命令，第二次放置目標為加熱爐中的C點，基座要右移至1012mm處，搖臂擺動角度不變，完成第二次操作后，系統(tǒng)沿原路徑返回原點。系統(tǒng)開始執(zhí)行第三次抓取操作，此次在第二次基礎上，只需改變搖擺角度，就可放置在D點。第四次在上一次的路徑上修改基座移動的位置，即可把工件放在E位置。放置完成后，夾手松開，機械手上升1450mm后，逆時針旋轉(zhuǎn)后，機械手暫停工作且系統(tǒng)自動關閉加熱爐爐蓋。工件在加熱爐中保溫，當保溫結(jié)束后，機械手再次運行。機械手從來料傳送帶取料，向加熱爐中放料。機械手系統(tǒng)手動運行與自動運行既實現(xiàn)電氣互鎖，并且還可自由切換。當按下停止運行按鈕SF3時，系統(tǒng)即刻停止運行。，當基座、升降和搖臂系統(tǒng)有報警信號輸入時，中間報警軟繼電器R2接通，由Y109輸出高電平，使主電斷電。 機械手系統(tǒng)啟動及報警程序原點復位子程序以SUB 0為標號，當主程序調(diào)用SUB0時，R0導通時，經(jīng)上升沿微分指令DF后，使觸點接通一個掃描周期?；c復位完成脈沖指令R5斷開，R3接通并自保持，基座正處于原點復位中。當R3在處于上升沿瞬間，R4導通，原點復位啟動并輸出基座原點指令脈沖，系統(tǒng)執(zhí)行位置控制代碼。當復位完成時，PLC輸入端口輸入基座定位完成信號，上升沿觸發(fā)R5導通一個掃描周期，同時將原點復位完成信號保存在R9中。而搖臂和上升系統(tǒng)的原點復位類似，分析在此省略。由于篇幅有限，整個系統(tǒng)程序放置在附錄，而放料過程調(diào)用子程序代號如下表42表，所提及到的位置是表機械手相對位置。表42 加熱爐子程序調(diào)用代號子程序代號完成功能子程序代號完成功能SUB0原點復位SUB6右移1012mmSUB1上升1450mmSUB7SUB2下降750mmSUB8SUB3左移800mmSUB9SUB4左移1012mmSUB10SUB5右移800mmSUB11以下以基座為例，當原點復位完成后，機械手夾起工件后，系統(tǒng)首先調(diào)用SUB1子程序，當升到1450mm后，系統(tǒng)同時調(diào)用SUB3和SUB7，實現(xiàn)基座和搖臂聯(lián)動。定位完成后，調(diào)用SUB2，機械手剛好把工件放在加熱爐內(nèi)的B點。然后放開夾手，再次調(diào)用SUB1，此時機械手沿原來路線返回至原點處，依次抓取剩下的三個工件，填滿加熱爐并關閉爐對蓋，對工件進行5小時的保溫。子程序執(zhí)行完畢后，自動返回主程序，繼續(xù)執(zhí)行或調(diào)用其它子程序，完成以系統(tǒng)作業(yè)任務。，當主程序完成自檢后，自動運行中間繼軟電器得電，經(jīng)微分指令后， 部分主程序通并自保持，導通后主程序調(diào)用復位子程序SUB0，復位完成后，R17接通且抓手電磁閥線圈通電，工件被抓起，同時R16自動斷開，RR10和R15自動復位，此后準備進入調(diào)用SUB1子程序。 加熱爐取料及淬火程序設計此過程為機械手從加熱爐中取料，并且還要將工件淬火處理60秒后，將工件放在去料傳送帶上。依次序?qū)⒓訜釥t中的工件淬火處理完，回到原點，繼續(xù)把待保溫的工件放入加熱爐中，循環(huán)整個搬運、抓取、淬火等過程。保溫結(jié)束后，系統(tǒng)打開爐蓋，手臂下降750mm，電磁線圈動作，夾持工件上移750mm，此時工件正處于淬火池的正上方，升降系統(tǒng)在下移750mm，淬火60秒后，上升至1450mm，左移800mm后，再次下降，將物料放在去料傳送帶上。此后，機械手直接返回到加熱爐傍邊，依次抓取、淬火剩余三個工件，完畢后返回到原點，執(zhí)行下一步操作。結(jié)合表42，新調(diào)用子程序代號如下表43所示。其程序見附錄。表43子程序調(diào)用代號子程序代號完成功能SUB12SUB13SUB14SUB15順時針旋轉(zhuǎn)90度SUB16左移212mm5上位機組態(tài)及系統(tǒng)調(diào)試 組態(tài)概念介紹組態(tài)軟件是指一些數(shù)據(jù)采集與過程控制的專用軟件，它們是在自動控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級的軟件平臺和開發(fā)環(huán)境，使用靈活的組態(tài)方式，為用戶提供快速構(gòu)建工業(yè)自動控制系統(tǒng)監(jiān)控功能的、通用層次的軟件工具。組態(tài)軟件的出現(xiàn)，使用戶可迅速構(gòu)建一套適合自己的應用系統(tǒng)，隨著它的快速發(fā)展，實時數(shù)據(jù)庫、實時控制、SCADA、通訊及聯(lián)網(wǎng)、開放數(shù)據(jù)接口、對I/O設備的廣泛支持應經(jīng)成為它的主要內(nèi)容。通用組態(tài)軟件主要特點：1 延續(xù)性和可擴充性。用通用組態(tài)軟件開發(fā)的應用程序，當現(xiàn)場（包括硬件設備或系統(tǒng)結(jié)構(gòu)）或用戶需求發(fā)生改變時，不需作很多修改而方便地完成軟件的更新和升級；2易學易用，通用組態(tài)軟件所能完成的功能都用一種方便用戶使用的方法包裝起來，對于用戶，不需掌握太多的編程語言技術（甚至不需要編程技術），就能很好地完成一個復雜工程所要求的所有功能；3 通用性，每個用戶根據(jù)工程實際情況，利用通用組態(tài)軟件提供的底層設備（PLC、智能儀表、智能模塊、板卡、變頻器等）的I/O Driver、開放式的數(shù)據(jù)庫和畫面制作工具，就能完成一個具有動畫效果、實時數(shù)據(jù)處理、歷史數(shù)據(jù)和曲線并存、具有多媒體功能和網(wǎng)絡功能的工程，不受行業(yè)限制。本文選擇選用亞控科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的組態(tài)王軟件，它具有適應性強、開放性好、易于擴展、經(jīng)濟、開發(fā)周期短等優(yōu)點。它能充分利用Windows的圖形編輯功能，方便地構(gòu)成監(jiān)控畫面，并以動畫方式顯示控制設備的狀態(tài)，具有報警窗口、實時趨勢曲線等，可便利的生成各種報表。它還具有豐富的設備驅(qū)動程序和靈活的組態(tài)方式、數(shù)據(jù)鏈接功能。 機械手系統(tǒng)組態(tài)設計本組態(tài)是為對機械手系統(tǒng)起監(jiān)視作用，迅速定位系統(tǒng)故障，完成報表打印等，但不能對現(xiàn)場運行進行干涉。要與現(xiàn)場設備通信，首先要定義相應的I/O設備，在工程瀏覽器中，選擇“設備\COM1”，雙擊“新建”圖標，運行“設備配置選項”，選擇松下PLC“FP系列\(zhòng)COM”，然后依據(jù)配置向?qū)崾?，完成設備的添加。數(shù)據(jù)庫是組態(tài)王軟件的核心部分，工業(yè)現(xiàn)場的生產(chǎn)狀況以動畫的形式反映在屏幕上，操作者在計算機前發(fā)布的指令也要迅速送達現(xiàn)場，所有這一切都以實時數(shù)據(jù)庫為中間環(huán)節(jié)。選擇“數(shù)據(jù)庫\數(shù)據(jù)詞典”，雙擊“新建”圖標，彈出“定義變量”對話框，依據(jù)表41，建立與PLC實時通信的數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)了與PLC內(nèi)部數(shù)據(jù)共享，同時還建立中間變量以便上位機數(shù)據(jù)處理。數(shù)據(jù)變量定義好后，現(xiàn)建立監(jiān)控主畫面。主界面能顯示整條生產(chǎn)線，而機械手系統(tǒng)僅是其中環(huán)節(jié)之一。此組態(tài)設計為一運行該軟件，系統(tǒng)就自動進入主界面。則需要寫入腳本程序，在工程界面中打開“命令語言/應用程序命令語言”，雙擊該圖標，在彈出的命令輸入框的“啟動時”輸入“ShowPicture( 機械手系統(tǒng)運行界面圖)?！奔纯?。若需要監(jiān)視機械手系統(tǒng)，只需點擊該圖案，即可進入機械手主監(jiān)視界面。鼠標右鍵點擊圖案，選擇“動畫連接”，在命令語言連接欄里，選擇“按下時”，此時輸入腳本“ShowPicture(抓取機械手系統(tǒng))?！毙陆⑾到y(tǒng)運行界面。當進入該界面，系統(tǒng)以動畫的形式顯示現(xiàn)場運行狀態(tài)。再建立歷史報表，對PLC內(nèi)的數(shù)據(jù)進行實時記錄。同時還建立故障記錄頁面，以方便工作人員故障迅速定位。硬件連線準確無誤后，為了能快速方便對松下伺服驅(qū)動器進行參數(shù)設置，在松下官方網(wǎng)站上免費下載PANATERM 。參考該軟件操作手冊對驅(qū)動器參數(shù)進行設置。參數(shù)設置好后，先進性分區(qū)域調(diào)試，及單軸、單任務調(diào)試，調(diào)試完畢后，在進行聯(lián)機調(diào)試，直至用戶認可為止。機械手系統(tǒng)運行起來后，盡量每隔三個月檢修一次?？偨Y(jié)論文首先簡要介紹了機械手的簡史、發(fā)展和分類等，并提出課題的主要任務和機械手系統(tǒng)控制要求。然后介紹了機械手總體結(jié)構(gòu)設計和基本參數(shù)，又分別對基座及升降等系統(tǒng)的設計和其驅(qū)動電機的選型。接著介紹交流伺服電機、驅(qū)動器及可編程邏輯控制器，分析機械手控制邏輯后，并對機械手電氣控制系統(tǒng)硬件電路和軟件程序設計。最后簡單對機械手系統(tǒng)進行上位機組態(tài)，介紹伺服驅(qū)動器一般參數(shù)設置和調(diào)試方法?？偟恼f來，此次畢業(yè)實習及畢業(yè)設計基本完成了任務書規(guī)定的各項要求，在學習交流伺服驅(qū)動器、變頻器、PLC等維修的基礎上，進一步學習該類產(chǎn)品的使用。了解并掌握了做實際工程項目所需要的一般步驟和方法。通過此過程，既學習了不少新的知識和技術，還體驗項目設計、產(chǎn)品選型及系統(tǒng)調(diào)試的過程，個人覺得收獲頗豐。當然，這次抓取機械手設計只是一個概念產(chǎn)品，還可以通過以下幾方面進一步完善： 增加智能傳感器以完成相關檢測任務。 通過路徑規(guī)劃可對任務流程進行最優(yōu)設計。 使用智能算法獲取最佳控制效果。由于編寫時間倉促，因而文中一定有不足之處，希望能得老師、同學及讀者的批評指正。致謝本畢業(yè)論文是在我的導師的親切關懷和悉心指導下完成的。他嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W精神，精益求精的工作作風，深深地感染和激勵著我。從課題的選擇到項目的最終完成，老師都始終給予我細心的指導和不懈的支持。半年來，老師不僅在學業(yè)上給我以精心指導，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關懷，在此謹向老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。在此，我還要感謝王振宇老師和董文亮師傅，正是由于他們的幫助和支持，我才克服一個一個的困難和疑惑，直至本論文順利完成。在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意！同時感謝培養(yǎng)我長大含辛茹苦的父母，謝謝你們！最后感謝我的母?！髮W四年來對我的栽培。參考文獻［1］ Panasonic公司．交流伺服馬達驅(qū)動器MINAS A5系列使用說明書（綜合篇）．2010．4．［2］ ．清華大學出版社．北京．2009．9．［3］ [M].［4］ [M].［5］ [M].［6］ (第二版).［7］ ［8］ ［9］ 郭燕萍，[J].［10］ 朱龍英，朱得帥，[J].［11］ ［12］ Zhou Hong. 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