【正文】 統(tǒng)運行準(zhǔn)備完成后，機(jī)械手每次在啟動時，首先要進(jìn)行原點復(fù)位操作。復(fù)位完成后，機(jī)械手電磁線圈驅(qū)動夾手抓取工件，PLC下達(dá)上升指令，當(dāng)上升到1450mm時，機(jī)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(dá)加熱爐指定工件位置B。此時機(jī)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(jī)和搖臂電機(jī)實行聯(lián)動操作，基座左移800mm，且逆時針旋轉(zhuǎn)，到達(dá)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(biāo)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(chǔ)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(jī)械手上升1450mm后，逆時針旋轉(zhuǎn)后，機(jī)械手暫停工作且系統(tǒng)自動關(guān)閉加熱爐爐蓋。工件在加熱爐中保溫，當(dāng)保溫結(jié)束后，機(jī)械手再次運行。機(jī)械手從來料傳送帶取料，向加熱爐中放料。機(jī)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(dāng)按下停止運行按鈕SF3時，系統(tǒng)即刻停止運行。，當(dāng)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(jī)械手系統(tǒng)啟動及報警程序原點復(fù)位子程序以SUB 0為標(biāo)號，當(dāng)主程序調(diào)用SUB0時，R0導(dǎo)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(fù)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(fù)位中。當(dāng)R3在處于上升沿瞬間，R4導(dǎo)通，原點復(fù)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(dāng)復(fù)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(dǎo)通一個掃描周期，同時將原點復(fù)位完成信號保存在R9中。而搖臂和上升系統(tǒng)的原點復(fù)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(jī)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(fù)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(dāng)原點復(fù)位完成后，機(jī)械手夾起工件后，系統(tǒng)首先調(diào)用SUB1子程序，當(dāng)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(jī)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(jī)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(guān)閉爐對蓋，對工件進(jìn)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(wù)。，當(dāng)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(dǎo)通后主程序調(diào)用復(fù)位子程序SUB0，復(fù)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(fù)位，此后準(zhǔn)備進(jìn)入調(diào)用SUB1子程序。 加熱爐取料及淬火程序設(shè)計此過程為機(jī)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(jī)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(jī)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(yīng)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(shè)備的廣泛支持應(yīng)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(kuò)充性。用通用組態(tài)軟件開發(fā)的應(yīng)用程序，當(dāng)現(xiàn)場（包括硬件設(shè)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(xué)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(shù)（甚至不需要編程技術(shù)），就能很好地完成一個復(fù)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(shè)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(luò)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(yīng)性強(qiáng)、開放性好、易于擴(kuò)展、經(jīng)濟(jì)、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(shè)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(shè)備驅(qū)動程序和靈活的組態(tài)方式、數(shù)據(jù)鏈接功能。 機(jī)械手系統(tǒng)組態(tài)設(shè)計本組態(tài)是為對機(jī)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(jìn)行干涉。要與現(xiàn)場設(shè)備通信，首先要定義相應(yīng)的I/O設(shè)備，在工程瀏覽器中，選擇“設(shè)備\COM1”，雙擊“新建”圖標(biāo)，運行“設(shè)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(shè)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(jī)前發(fā)布的指令也要迅速送達(dá)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(biāo)，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(jī)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(jī)械手系統(tǒng)僅是其中環(huán)節(jié)之一。此組態(tài)設(shè)計為一運行該軟件，系統(tǒng)就自動進(jìn)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(yīng)用程序命令語言”，雙擊該圖標(biāo)，在彈出的命令輸入框的“啟動時”輸入“ShowPicture( 機(jī)械手系統(tǒng)運行界面圖)?！奔纯?。若需要監(jiān)視機(jī)械手系統(tǒng)，只需點擊該圖案，即可進(jìn)入機(jī)械手主監(jiān)視界面。鼠標(biāo)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(jī)械手系統(tǒng))?！毙陆⑾到y(tǒng)運行界面。當(dāng)進(jìn)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(jìn)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(zhǔn)確無誤后，為了能快速方便對松下伺服驅(qū)動器進(jìn)行參數(shù)設(shè)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(jìn)行設(shè)置。參數(shù)設(shè)置好后，先進(jìn)性分區(qū)域調(diào)試，及單軸、單任務(wù)調(diào)試，調(diào)試完畢后，在進(jìn)行聯(lián)機(jī)調(diào)試，直至用戶認(rèn)可為止。機(jī)械手系統(tǒng)運行起來后，盡量每隔三個月檢修一次。總結(jié)論文首先簡要介紹了機(jī)械手的簡史、發(fā)展和分類等，并提出課題的主要任務(wù)和機(jī)械手系統(tǒng)控制要求。然后介紹了機(jī)械手總體結(jié)構(gòu)設(shè)計和基本參數(shù)，又分別對基座及升降等系統(tǒng)的設(shè)計和其驅(qū)動電機(jī)的選型。接著介紹交流伺服電機(jī)、驅(qū)動器及可編程邏輯控制器，分析機(jī)械手控制邏輯后，并對機(jī)械手電氣控制系統(tǒng)硬件電路和軟件程序設(shè)計。最后簡單對機(jī)械手系統(tǒng)進(jìn)行上位機(jī)組態(tài)，介紹伺服驅(qū)動器一般參數(shù)設(shè)置和調(diào)試方法?？偟恼f來，此次畢業(yè)實習(xí)及畢業(yè)設(shè)計基本完成了任務(wù)書規(guī)定的各項要求，在學(xué)習(xí)交流伺服驅(qū)動器、變頻器、PLC等維修的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步學(xué)習(xí)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(xué)習(xí)了不少新的知識和技術(shù)，還體驗項目設(shè)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(dāng)然，這次抓取機(jī)械手設(shè)計只是一個概念產(chǎn)品，還可以通過以下幾方面進(jìn)一步完善： 增加智能傳感器以完成相關(guān)檢測任務(wù)。 通過路徑規(guī)劃可對任務(wù)流程進(jìn)行最優(yōu)設(shè)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(xué)及讀者的批評指正。致謝本畢業(yè)論文是在我的導(dǎo)師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。他嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，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(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。半年來，老師不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關(guān)懷，在此謹(jǐn)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(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學(xué)、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(xué)四年來對我的栽培。參考文獻(xiàn)［1］ Panasonic公司．交流伺服馬達(dá)驅(qū)動器MINAS A5系列使用說明書（綜合篇）．2010．4．［2］ ．清華大學(xué)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. Intelligent pneumaticThe latest trend in pneumatic actuators and control systems[M].Proceeding of the 4th International Conference on Fluid Power Transmission and Control,1997附錄一附錄二