【導(dǎo)讀】當(dāng)今社會，科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展，人類活動給世界帶來了巨大的改變。在科技進(jìn)步的同時，以各種控制器控制的不同類型的機(jī)械手以其突出的性能越來越多的被人們所應(yīng)用。機(jī)械手在不同的作業(yè)場合，尤其是在特殊的環(huán)境背景下，為人類活動的順利快速進(jìn)行帶來了極大的方便和益處，尤為明顯的是在工業(yè)及軍事領(lǐng)域內(nèi)。工業(yè)中大量的生產(chǎn)活動，存在著很多不便于人類操縱的環(huán)節(jié)，特別是在工作環(huán)境較危險的情況下，如果使用具有遠(yuǎn)程控制功能的機(jī)械手，則可以增加系統(tǒng)的安全性，大大的節(jié)約損耗，提高效率。可見，在自動化、工業(yè)化進(jìn)程中，在特殊背景環(huán)境中使用機(jī)械手已成為一種必然的趨勢。在本設(shè)計中介紹了國內(nèi)外機(jī)械手研究現(xiàn)狀及PLC的研究發(fā)展趨勢，描述了機(jī)械手控制系統(tǒng)的工作原理和動作實現(xiàn)過程。利用組態(tài)軟件MCGS設(shè)計了機(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】 對象。7) 單擊“保存”按鈕。 動畫連接指示燈的動畫連接1) 雙擊啟動指示燈，彈出“單元屬性設(shè)置”窗口。2) 單擊“動畫連接”選項卡，進(jìn)入該頁。圖37 動畫組態(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“動畫組態(tài)屬性設(shè)置”窗口。單擊“屬性設(shè)置”選項卡，進(jìn)入該頁，如圖47所示。5) 選中“可見度”選項卡，其他項不選。6) 單擊“可見度”選項卡進(jìn)入該頁，如圖48所示。圖38 動畫組態(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)對象列表，雙擊“啟動按鈕”。8) 在“當(dāng)表達(dá)式非零時”一欄，選擇“對應(yīng)圖符可見”。9) 單擊“確認(rèn)”按鈕，退出“可見度”設(shè)置頁。10) 單擊“確認(rèn)”按鈕，退出“單元屬性設(shè)置”窗口，結(jié)束啟動指示燈的動畫連接。11) 單擊“保存”按鈕。12) 依次對其他指示燈進(jìn)行設(shè)置，依照步驟1）~11）。經(jīng)過這樣的連接，當(dāng)按下機(jī)械手或畫面上的啟動按鈕后，不但相應(yīng)變量的值會改變，相應(yīng)指示燈也會出現(xiàn)亮滅的改變。 機(jī)械手的動畫連接垂直移動動畫連接：1) 在“實時數(shù)據(jù)庫”中增加一個新變量“垂直移動量”，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)顯示被選中對象的坐標(biāo)和大小。3) 估計總垂直移動距離：在上工件底邊與下工件底邊之間畫一條直線，根據(jù)狀態(tài)條大小指示可知直線長度即總垂直移動距離，垂直移動距離為104。4) 在腳本程序的開始處增加“動畫控制”語句：IF 下移=0 THEN 垂直移動量=垂直移動量+1ENDIFIF 上升=0 THEN 垂直移動量=垂直移動量1ENDIF變化率=1個相素/每次，即每執(zhí)行一次腳本程序，垂直移動量加1或減1，當(dāng)然變化率也可以選大些或小些。5) 計算垂直移動一次腳本程序執(zhí)行次數(shù)：次數(shù)=下移時間（上升時間）/循環(huán)策略執(zhí)行間隔=5s/200ms=25次。6) 計算：垂直移動量的最大值=循環(huán)次數(shù)*變化率=25*1=25。7) 在機(jī)械手監(jiān)控畫面中選中并雙擊上工件，彈出“屬性設(shè)置”窗口。8) 在“位置動畫連接”一欄中選中“垂直移動”，單擊“垂直移動”選項卡，進(jìn)入該頁。9) 按照圖49所示在“表達(dá)式”一欄填入：垂直移動量。在垂直移動連接欄填入各項參數(shù)。單擊“確認(rèn)”按鈕，存盤。10) 進(jìn)入運行環(huán)境，單擊“啟動”按鈕，觀察動作。圖39 動畫組態(tài)屬性設(shè)置水平移動動畫連接：1) 水平移動總距離的測量：在工件初始位置和移動目的地之間畫一條直線，記下狀態(tài)條大小指示，此參數(shù)即為總水平移動距離。移動距離為180.2) 在數(shù)據(jù)庫中增加一個變量：水平移動量，數(shù)值型，初值為0。圖310 動畫組態(tài)屬性設(shè)置3) 腳本程序中增加以下代碼：IF 前伸＝0 THEN水平移動量=水平移動量+1ENDIFIF 后縮＝0 THEN 水平移動量=水平移動量1ENDIF4) 腳本程序執(zhí)行次數(shù)＝后縮時間（前伸時間）／循環(huán)策略執(zhí)行時間=10s/200s=50次。5) 計算：水平移動量的最大值=循環(huán)次數(shù)*變化率=50*1=50，即當(dāng)水平移動量＝50時，水平移動距離為180。6) 如圖421所示對右滑桿、機(jī)械手、上工件、氣夾分別進(jìn)行水平動畫連接。參數(shù)設(shè)置的意思是：當(dāng)水平移動量=0時，向右移動距離為0；當(dāng)水平移動量＝50時，向右移動距離為180。7) 進(jìn)入運行環(huán)境調(diào)試。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(biāo)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(biāo)志=1 ‘處于夾緊狀態(tài)ENDIFIF 放松=1 THEN工件夾緊標(biāo)志=10 ‘處于放松狀態(tài)ENDIF 圖311 動畫組態(tài)屬性設(shè)置3) 選中下工件，在“屬性設(shè)置”頁中選擇可見度。4) 進(jìn)入“可見度”頁，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，選擇：對應(yīng)圖符不可見。意思是：當(dāng)工件夾緊標(biāo)志＝1時，下工件不可見；當(dāng)工件夾緊標(biāo)志＝0時，下工件可見。如圖421所示。5) 選中并雙擊上工件，將其可見度屬性設(shè)置為與下工件相反，即當(dāng)工件夾緊標(biāo)志非零時，對應(yīng)圖符可見。如圖422所示。圖312 動畫組態(tài)屬性設(shè)置5）依照步驟3)~5)對氣夾進(jìn)行設(shè)置。6）存盤，進(jìn)入運行環(huán)境調(diào)試。7）刪去畫面中不需要的圖符。 調(diào)試保存所有組態(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裝置中并讓其運行，切換到離線狀態(tài)，然后啟動MCGS，進(jìn)入組態(tài)工程運行界面。在運行中通過對按鈕的操作可檢測所編程序的正確與否。經(jīng)過運行測試，該組態(tài)監(jiān)控軟件可對機(jī)械手控制系統(tǒng)的動作過程進(jìn)行有效監(jiān)控，PLC程序達(dá)到了控制要求。第四章 系統(tǒng)的調(diào)試及設(shè)計總結(jié) 系統(tǒng)調(diào)試（1）硬件檢測調(diào)試從硬件方面檢查系統(tǒng)的各個方面，保證系統(tǒng)的硬件接線正確（2）機(jī)械手控制程序的調(diào)試程序的模擬調(diào)試將設(shè)計好的程序?qū)懭隤LC后，首先逐條仔細(xì)檢查，并改正寫入出現(xiàn)錯誤。用戶程序一般先在實驗室模擬調(diào)試，實際的輸入信號可以用鈕子開關(guān)和按鈕來模擬，各輸出量的通/斷狀態(tài)用PLC上有關(guān)的法官二極管來顯示，一般不用接PLC實際的負(fù)載?？梢愿鶕?jù)功能表，在適合的時候用開關(guān)或按鈕來模擬實際的反饋信號，如限位開關(guān)觸點的接通和斷開。對于順序控制程序，調(diào)試程序的主要任務(wù)是檢查程序的運行是否符合功能表圖的規(guī)定，即在某一轉(zhuǎn)換條件是現(xiàn)實時，是否發(fā)生的活動狀態(tài)的正確變化，即該轉(zhuǎn)換所有的前級初步是否變?yōu)椴换顒硬?，所有的后續(xù)步是否變?yōu)榛顒硬?，以及各步被?qū)動的負(fù)載是否發(fā)生相應(yīng)的變化。在程序調(diào)試過程中出現(xiàn)了一系列的問題，但最終都一一解決了。在使用STL指令編程時，剛開始由于對STL指令掌握的不是很好，所以犯了不少錯誤，加上機(jī)械手模型裝置本身存在的一些問題，所以在調(diào)試程序時，機(jī)械手動作不符合控制要求。經(jīng)過不斷查閱資料，研究、改進(jìn)，最終程序調(diào)試成功。機(jī)械手運行良好，動作正確、符合控制要求。結(jié) 論在本次課題設(shè)計中，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)的自動化程度，減少了大量的中間繼電器、時間繼電器和硬件接線，提高了控制系統(tǒng)的可靠性。同時，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。通過本次設(shè)計，可以根據(jù)工件的變化及運動流程的要求隨時更改相關(guān)參數(shù)，實現(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加強(qiáng)對機(jī)械手的管理，提供較為直觀、清晰、準(zhǔn)確的機(jī)械手運行狀態(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)械手的自動控制對我來說是一次新的體驗。本文中介紹的機(jī)械手模型控制系統(tǒng)對于教學(xué)有很好的輔助作用。機(jī)械手控制技術(shù)是一項綜合型的技術(shù)，機(jī)械手控制系統(tǒng)又是一個復(fù)雜的隨機(jī)系統(tǒng)，本次設(shè)計的機(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。由于對組態(tài)軟件MCGS掌握的不熟練，軟件的一些功能沒有能應(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)比較簡單，還需要不斷改進(jìn)和加強(qiáng)。參考文獻(xiàn)[1] 趙金榮,上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院,2003[2] 董儒胥主編. 電工電子選訓(xùn)教程，上海交通大學(xué)出版社，2006[3] 王兆義主編. 可編程序控制器教程 ，機(jī)械工業(yè)出版社，2003[4] 鐘肇新， 彭侃編 . 華南理工大學(xué)出版社，2001 [5] 王永華主編. 現(xiàn)代電氣及可編程技術(shù)，北京航空航天大學(xué)出版社[6] 湯以范主編. 電氣與可編程序控制器技術(shù)，機(jī)械工業(yè)出版社，2004[7] 苗常初編. 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