【正文】 如和外圍檢測設(shè)備及其它機(jī)器人的協(xié)調(diào)，根據(jù)產(chǎn)品的不同執(zhí)行不同的碼垛程序等問題。如對系統(tǒng)操作步驟要求較為嚴(yán)格，出現(xiàn)操作失誤容易造成死機(jī)等問題。在未來的后續(xù)研究中還需要進(jìn)行以下探索： 1)由于所使用的機(jī)器人為碼垛樣機(jī)，故應(yīng)用到具體生產(chǎn)時(shí)間中還需根據(jù)負(fù)重、工作半徑等要求具體設(shè)計(jì)適合生產(chǎn)需要體積的碼垛機(jī)器人 山東大學(xué)學(xué)士論文 48 2)根據(jù)抓取物品的不同設(shè)計(jì)專門的抓手，并確保抓手抓取貨物斷電時(shí)的安全。 通過本文的研究工作，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了由 ACR9000 控制器和威綸 MT6100iV人機(jī)界面為核心構(gòu)成的碼垛機(jī)器人控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有良好的擴(kuò)展 性和兼容性，易于移植到其它種類的機(jī)器人。進(jìn)行觸摸屏與控制器之間的通訊連接與調(diào)試。設(shè)計(jì)整體控制流程，進(jìn)行下位機(jī)軟件的編寫。包括下位機(jī)編程和上位機(jī)界面的設(shè)計(jì)。由于沒有現(xiàn)成的連接實(shí)例可供參考，故在此花費(fèi)了 較大的功夫。包含電氣線路和信號線路連接兩個方面。運(yùn)用 MATLAB 中 Simulink 工具自帶的機(jī)器人運(yùn)動控制模型進(jìn)行仿真，確定相關(guān)的 PID 等參數(shù)，驗(yàn)證相關(guān)運(yùn)動控制的正確性。本機(jī)器人對位置精度要求較高，故經(jīng)過綜合分析，選擇運(yùn)動控制方式。 2)對伺服系統(tǒng)控制方式進(jìn)行選擇。通過對機(jī)器人機(jī)械參數(shù)進(jìn)行分析，建立機(jī)械結(jié)構(gòu)的簡單幾何模型?，F(xiàn)碼垛機(jī)器人即將投入實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中去。從收集查閱各種相關(guān)資料，到對碼垛機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動分析，到對控制方案進(jìn)行選擇及仿真，軟硬件選型及設(shè)計(jì)等幾個方面進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了碼垛機(jī)器人的運(yùn)動控制。 3cm以內(nèi)。 (3)末端最大運(yùn)動速度：≥ (4)最大高度： (5)運(yùn)動半徑： 50cm— 150cm (6)工作速度：手動示教直線移動速度≤ ，底座和手爪旋轉(zhuǎn)速度≤ 5r/min； 自動運(yùn)行直線移動速度在 1m/s 左右，底座和手爪旋轉(zhuǎn)速度在 8r/min 左右。 圖 535 碼垛機(jī)器人觸摸屏控制界面 山東大學(xué)學(xué)士論文 46 第六章 系統(tǒng)測試 通過實(shí)際調(diào)試運(yùn)行，測得的碼垛機(jī)器人的各項(xiàng)參數(shù)如下所示： (1)運(yùn)動軸數(shù)： 4 軸 (2)各軸運(yùn)動范圍： 錯誤 !未找到引用源。運(yùn)用 AcroBasic 語言對下位機(jī)控制器進(jìn)行編程，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的示教、再現(xiàn)、手動運(yùn)行、回零、參數(shù)設(shè)置等功能。 圖 534 位狀態(tài)開關(guān)屬性設(shè)置對話框 選擇 PLC類型 選擇高十六位還是第十六位地址 設(shè) 定控制 PLC地址 設(shè)置開關(guān)屬性 山東大學(xué)學(xué)士論文 45 本章 小結(jié) 本章主要完成對機(jī)器人系統(tǒng)的軟件開發(fā)。通過該界面可以脫離工控機(jī)直接對碼垛機(jī)器人進(jìn)行控制，可以實(shí)現(xiàn)示教、再現(xiàn)、參數(shù)設(shè)置、手動運(yùn)行等功能。其中數(shù)字顯示是通過與 ACR9000 相應(yīng)的 P 參數(shù)鏈接 而獲得的。其它類型的控件與此控件設(shè)置方法類似，在此不再具體進(jìn)行描述。通過設(shè)定地址可以控制或讀取相應(yīng)的 BIT 位狀態(tài)，開關(guān)類型為設(shè)定開關(guān)的功能。圖 534所示為對其中的位狀態(tài)切換開關(guān)進(jìn)行設(shè)置的界面。獨(dú)立的多視窗操作功能大大增加了可現(xiàn)實(shí)的信息量，可以與幾乎所有的 PLC 配合使用。 山東大學(xué)學(xué)士論文 43 上位機(jī) 觸摸屏軟件開發(fā) EB8000 開發(fā)軟件介紹 Easy Builder8000 功能強(qiáng)大，簡單實(shí)用，可以輕松完成復(fù)雜的人機(jī)界面設(shè)計(jì)。 山東大學(xué)學(xué)士論文 42 圖 531 CPU 運(yùn)行監(jiān)視面板 5. Servo Loop Status（伺服環(huán)狀態(tài)監(jiān)視面板） 圖 532 伺服環(huán)狀態(tài)監(jiān)視面板 如圖 532 所示：可以通過伺服環(huán)狀態(tài)監(jiān)視面板直觀的監(jiān)視伺服環(huán)的運(yùn)行情況。 BIT 變量用來保存 BOOL 型變量，只有真和假兩種狀態(tài)，它包括實(shí)際的物理 I/O 及控制器內(nèi)部定義的 BIT 狀態(tài)。 P山東大學(xué)學(xué)士論文 41 變量根據(jù)功能被加以分類，可以通過三個下拉組合框找到所要監(jiān)視的 P 變量。 1. Common Status Panel(通用狀態(tài)監(jiān)視面板， ACR1505,ACR8020 無此面板 ) 山東大學(xué)學(xué)士論文 40 圖 528 通用狀態(tài)監(jiān)視面板 如圖 528 所示：該面板可以直觀的監(jiān)視各個電機(jī)軸及坐標(biāo)系的運(yùn)行情況。程序中使用“ Print”語言輸出的內(nèi)容也將顯示到終端對話框中。我們可以把常用的命令保存到終端對話框右側(cè)的“ User Button”中，這樣當(dāng)按下“ User Button”按鈕后，相對于發(fā)送了對應(yīng)的指令。如圖 527 示。 運(yùn)動監(jiān)視、調(diào)試 山東大學(xué)學(xué)士論文 39 ACRView 為我們提供了大量 的工具供我們監(jiān)視，調(diào)試電機(jī)的運(yùn)行。TODO: edit your program here PBOOT _START IF(BIT 128) SET 8465 SET 8497 SET 8529 SET 8561 ELSE CLR 8465 CLR 8497 CLR 8529 CLR 8561 ENDIF GOTO START ENDP 通過 BIT128 即可同時(shí)控制四個伺服驅(qū)動的使能。TODO: edit your program here PBOOT JOG VEL X10 Y10 ： REM set the speed of gohome JOG ACC X50 Y50 JOG DEC X50 Y50 JOG HOMVF _START IF(xgohome) : REM X GO HOME SET 16152 SET 16153 CLR 16154 JOG HOME X1 WHILE((NOT BIT 16134) AND (NOT BIT 16135)) WEND DWL VEL 圖 526 示教流程圖 否 是 開始示教 手動調(diào)節(jié)機(jī)器人位姿 是否記錄當(dāng)前點(diǎn) 示教下一點(diǎn) 是否示教結(jié)束 保存示教數(shù)據(jù) 示教結(jié)束 否 是 山東大學(xué)學(xué)士論文 38 X/20 DWL WHILE(1) IF(BIT2) SET 8467 RES X BREAK ENDIF WEND CLR xgohome CLR 8467 CLR 522 ENDIF GOTO START ENDP （ 3）伺服使能控制程序 PROGRAM 39。 PROGRAM 39。通過 ESAVE 命令可以使數(shù)據(jù)斷電 不丟失。 軟件編寫流程 控制系統(tǒng)下位機(jī)程序主要工作流程如圖 525 所示 其中所有的程序流程都是通過改變相應(yīng)的 P 參數(shù)和 BIT 位進(jìn)行控制和選擇的。 AcroBasic 指令請參考相應(yīng)手冊?？刂?Master0 中的軸的運(yùn)動程序必須編寫到program0 中，控制 Master1 中的軸的運(yùn)動程序必須編寫到 program1 中，依次類推。 AcroBasic 編程 語言，非常類似于 BASIC 語言，可快速上手 （整型，實(shí)型變量及數(shù)組，字符串等） 4096 個實(shí)數(shù)型全局變量 ASCII 碼指令，均為所完成相應(yīng)功能的英文縮寫，方便記憶（如ACC,VEL,MOV,OPEN,PRINT,OPEN 等） P 變量， BIT 變量可以在程序中直接引用，無需重新定義 ，選擇結(jié)構(gòu)，循環(huán)結(jié)構(gòu)，子程序，中斷等流程控制 （局部變量，全局變量，系統(tǒng)預(yù)設(shè)的 P 變量、 BIT 變量）指定別名，方便編程人員閱讀 （算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算、比較運(yùn)算、三角函數(shù)、反三角函數(shù)、雙曲函數(shù)等） ，便于與其他設(shè)備通訊 其中 program0program7 用來編寫運(yùn)動程序， program8program15 用來編寫非運(yùn)動程序（如完 成各種計(jì)算，與其他設(shè)備進(jìn)行通訊等）。以后如果不更換電機(jī)，就無需再對電機(jī)軸進(jìn)行配置。單擊“ Next”按鈕彈出圖 522 所示對話框： 圖 522 完成對話框 至此，我們的配置工作全部完成，單擊“ Finish”按鈕將配置下載到控制器中。特別需要注意的是在與觸摸屏相連接 時(shí)需要為串口分配足夠的空間，單擊圖 521 中 Advanced Memory Configuration 按鈕彈出圖 36 對話框，為 COM1 分配足夠的空間。按如圖方式指定，按“ Next”按鈕繼續(xù)，彈出圖 520 所示對話框： 山東大學(xué)學(xué)士論文 33 圖 520 內(nèi)存分配 該對話框用于為 Program， PLC 分配存儲空間，以及控制器可用的全局變量的個數(shù)。單擊“ Next”按鈕繼續(xù)，彈出圖 519 所示對話框。在一個 Master 中最多可分配 8 個軸，且一個軸只能分配到一個 Master 中。我們把需要聯(lián)動的軸分配到一個 Master中。對于剩下的兩個軸，我們都選擇“ NOT USED” ,如圖 517 所示： 山東大學(xué)學(xué)士論文 31 圖 517 不用軸處理 單擊“ Next”按鈕，彈出圖 518 所示對話框。 對“ Y”軸的配置與“ X”軸步驟完全一樣，不同的是，在輸出信號類型處選擇“ Stepper1（采用位置控制方式，發(fā)送脈沖）”，其他與“ X”軸配置類似，可參考“ X”。單擊“ Next”繼續(xù)，彈出如圖 516 所示對話框： 圖 515 伺服參數(shù)設(shè)置 山東大學(xué)學(xué)士論文 30 圖 516 綜合調(diào)試對話框 該對話框是一個綜合調(diào)試對話框：可以對硬限位，軟限位設(shè)置，可以讓電機(jī) JOG 試運(yùn)行及對回零進(jìn)行測試。該對話框中的“ Input Type”用于選擇所連接開關(guān)的類型，是常開還是常閉。單擊“ Next”繼續(xù)，彈出圖 514 所示對話框： 山東大學(xué)學(xué)士論文 28 圖 512 機(jī)構(gòu)設(shè)置 圖 513 限位設(shè)置 山東大學(xué)學(xué)士論文 29 圖 514 限位開關(guān)選擇 該對話框用于指定控制器上的哪個數(shù)字量輸入通道對應(yīng)于限位開關(guān)，原點(diǎn)開關(guān)。我們單擊“ Next”按鈕繼續(xù)，彈出圖 513 所示對話框，該對話框用于設(shè)置硬限位，軟限位及位置誤差的限制。 圖 511 編碼器設(shè)置 單擊“ Next”按鈕，彈出圖 512 所示對話框，該對話框用于設(shè)置軸比，通過設(shè)置單位，傳動機(jī)構(gòu)，及減速機(jī)構(gòu)， ACR 運(yùn)動控制器會自動對軸比進(jìn)行換算。比如我們用的安川電機(jī)編碼器是 2048 線，編碼器類型選山東大學(xué)學(xué)士論文 27 的是“ Full Quadrature（全積分）”，因此我們在此要輸入 2048*4=8192 Polarity：編碼器極性選擇，即選擇控制器接收到的編碼器信號是 A 相超前還是 B 相超前。 Source：選擇編碼器通道，即控制器形成閉環(huán)是接收哪個通道的編碼器信號。單擊“ Next”按鈕繼續(xù)，彈出圖 511 所示對話框，該對話框用于對位置環(huán)及速度環(huán)的編碼器進(jìn)行設(shè)置。 Command Output：選擇控制器輸出給驅(qū)動器的信號類型，“ DAC”代表輸出 +/10V 模擬量（用于驅(qū)動器工作于速度和轉(zhuǎn)矩控制下），“ Stepper”代表輸出脈沖加方向信號（用于驅(qū)動器工作于位置控制下）， DAC0/Stepper0 對應(yīng)控制器的“ AXIS0 ”接口，DAC1/Stepper1 對應(yīng)于控制器的“ AXIS1”接口，依次類推。 山東大學(xué)學(xué)士論文 25 圖 58 配置步驟說明 單擊“ Next”后，彈出圖 59 所示對話框，從這里要開始對第一個電機(jī)軸進(jìn)行配置 圖 59 軸設(shè)置開始 該對話框指定軸的名字，及控制器對驅(qū)動器輸出的信號類型。我們單擊左 側(cè)“樹形向?qū)А敝械摹?Configuration Wizard（配置向?qū)В?，如圖 56 中藍(lán)色區(qū)域位置： 山東大學(xué)學(xué)士論文 24 圖 56 點(diǎn)擊配置向?qū)? 點(diǎn)擊后，會在主界面區(qū)域中彈出圖 57 所示對話框： 圖 57 配置向?qū)дf明 該對話框是對“ Configuration Wizard（配置向?qū)В焙唵握f明，點(diǎn)擊“ Find”按鈕（圖57 中黑框處）可以查看當(dāng)前控制器中的固件版本號，單擊“ Next”按鈕繼續(xù)，彈出圖58 所示對話框，該對話框說明了配置需要有哪些步驟，單擊“ Next”按鈕繼續(xù)到下一步。 我們選擇以太網(wǎng)， IP 設(shè)為 ，點(diǎn)擊 Connect 使電腦與 ACR9000 連接。 山東大學(xué)學(xué)士論文 21 圖 51 新建窗口 下面我們新建一個工程：選中“ Create New Project”單選框，并在后面輸入工程的名字，我們這里輸入工程名為“ Demo1”，點(diǎn)擊“ OK”按鈕繼續(xù)，彈出新的對話框，在這里需要選擇控制器類型，我們這里選擇“ ACR9000”，如圖 52 所示： 圖 52 選擇控制器類型 單擊“下一步”按鈕，在新彈出的對話框中選擇所購買的 ACR 控制器型號，我們手頭的產(chǎn)品是 9000P1U6B0,因此選擇這個型號，如圖 53 示： 山東大學(xué)學(xué)士論文 22 圖 53 選擇控制器型號 單擊“下一步”按鈕，在新彈出的對話