【正文】 執(zhí)行元件，且具有機(jī)電時(shí)間常數(shù)小、線性度高、始動(dòng)電壓等特性，可把所收到的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成電動(dòng)機(jī)軸上的位移或速度輸出。 5Kbps 協(xié)議支持 S7單主站協(xié)議 人機(jī)類(lèi)型 西門(mén)子、 MCGS、威綸、臺(tái)達(dá)、步科等 端口 3 編程軟件 MicroWIN、 STEP7 組態(tài)軟件 Wincc、昆侖通態(tài)、組態(tài)王、三維力控、 iFIX、 INTOUCH等 OPC軟件 KepWare OPC、 BCNetS7 OPC 供電方式 PLC通訊口直接取電或外接 24VDC 電壓類(lèi)型 24VDC/100mA 工作溫度 0~60度 工作濕度 90%非凝霜 表 2 BCNetS7MPI性能參數(shù)表 驅(qū) 動(dòng)系統(tǒng)硬件 選型 本設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要包括伺服控制器和伺服電機(jī)兩大部分。 6K、 19。 BCNet 產(chǎn)品具有強(qiáng)大的通訊功能和豐富的附加軟件支持，應(yīng)用范圍廣泛 [6]。 BCNetS7MPI：用于西門(mén)子 SIMATIC S7 系列 PLC（包括 S7200、 S7300、 S7400）的以太網(wǎng)通訊；到目前為止均為“直通型”。 BCNet 產(chǎn)品主分為兩個(gè)型號(hào)： BCNetS7PPI 和 BCNetS7MPI。 3us/指令 布爾運(yùn)算執(zhí)行速度 0。 [23] 本次設(shè)計(jì)為要將高精度控制的 伺服 電機(jī)電機(jī)作為控制對(duì)象，還要與第三方設(shè)備進(jìn)行RS232 通訊，因此選用在此項(xiàng)控制方面具有優(yōu)勢(shì)的西門(mén)子 S71200 系列 1212C 型號(hào)的 PLC 作為設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。結(jié)合通信模塊和信號(hào)模塊的較小占用空間，在安裝過(guò)程中，該模塊化的緊湊系統(tǒng)節(jié)省了寶貴的空間，為您提供了最高效率和最大靈活性。節(jié)省空間的設(shè)計(jì)，所有的 SIMATIC S71200 硬件都經(jīng)過(guò)專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)，以節(jié)省控制面板的空間。 SIMATIC S71200 硬件可以安裝在水平或豎直的位置，為您提供其它安裝選項(xiàng)。具有以下優(yōu)點(diǎn)：安裝簡(jiǎn)單方便 ，所有的 SIMATIC S71200 硬件都有內(nèi)置的卡扣，可簡(jiǎn)單方便地安裝在標(biāo)準(zhǔn)的 35 mm DIN 導(dǎo)軌上。 CPU 1212C 可連接 2 個(gè)信號(hào)模塊， CPU 1214C 、 CPU1215C 和 CPU1217C 可連接 8 個(gè)信號(hào)模塊?？稍谌魏? CPU 的前方加入一個(gè)信號(hào)板，輕松擴(kuò)展數(shù)字或模擬量 I/O，同時(shí)不影響控制器的實(shí)際大小。 SIMATIC S71200 系統(tǒng)有五種不同模塊，分畢業(yè)論文 第 10 頁(yè) 別為 CPU 1211C、 CPU 1212C 、 CPU 1214C、 CPU1215C 和 CPU1217C。 對(duì)于需要網(wǎng)絡(luò)通信功能和單屏或多屏 HMI 的自動(dòng)化系統(tǒng)，易于設(shè)計(jì)和實(shí)施。 [21] SIMATIC S71200 是一款緊湊型、模塊化的 PLC，可完成簡(jiǎn)單邏輯控制、高級(jí)邏輯控制、 HMI 和網(wǎng)絡(luò)通信等任務(wù) 。 西門(mén)子 S7 系列 PLC 體積小、速度快、 標(biāo)準(zhǔn)化 ，具有網(wǎng)絡(luò)通信能力，功能更強(qiáng)，可靠性高。如圖 所示： 圖 噴涂機(jī)器人控制系統(tǒng)硬件組成 PLC 硬件 選型 PLC 控制器選擇， 德國(guó) 西門(mén)子（ SIEMENS）公司生產(chǎn)的 可編程序控制器 在我國(guó)的應(yīng)用也相當(dāng)廣泛，在 冶金 、化工、印刷生產(chǎn)線等領(lǐng)域都有應(yīng)用?？刂葡到y(tǒng)主要包括：執(zhí)行機(jī)構(gòu)伺服系統(tǒng)配電與控制，工件輸送系統(tǒng)的配電與控制；然后， PLC 控制配電與控制，傳感系統(tǒng)的定位控制與信息傳遞。主要控制的是坐標(biāo)位置，并注意其加速度特性。 控制 方式的分析與選擇 機(jī)器人的控制方式有點(diǎn)動(dòng)和連續(xù)控制兩種方式。 極坐標(biāo)機(jī)器人是一種可以做腰部的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，手臂部分的一個(gè)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)以及一個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的工業(yè)機(jī)器人。但是其只能作直線運(yùn)動(dòng)，所以局限性比較大，只能在特定的工作場(chǎng)合下工作。 電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式具有以下特點(diǎn)：動(dòng)力源簡(jiǎn)單、負(fù)載小、調(diào)速范圍大、無(wú)需配管、維修及使用方便、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn) 。 [12] 液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的特點(diǎn)主要是運(yùn)行穩(wěn)定可靠， 運(yùn)動(dòng)件的慣性小，快速相應(yīng)的靈敏度高，傳動(dòng)比較大，低速性能好，容易實(shí)現(xiàn)無(wú)極調(diào)速，操作和控制都比較容易。 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 的分析與選擇 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)主要有液壓驅(qū)動(dòng)、氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)、電動(dòng)驅(qū)動(dòng)和機(jī)械驅(qū)動(dòng)等形式。而腿式移動(dòng)結(jié)構(gòu)雖然有很好的越野能力，但是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，效率低等缺點(diǎn) ； 履帶式主要是由于沉重的履帶和繁多的驅(qū)動(dòng)輪使得整體畢業(yè)論文 第 7 頁(yè) 機(jī)構(gòu)笨重，消耗的功率也相對(duì)較大。根據(jù)設(shè)計(jì)要求為汽車(chē)車(chē)身進(jìn)行噴涂，由于汽車(chē)車(chē)體體積較大，不易變換位置 [10]，故本設(shè)計(jì)采用工作模式 2：噴槍運(yùn)動(dòng) /工件靜止的工作模式。在工作模式 2 中，工件被固定在運(yùn)輸線上，隨運(yùn)輸線進(jìn)入噴涂工作區(qū)域中，在噴涂過(guò)程中 ，工件處于靜止?fàn)顟B(tài)，噴槍可以按照程序設(shè)定的軌跡，掃掠工件表面，并進(jìn)行自動(dòng)噴涂。 噴涂機(jī)器人整體方案的確定 根據(jù)設(shè)計(jì)要求及工藝要求，確定噴涂機(jī)器人的整體設(shè)計(jì)方案。目前在我國(guó)，還沒(méi)有完全意義上的獨(dú)立生產(chǎn)噴涂機(jī)器人的廠家，機(jī)器人市場(chǎng)大多為歐美、日本、韓國(guó)等國(guó)的生產(chǎn)廠家所壟斷 。 我國(guó)的科研機(jī)構(gòu)先后對(duì)噴涂機(jī)器人技術(shù)進(jìn)行深入的研究，取得了不少進(jìn)展。 目前噴涂 機(jī)器人一般采用 電機(jī) 驅(qū)動(dòng)，具有動(dòng)作速度快、防爆性能好等特點(diǎn)，可通過(guò)手把手示教或點(diǎn)位示數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn) 噴涂軌跡規(guī)劃 。 結(jié)構(gòu) 多采用 6 自由度關(guān)節(jié)式結(jié)構(gòu)，手臂有較大的運(yùn)動(dòng)空間， 能夠進(jìn)行 復(fù)雜的軌跡運(yùn)動(dòng)，其腕部動(dòng)作類(lèi)似人的手腕，一般有 2～3 個(gè)自由度，可靈活運(yùn)動(dòng) [6]。 智能 噴涂機(jī)器人是可以進(jìn)行自動(dòng)噴涂的一種新型工業(yè)機(jī)器人 。隨著機(jī)器人技術(shù)不斷發(fā)展，機(jī)器人運(yùn)用到涂裝作業(yè)中，進(jìn)而產(chǎn)生了噴涂機(jī)器人 [3]。傳統(tǒng)的表面噴涂是以手工方式對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行表面的噴涂作業(yè)，這種作業(yè)方式嚴(yán)重影響到操作工人的身體健康，因此噴涂質(zhì)量受人為因素影響較大，制約了生產(chǎn)能力。采用噴涂機(jī)器人的主要 意義 在于實(shí)現(xiàn)了噴涂生產(chǎn)作業(yè)的自動(dòng)化 ， 避免了工人始終處于有毒環(huán)境中而造成 危害健康的狀況， 提高了產(chǎn)品 加工 質(zhì)量和 加工效率， 減少 了 涂料和 能源 的消耗 ，同時(shí)也 提高生產(chǎn) 效率。機(jī)器人 技術(shù) 己在越來(lái)越多的領(lǐng)域得到了 廣泛的 應(yīng)用 ，在工業(yè)方面， 如在機(jī)械加工、焊接、熱處理、表面涂覆、裝配、檢測(cè)及 出入料 等作業(yè)中 ， 機(jī)器人 作業(yè) 已逐步取代 了人工作業(yè) ； 在農(nóng)業(yè)方面 ， 國(guó)外農(nóng)場(chǎng)應(yīng)用 相對(duì) 比較廣泛 ， 如植保機(jī)器人、果蔬采摘機(jī)器人、噴藥機(jī)器人 以及 高壓靜電滅蝗機(jī)器人等農(nóng)業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域 中 [2]。機(jī)器人 的 應(yīng)用情況 ，是體現(xiàn) 一個(gè)國(guó)家自動(dòng)化水平 高低 的重要標(biāo)志。 The rotation control of the turntable， the pressure adjustment and control of the spray gun。 From the requirements of the automatic spraying process， a reasonable control scheme is designed。 In this paper， the painting robot of automobile body is taken as the research object。 It is a kind of automatic technology and equipment that imitates part of the human upper limbs and performs spraying operation according to the predetermined requirements。 Therefore， it is necessary to use high and new technology to reconstruct the traditional spraying process。 In the traditional spraying process， it is usually manual spraying， it is difficult to ensure the stability of the spray quality。 本 設(shè)計(jì) 以汽車(chē)車(chē)身的 噴涂 機(jī)器人 為研究對(duì)象， 噴涂 機(jī)器人本體構(gòu)采用 關(guān)節(jié)式結(jié)構(gòu) ，從自動(dòng)噴涂工藝要求出發(fā)，設(shè)計(jì)合理的控制方案，采用 PLC 控制器優(yōu)化出合適的噴涂軌跡，實(shí)現(xiàn)對(duì)噴涂機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制，智能小車(chē)的平移，轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)控制，噴槍壓力調(diào)節(jié)與控制。它是一種模仿人體上肢的部分功能，按照預(yù)定要求 對(duì)工件 進(jìn)行 噴涂 操作的自動(dòng)化技術(shù)裝備。畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 1 頁(yè) 摘 要 噴涂是生產(chǎn) 制造行業(yè) 中的 一個(gè) 重要環(huán)節(jié)，在傳統(tǒng)的噴涂工藝方面，一般都是手工噴涂 ，很 難保證噴涂質(zhì)量的穩(wěn)定。 同時(shí) ， 噴涂采用的材料多數(shù)包含有害物資，對(duì)工人和環(huán)境都造成一定的危害 ，因此利用高新技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)噴涂工藝進(jìn)行改造是十分必要的 ， 采用機(jī)器人 噴涂 是提高產(chǎn)品質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化，改善勞動(dòng)條件的一種有效手段。此外，它能在高溫、低溫、放射性 或 其它污染環(huán)境條件下進(jìn)行操作，更顯