《毕业论文PLC在机械手控制系统中的应用11932.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《毕业论文PLC在机械手控制系统中的应用11932.doc（47页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、PLC在机械手控制系统中的应用摘 要机械手是在机械化、自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。它是集自动控制技术、计量技术、新型传感器技术、计算机管理技术于一体的自动控制产品。机械手可在空间抓、放、搬运物体，动作灵活多样，广泛应用在工业生产及其它领域。应用PLC控制机械手能实现各种规定的工序动作，不仅可以提高产品的质量与产量，而且对保障人身安全，改善劳动环境，减轻劳动强度，提高劳动生产率，节约原材料消耗以及降低生产成本，有着十分重要的意义。本文首先对机械手控制的研究现状进行了分析，详细列举了常用的机械手控制方式。其次，利用PLC控制实现了工业现场中常见的机械手控制。对控制回路硬件和软件的设计使
2、该系统能实现机械手在两个工作台之间工件的搬运，包括左移、右移、上升、下降、夹紧和放松六个动作过程，并且可实现手动操作和自动操作的转换。最后，利用iFIX组态软件对系统进行组态，实现了对该系统的远程实时监控，使得系统得到最合理的控制。关键字 PLC 机械手 控制 iFIXTHE APPLICATION OF PLC IN ROBOTIC MANIPULATORS CONTROL SYSTEMABSTRACTThe manipulator is a new device developed in the mechanized, automatic production process. It is
3、 one automation control product which integrates automatic control technology, measurement technology, new sensor technology and computer technology. The manipulator can catch, put and handle goods in the space. Because of its flexibility, the manipulator is widely used in industrial producing and o
4、ther fields. Manipulator with PLC control can complete various specified procedural actions. Not only can it enhance the quality and output of products, but also it is meaningful to ensure the personal security, improve the working environment, lower the labor intensity, raise the labor productivity
5、, save the raw materials consumption and reduce the production cost.First, this article analyses the situation of the research and displays the control mode about the manipulator control. Second, the common robot control is realized in the industrial field by using the PLC control. Thanks to the des
6、ign of the control loop about hardware and software, the system can complete the task that workpiece is moved between the two tables by controlling the corresponding cylinder, including the six action process of the manipulator left and right, up and down and the manipulator clamping and relax. And
7、it also achieves the manual and automatic operation. Last, this article also chooses iFIX configuration software to configure for the system. And it implements the remote and online observation, allowing the system to be the most reasonable control.KEYWORDS PLC Manipulator Control iFIX目 录中文摘要I英文摘要II
8、1 绪论11.1引言11.2 国内外机械手的研究现状及其实际意义11.3 本课题研究的主要内容32 机械手控制系统的分析42.1机械手控制系统的控制方式42.2机械手控制的基本工艺和控制要求42.3操作面板布置63 机械手控制系统的PLC控制的硬件设计73.1 PLC的选型73.2 输入/输出端子地址分配83.3 控制系统的电气原理图84 机械手控制系统的PLC控制的软件设计104.1 PLC程序设计思想104.2 系统的程序流程图104.3 机械手控制系统软件的整体设计125 监视系统的设计185.1 组态软件iFIX的简介185.2 系统环境的选取185.3 组态界面设计195.4 运行状
9、态显示22结 束 语24致 谢25参考文献26附 录271 绪论1.1 引言随着工业自动化的发展，自动化设备代替人工作业成为现代工业发展趋势。工业机器人的发展和应用，结合计算机辅助设计系统、计算机辅助制造系统，引导工业自动化向一个新的领域过渡。机械手作为一种自动执行设备，能模仿人手和手臂的某些动作功能，按固定程序抓取、搬运物件或进行装配操作。它可代替人进行繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全1。机械手控制系统就是将机械手的运行通过一整套的系统进行完全控制。这种控制系统使机械手拥有很高的效率性、精确性、实用性和低造价，并同时具有移动和操作功能。而可编程程序逻辑控制
10、器(Programmable Logic Controller, PLC)由于其具有的高可靠性、编程方便、易于使用和修改、易于扩展和维护、环境要求低、体积小巧、安装测试方便等性能在工业控制中有着广泛的应用。1.2 国内外机械手的研究现状及其实际意义国内机械于主要用于机床加工、铸锻、热处理等方面，数量、品种、性能方面都不能满足工业生产发展的需要。所以，在国内主要是逐步扩大应用范围，重点发展铸造、热处理方面的机械手，以减轻劳动强度，改善作业条件，在应用专用机械手的同时，相应的发展通用机械手，有条件的还要研制示教式机械手、计算机控制机械手和组合机械手等。同时要提高速度，减少冲击，正确定位，以便更好的
11、发挥机械手的作用。此外还应大力研究伺服型、记忆再现型，以及具有触觉、视觉等性能的机械手，并考虑与计算机连用，逐步成为整个机械制造系统中的一个基本单元2。国外机械手在机械制造行业中应用较多，发展也很快。目前主要用于机床、横锻压力机的上下料，以及点焊、喷漆等作业，它可按照事先指定的作业程序来完成规定的操作。国外机械数的发展趋势是大力研制具有某种智能的机械手。使它具有一定的传感能力，能反馈外界条件的变化，作相应的变更。如位置发生稍许偏差时，即能更正并自行检测，重点是研究视觉功能和触觉功能。目前已经取得一定成绩15。目前世界高端工业机械手向高精化，高速化，多轴化，轻量化的发展趋势17。定位精度可以满足
12、微米级及亚微米级要求，运行速度可以达到3m/s，负载2Kg的产品系统总重已突破100Kg。更重要的是将机械手、柔性制造系统(Flexible Manufacturing Systems, FMS)和柔性制造单元(Flexible Manufacturing Cell, FMC)相结合，从而根本改变目前机械制造系统的人工操作状态。同时，随着机械手的小型化和微型化，其应用领域将会突破传统的机械领域，而向着电子信息、生物技术、生命科学及航空航天等高端行业发展17。新世纪，生产水平及科学技术的不断进步与发展带动了整个机械工业的快速发展。现代工业中，生产过程的机械化、自动化已成为突出的主题。然而在机械工
13、业中，加工、装配等生产是不连续的。单靠人力将这些不连续的生产工序衔接起来，不仅费时而且效率不高。同时人的劳动强度非常大，有时还会出现失误及伤害。显然，这严重影响制约了整个生产过程的效率和自动化程度。机械手的应用很好的解决了这一情况，它不存在重复的偶然失误，也能有效的避免了人身事故3。在机械工业中，机械手的应用具有以下意义：第一，可以提高生产过程的自动化程度。应用机械手，有利于提高材料的传送、工件的装卸、刀具的更换以及机器的装配等的自动化程度，从而可以提高劳动生产率，降低生产成本，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。第二，可以改善劳动条件、避免人身事故。在高温、高压、低温、低压、有灰尘、噪声、
14、臭味、有放射性或有其它毒性污染以及工作空间狭窄等场合中，用人手直接操作是有危险或根本不可能的。而应用机械手即可部分或全部代替人安全地完成作业，大大地改善了工人的劳动条件。同时，在一些动作简单但又重复作业的操作中，以机械手代替人手进行工作，可以避免由于操作疲劳或疏忽而造成的人身事故。第三，可以减少人力，便于有节奏的生产。应用机械手代替人手进行工作，这是直接减少人力的一个侧面，同时由于应用机械手可以连续地工作，这是减少人力的另一个侧面。因此，在自动化机床和综合加工自动生产线上目前几乎都设有机械手，以减少人力和更准确地控制生产的节拍，便于有节奏地进行生产4。1.3 本课题研究的主要内容通过对本系统的
15、分析研究，明确了本次设计的主要任务有以下几点：（1）根据设计任务书的要求，完成该系统的机械手控制系统的构建。（2）对机械手动作的过程进行设计分析，实现各个部分的硬件构建和软件设计，满足系统的工艺要求。（3）对系统工艺的各环节选型，并对其进行深入的探讨。（4）利用iFIX组态软件对人机界面进行设计，实现对整个生产的远程实时在线监视。（5）完成设计说明书。2 机械手控制系统的分析2.1 机械手控制系统的控制方式机械手控制系统主要采用以下三种方式：一是继电器控制系统；二是PLC控制系统；三是微机控制系统。继电器控制系统由于故障率高、控制方式不灵活及功率消耗大等缺点，目前已逐渐被人们所淘汰；微机控制系
16、统虽然在智能控制方面有较强大的功能，但也存在一定的不足之处，即抗干扰性差，系统设计较复杂，一般维修人员难以掌握其维修技术。而PLC控制系统由于运行可靠、使用维修方便、抗干扰性强等优越性，成为目前在机械手控制系统中使用最多的控制方式。综合考虑三种控制方式的特点，机械手控制系统的控制优先选择PLC控制5。2.2 机械手控制的基本工艺和控制要求图2-1 机械手动作示意图机械手动作示意图如图2-1所示。它是一个水平/垂直运动的机械设备，用来将工件由工作台A搬到工作台B。机械手的全部动作可由气缸驱动，气缸由相应的电磁阀来控制，电磁阀由PLC控制。其中上升/下降和左移/右移分别由双线圈两位电磁阀控制。例如
17、，当下降电磁阀通电时，机械手下降；当下降电磁阀断电时，机械手停止下降。只有当上升电磁阀通电时，机械手上升；当上升电磁阀断电时，机械手停止上升。同样，左移/右移分别由左移电磁阀和右移电磁阀控制。机械手的夹紧/放松由一个单线圈两位置电磁阀（称为夹紧电磁阀）控制。当该线圈通电时，机械手夹紧，当该线圈断电时，机械手放松。当机械手右移到位并准备下降时，为了确保安全，必须在右工作台上无工件时才允许机械手下降。也就是说，在上一次搬运到右工作台的工件尚未搬走时，机械手应该自动停止下降，用光电开关检测，信号直接输入到PLC的I0.5输入端。图2-2 机械手的动作过程机械手的动作过程如图2-2所示。从原点开始，按
18、下启动按钮，下降电磁阀通电，机械手下降；下降到位时，碰到下限位开关，下降电磁阀断电，停止下降。同时接通夹紧电磁阀，机械手夹紧。夹紧后，上升电磁阀通电，机械手上升。上升到位时，碰到上限位开关，上升电磁阀断电，停止上升。同时接通右移电磁阀，机械手右移。右移到位时，碰到右限位开关，右移电磁阀断电，停止右移。若此时工作台上无工件，则光电开关接通，下降电磁阀通电，机械手下降。下降到位时，碰到下限位开关，下降电磁阀断电，停止下降。同时夹紧电磁阀断电，机械手放松。放松后，上升电磁阀通电，机械手上升。上升到位时，碰到上限位开关，上升电磁阀断电，停止上升。同时接通左移电磁阀，机械手左移。左移到位时，碰到左限位开
19、关，左移电磁阀断电，停止左移。至此，机械手经过了8步完成了一个周期的动作。机械手的操作方式分为手动操作方式和自动操作方式。自动操作方式又分为步进、单周期和连续操作的方式6。(1) 手动操作方式手动操作方式是用按钮实现对机械手的每一步运动单独进行控制。例如，当选择上/下运动时，分别由上升/下降按钮控制。当选择左/右运动时，分别由左移/右移按钮控制。当选择夹紧/放松运动时，分别由夹紧/放松按钮控制。(2) 自动操作方式步进操作：每按一次启动按钮，机械手完成一步动作后自动停止。单周期操作：机械手从原点开始，按一下启动按钮，机械手自动完成一个周期的动作后就停止。连续操作：机械手从原点开始，按一下启动按
20、钮，机械手的动作将自动地、连续不断地周期性循环。在工作过程中，如按停止按钮，则机械手将继续完成此周期的动作，回到原点后自动停止。2.3 操作面板布置图2-3是可编程控制器控制面板布置图。由工作方式选择开关，来选择不同的工作方式。包括手动/自动方式选择、手动方式的操作按钮、自动方式中的三种操作方式选择和操作按钮。图2-3 控制盘面板布置图另外，面板上还设置了电源供给按钮、紧急停车按钮、电源指示灯以及机械手原点指示灯。3 机械手控制系统的PLC控制的硬件设计西门子的SIMATIC S7-200系列PLC是一类小型的可编程序控制器，适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。S7-200系
21、列的强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。因此S7-200系列具有极高的性能/价格比。S7-200系列出色表现在以下几个方面：极高的可靠性、极丰富的指令集、易于掌握、便捷的操作、丰富的内置集成功能、实时特性、强劲的通讯能力以及丰富的扩展模块。 S7-200系列在集散自动化系统中充分发挥其强大功能。使用范围可覆盖从替代继电器的简单控制到更复杂的自动化控制。应用领域极为广泛，覆盖所有与自动检测，自动化控制有关的工业及民用领域，包括各种机床、机械、电力设施、民用设施、环境保护设备等等。如：冲压机床，磨床，印刷机械，橡胶化工机械，中央空调，电梯控制，运动系统。所以本课题机械手
22、控制系统的PLC选用西门子S7-200类型7。3.1 PLC的选型西门子226 CPU集成24输入/16输出共40个数字量I/O 点。可连接7个扩展模块，最大扩展至248路数字量I/O 点或35路模拟量I/O 点8。它有13K字节程序和数据存储空间，6个独立的30kHz高速计数器，2路独立的20kHz高速脉冲输出，具有PID控制器，2个RS485通讯/编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。用于较高要求的控制系统，具有更多的输入/输出点，更强的模块扩展能力，更快的运行速度和功能更强的内部集成特殊功能9。可完全适应于一些复杂的中小型控制系统。再考虑冗余的设计要求，I/O点需
23、要10%的冗余量。通过对系统的分析，本课题的机械手控制共有18输入点，6个输出点。根据PLC选型I/O点数和存储器容量要有一定的冗余量以及通信能力较强的要求，本课题控制主机类型选择德国西门子公司的S7-200 CPU22610。由以上描述可知，CPU226的I/O点充足并且还有冗余，最大负载电流为1000mA以及其它功能均能满足本文控制系统需要，故该控制系统不必添加扩展模块。3.2 输入/输出端子地址分配机械手控制系统共用了18个输入量，6个输出量。其I/O具体分配如表3-1所列11。表3-1 输入/输出地址分配表输入点 输出点端子编号作 用端子编号作 用I0.0自动方式下启动Q0.0电磁阀下
24、降线圈I0.1下限位开关Q0.1电磁阀上升线圈I0.2上限位开关Q0.2夹紧电磁阀线圈I0.3右限位开关Q0.3电磁阀右移线圈I0.4左限位开关Q0.4电磁阀左移线圈I0.5工件检测开关Q0.5机械手原点指示I0.6自动方式下停止I0.7手动/自动选择开关I1.0自动方式下步进操作I1.1自动方式单周期操作I1.2自动方式下连续操作I1.3手动上升操作I1.4手动下降操作I1.5手动右移操作I1.6手动左移操作I1.7手动夹紧操作I2.0手动放松操作I2.1急停按钮注：急停按钮选用手动复位按钮，即按一下按钮不会弹起。3.3 控制系统的电气原理图如图3-1所示为机械手控制系统的输入/输出电气原理
25、图。由表3-1分析可以得出，该系统共有18输入/6输出。结合着图2-3控制盘面板布置图和该图一起使用，先选定工作方式即自动或手动。自动工作方式下启动后，再设置相应运行模式即自动方式下步进操作、自动方式下单周期操作或自动方式下连续操作。手动工作方式下启动后，只需要操作面板上相应动作的按钮即可实现所需的机械手的动作过程。另外，为了保证在紧急情况下能及时停车，本文设置了一个急停按钮I2.1。当出现紧急状况时，按下急停按钮，切断了各个动作的控制线圈回路，而此时PLC仍能正常工作，实现了对系统的可靠控制。当紧急情况解除后，再按一下急停按钮，线圈通电，系统恢复正常。图3-1 控制系统输入/输出电气原理图4
26、 机械手控制系统的PLC控制的软件设计4.1 PLC程序设计思想 根据控制过程要求的复杂程度不同，可将程序按结构形式分为基本程序和模块化程序。基本程序：既可以作为独立程序控制简单的生产工艺过程，也可以作为组合中的单元程序。依据计算机程序的设计思想，基本程序的机构方式只有三种，即顺序结构、条件分支结构和循环机构。模块化程序：把一个总的控制目标程序分成多个具有明确控制任务的程序模块，分别对其编写和调试，最后组合成一个完成总任务的完整程序。这种设计方法叫做模块化程序设计。程序设计时常采用这种设计思想，因为各模块具有相对独立性，相互连接关系简单，程序易于调试修改，特别是用于复杂控制要求的生产过程。根据
27、第二章机械手控制系统的分析可知，在每一种工作方式下机械手的动作是按照原点下降夹紧上升右移下降放松上升左移原点这一过程来完成的，系统通过相应的限位开关来判断是否完成相应的动作，完全是按照动作先后顺序来控制机械手。因此，每种工作方式下机械手的动作选用顺序机构控制。将各个工作方式下的控制动作模块组合在一块就能实现整个系统的控制功能。由此可知，该控制系统的设计选用了基本程序中的顺序结构和模块化程序来编写系统软件。这样设计系统能较简便实现系统的控制要求。4.2 系统的程序流程图系统流程图是PLC程序设计的基础。只有设计出系统流程图，才可能顺利而便捷地写出梯形图或写出语句表，最终完成程序的设计。所以绘制出
28、系统流程图是非常关键也是程序设计首先要做的任务。根据机械手顺序动作的过程，设计出机械手动作的流程图，如图4-1所示。软件设计的主要任务是根据要求将系统流程图转换为梯形图，这是PLC应用最关键的问题。程序的编写是软件设计的具体表现，简单合理的程序能使系统稳定高效运行，而且便于系统软件的设计。一个良好的软件设计是软件设计者控制程序的深刻理解和把握，体现了设计者丰富的软件设计技巧和方法。在控制工程的应用中，良好的软件设计更方便工程技术人员理解、掌握、调试系统与日常系统维护。图4-1 机械手动作的流程图4.3 机械手控制系统软件的整体设计(1) 机械手控制系统主程序机械手控制系统主程序主要有4个子程序
29、组成，即自动方式步进控制子程序、自动方式单周期控制子程序、自动方式连续控制子程序、手动控制子程序。如图4-2所示。为了实现机械手自动/手动方式的切换，本课题中设置了一个I0.7，不对其动作时为手动操作，按下时为自动操作。手动操作的控制见(5)手动操作控制子程序的分析。自动方式下操作是通过按钮I1.0、I1.1、I1.2分别选择步进控制、单周期控制、连续控制。在主程序中还分别设计了上升、下降、夹紧、左移、右移的线圈，它们分别由子程序中相应动作的中间继电器来控制。只要这些继电器中一个有信号都能使相应的线圈带电，进而使机械手执行对应的动作。例如，控制机械手下降操作的中间继电器有M1.1、M2.0、M
30、2.4、M3.0、M3.4、M4.0、M4.4只要其中一个有输入信号，都会使控制下降操作的线圈Q0.0带电，使得对应的电机推动气缸运动，最终完成机械手的下降动作。另外，为了保证在紧急情况下能及时停车，在主程序各个控制动作的线圈处设置了一个急停按钮I2.1，此按钮为手动复位常闭按钮。当出现紧急状况时，按下急停按钮，切断了各个动作的控制线圈回路，而此时PLC仍能正常工作，实现了对系统的可靠控制。当紧急情况解除后，再按一下急停按钮复位，线圈又通电，系统恢复正常。(2) 自动方式下步进控制子程序当选择开关拨到步进控制位置时，进入步进控制子程序，完成机械手一步一步地动作。输入端I0.0为每一步的启动，由
31、启动操作按钮来完成，I0.1为每一步的停止，由停止按钮来完成。例如按下I0.0，M2.0置位上电，会使主程序中的线圈Q0.0带电进而使控制机械手下降操作的电机工作完成下降动作；按下I0.1时会使M2.0复位失电，机械手停止下降。然后进入夹紧动作的操作，其分析同下降操作。程序完全是按照原点下降夹紧上升右移下降放松上升左移原点这一过程来编写。自动方式下步进控制子程序如图4-3所示。图4-2 机械手控制系统主程序图4-3 自动方式下步进控制子程序(3) 自动方式下单周期控制子程序当选择开关拨到单周期控制位置时，进入单周期控制子程序，完成机械手一个周期地连续动作。输入端I0.0为单周期的启动，每接通一
32、次I0.0，机械手自动完成一个周期地连续操作，再回到原点后自动停止。各种动作的执行是通过内部继电器在主程序中完成。当需要停止操作时，按I0.1能结束操作。控制子程序如图4-4所示。图4-4自动方式下单周期控制子程序(4) 自动方式下连续控制子程序当选择开关拨到连续控制位置时，进入连续控制子程序，完成机械手一个周期接一个周期循环地连续动作，输入端I0.0为连续控制的启动，I0.6为连续控制的停止输入端。当按停止按钮后，机械手自动完成余下的动作，在回到原点后自动停止。控制子程序如图4-5所示。图4-5自动方式下连续控制子程序(5) 手动操作控制子程序图4-6手动操作控制子程序通过操作方式选择开关，
33、将操作方式开关拨到手动方式，进入手动操作控制子程序(SBR-0)。通过6个按钮，即上升按钮、下降按钮、左移按钮、右移按钮、夹紧按钮、放松按钮，来完成对机械手手动控制。具体程序如图4-6所示，上升、下降、右移、左移、夹紧/放松6种操作由内部继电器M1.0M1.4完成逻辑控制，通过内部继电器M1.0M1.4在主程序中完成控制。5 监视系统的设计5.1 组态软件iFIX的简介iFIX是Intellution Dynamics 自动化软件产品家族中的HMI/SCADA最重要的组件，它是基于WindowsNT/2000平台上的功能强大的自动化监视与控制的软件解决方案。iFIX可以精确地监视、控制生产过程
34、，并优化生产设备和企业资源管理。它能够对生产事件快速反应，减少原材料消耗，提高生产率，从而加快产品对市场反应速度。生产的关键信息可以通过iFIX贯穿从生产现场到企业经理的桌面的全厂管理体系，以方便管理者做出更快速更高效的决策，从而获得更高的经济效益13。iFIX主要有以下几个重要特性：(1) 它易于扩展和集成。由于运用了直观的图形工具，iFIX的用户可以快速上手，简单快捷地为他们的生产过程创建高性能的过程窗口。 无论是简单的单机人机界面 (Human Machine Interface, HMI)，还是复杂的多节点、多现场的数据采集和控制系统 (SCADA)，iFIX都可以方便地满足各种应用类
35、型和应用规模的需要。iFIX灵活的系统结构意味着：iFIX不但可以满足当前系统应用的需要，还可以在将来需要的时候随时方便地扩展系统规模。(2) 它提供了强大而灵活的多重冗余功能，保证系统的不间断监控，包括备份SCADA服务器、LAN冗余以及利用网络状态服务器和iFIX诊断显示程序监视、控制网络运行状态。此外，在主服务器和备用服务器同时启动、运行时，iFIX实现报警同步，避免对同一报警的重复响应。(3) 分布式网络结构。iFIX提供真正的分布式、客户/服务器结构，为系统提供最大的可延伸性。无论是 Server和 Client 功能运行在单一计算机，实现简单的人机界面 (HMI)，还是网络复杂的分
36、布式多Server和多Client数据采集和控制系统，iFIX都可以保证优异的性能。5.2 系统环境的选取对系统进行组态，并且对现场数据进行采集和连接，可以在PC上监测到现场运行的情况，对现场进行远程实时地监控14。在组态监控中可以监控PLC的各个开关量的，还可以监测报警系统和联动系统之间的动作关系。本系统的组态环境如表5-1所示。表5-1 系统组态环境电脑机型联想 IdearPad Z460 笔记本电脑操作系统WindowsXP 家庭普通版 32位（DirectX11）处理器英特尔 酷睿i3 双核 2.26GHz笔记本处理器主板联想KL1（英特尔4 Series-ICH9M笔记本芯片组）内存
37、2GB （三星 DDR3 1067MHz）主硬盘西数 WDC WD3200BEVT-22ZCT0（320GB）显卡Nvidia GeForce GT 310M （512MB/联想）图5-1 工作平台中的树目录5.3 组态画面设计 (1) 建立数据库及I/O数据连接进入iFIX3.5组态软件工作环境后，在如右图5-1所示的工作平台的树目录中点击“数据库管理器”会出现“iFIX数据库管理器”界面。双击空白区域会出现“选择块类型”界面，根据系统需要选择其中的数字量输入DI。确定后将出现“设备控制”界面，在“标签名”中输入“ZDFQ”，在“描述”中写入“自动方式下启动”，如图5-2所示。单击“保存”按
38、钮返回，在点名单元格中就增加了新的点名。单击数据库中点“ZDFQ”的单元格中的数据连接按钮，对数据进行连接。这样就完成了对该数字量的设置。其他参数中测量初值等参数可以根据控制系统的设计值一一设置。图5-2 数字量输入I/O利用同样的方法对系统的各个点进行定义和连接，图5-3所示的是机械手控制系统的数据库管理器的定义和连接的结果。图5-3 机械手控制系统的数据库(2) 绘制组态画面进入组态软件工作后，点击“工作台”，选中“工具箱”，会出现绘图工具箱。在树目录中右击“画面”，然后点击“新建画面”会弹出绘画工作平台，再利用工具箱中相关工具绘制组态画面。(3) 动画链接在树目录中点击“画面”中的“an
39、niu”,在显示各个按钮的画面里右击按钮，选择“编辑脚本”，会出现如图5-4所示的脚本程序编译对话框，然后对画面里的各个按钮进行脚本程序的编译。保存完后即动画链接完成。图5-4 编辑脚本 5.4 运行状态显示经过对系统的仿真设计，机械手控制系统组态仿真组态画面如图5-5、图5-6、图5-7、图5-8、图5-9所示。点击“下降”按钮，机械手下降到位后“下降到位”指示灯由绿色变为红色。图5-5 机械手下降到位 当机械手夹紧工件上升到位后，“上升到位”指示灯显示为红色，如图5-7所示。图5-6 机械手上升到位 当机械手右移到位时，“右移到位”指示灯及“夹紧”指示灯均显示为红色，如图5-7所示。图5-
40、7 机械手右移到位 当机械手右移下降到位时，“下降到位”和“夹紧”指示灯均为红色，如图5-8所示。图5-8机械手右移下降到位当机械手右位上升到位时，只有“上升到位”指示灯显示为红色，此时表明工件已经成功的地由左工作台搬运到右工作台，如图5-9所示。图5-9 机械手右位上升到位结 束 语本课题完成了机械手控制系统的设计，包括系统控制方式的选择及系统的硬件设计和程序的编写，实现了机械手在两个工作台之间进行搬运货物的操作，并利用iFIX组态软件对系统进行人机界面的设计，实现了对整个操作的远程实时在线监视。通过这种仿真，最终得到该控制系统基本满足生产工艺的要求。本文所描述的机械手控制系统，具有较明显的
41、优点：用PLC控制器取代传统的继电器控制器，使系统的运行更可靠，并且硬件成本较低，提高了系统运行的自动化水平，使运行和维护都更加方便；同时，它还可以根据运行的需要对PLC进行编程，调整控制逻辑，使用非常灵活。本次设计的是简单的平动型搬运机械手，结构简单，动作固定，专用性高，可实现车间内的一些简单的搬运工作。在现代的工业生产中，机械手控制已经逐步的智能化。如果在该系统中再加入微机控制，例如在机械手各个动作过程中添加一些通讯协议，就能提高系统的开放性和通用性。这是因为微机控制在智能控制方面有强大的功能，能提高机械手的控制性能和控制精度。这样会使系统设计更加完善。致 谢参考文献1 严学高,孟正大.机
42、器人原理M. 南京：东南大学出版社,1992.2 孙开敏.机械手控制系统的设计J. 科技信息学报,2012,(3).3 张建民.工业机器人M.北京：北京理工大学出版社,1988.5.4 蔡自兴.机器人学的发展趋势和发展战略J.机器人技术与应用,2001,(4):11-16.5 李静.机电一体化技术产品设计M.北京：机械工业出版社,1996.6 陆鑫.气动自动化系统的优化设计M.上海：上海科学技术文献出版社,2000.7 袁任光.可编程控制器应用技术与实例M.广州：华南理工大学出版社,1997.8 张万忠.电器与PLC控制技术M.北京：化工工业出版社,2000.9 张桂香.电气控制与PLC应用M
43、.北京：化工工业出版社,2001.10 王永华.现代电器控制及PLC应用技术M.北京：北京航空航天大学出版社,2011.11 SIMATIC S7-200可编程控制器系统手册：西门子公司,2004.12 安江波,孙昌将,凌华.水下机械手结构设计与研究J.机械工程与自动化,2009,(2).13 吴作明.工控组态软件与PLC应用技术M.北京：北京航空航天大学出版社,2007.14 张运刚,宋小春,郭武强.从入门到精通-工业组态技术与应用M.北京：人民出版社,2009.15 Mohamed Boukattaya, Tarak Damak,Mhamed Jallouli. Robust Adapti
44、ve Control for Mobile Manipulators J. International Journal of Automation and Computing, 2011, (8):8-13.16 Lianghong WU, Yaonan WANG, Shaowu ZHOU. Self-adapting control parameters modified differential evolution for trajectory planning of manipulators J. Journal of Control Theory and Applications, 2
45、007, (4):365-373.17 R.Kelly, V.Santibanez, A.Loria. Control of Robot Manipulators in Joint SpaceJ.Berlin, Germany：Springer-Verlag, 2005.附 录Employment tribunals sort out disagreements between employers and employees.You may need to make a claim to an employment tribunal if: you dont agree with the disciplinary action your employer has taken against you your employer dismisses you and you think that you have been dismissed unfairly.For more information about dismissal and unfair dismissal, seeDismissal.You can make a claim to an employment tribunal, even if you haventappealedagainst
