基于组态机械手设计02.docx

基于组态机械手设计02.docx

《基于组态机械手设计02.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于组态机械手设计02.docx（10页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

基于组态机械手设计02

第一章绪论

1.1组态概述

在使用工控软件中，我们经常提到组态一词，组态英文是“Configuration”，其意义究竟是什么呢？

简单的讲，组态就是用应用软件中提供的工具、方法，完成工程中某一具体任务的过程。

　　与硬件生产相对照，组态与组装类似。

如要组装一台电脑，事先提供了各种型号的主板、机箱、电源、CPU、显示器、硬盘、光驱等，我们的工作就是用这些部件拼凑成自己需要的电脑。

当然软件中的组态要比硬件的组装有更大的发挥空间，因为它一般要比硬件中的“部件”更多，而且每个“部件”都很灵活，因为软部件都有内部属性，通过改变属性可以改变其规格（如大小、性状、颜色等）在组态概念出现之前，要实现某一任务，都是通过编写程序（如使用BASIC,C,FORTRAN等）来实现的。

编写程序不但工作量大、周期长，而且容易犯错误，不能保证工期。

组态软件的出现，解决了这个问题。

对于过去需要几个月的工作，通过组态几天就可以完成。

组态软件是有专业性的。

一种组态软件只能适合某种领域的应用。

组态的概念最早出现在工业计算机控制中。

如DCS（集散控制系统）组态，PLC（可编程控制器）梯形图组态。

人机界面生成软件就叫工控组态软件。

其实在其他行业也有组态的概念，人们只是不这么叫而已。

如AutoCAD，PhotoShop，办公软件（PowerPoint）都存在相似的操作，即用软件提供的工具来形成自己的作品，并以数据文件保存作品，而不是执行程序。

组态形成的数据只有其制造工具或其他专用工具才能识别。

但是不同之处在于，工业控制中形成的组态结果是用在实时监控的。

组态工具的解释引擎，要根据这些组态结果实时运行。

从表面上看，组态工具的运行程序就是执行自己特定的任务。

1.2组态组成、功能和特点

（1）实验全部用软件来实现,只需利用现有的计算机就可完成自动控制系统课程的实验,从而大大减少购置仪器的经费。

（2）该系统是中文界面,具有人机界面友好、结果可视化的优点。

对用户而言,操作简单易学且编程简单,参数输入与修改灵活,具有多次或重复仿真运行的控制能力,可以实时地显示参数变化前后系统的特性曲线,能很直观地显示控制系统的实时趋势曲线,这些很强的交互能力使其在自动控制系统的实验中可以发挥理想的效果。

在采用组态王开发系统编制应用程序过程中要考虑以下三个方面

（1）图形,是用抽象的图形画面来模拟实际的工业现场和相应的工控设备。

（2）数据,就是创建一个具体的数据库,并用此数据库中的变量描述工控对象的各种属性,比如水位、流量等。

　　（3）连接,就是画面上的图素以怎样的动画来模拟现场设备的运行,以及怎样让操作者输入控制设备的指令。

第二章机械手介绍与分析

2.1机械手介绍　

机械手是一种能模拟人手臂的部分动作，按预定的程序、轨迹及其它要求，实现抓取、搬运工件或操纵工具的自动化装置。

可编程控制器是以微处理技术为基础，综合计算机技术和自动控制技术发展起来的一种新型工业控制器。

它在工业现场中对机械手能起到有效而灵活的控制。

可编程控制器和监控系统的通讯，往往需要采用高级语言编程实现，对用户有着很高的要求。

这需要用户必须熟悉互联的可编程控制器及其网络采用的通讯协议，严格按照通讯协议规定为计算机编写通讯程序。

然而，用户希望监控系统具有界面简单、便于操作、实时性好、开发周期短和可移植性强等特点。

组态技术在数据处理、网络通讯和图形界面等方面给监控系统提供了有力的支持。

机械手首先是从美国开始研制的。

1954年美国戴沃尔最早提出了工业机器人的概念，并申请了专利。

该专利的要点是借助伺服技术控制机器人的关节，利用人手对机器人进行动作示教，机器人能实现动作的记录和再现。

这就是所谓的示教再现机器人。

现有的机器人差不多都采用这种控制方式。

1958年美国联合控制公司研制出第一台机械手铆接机器人。

作为机器人产品最早的实用机型（示教再现）是1962年美国AMF公司推出的“VERSTRAN”和UNIMATION公司推出的“UNIMATE”。

这些工业机器人主要由类似人的手和臂组成它可代替人的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，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。

2.2、机械手控制要求分析

分析机械手控制系统的控制要求。

机械手具有启动、停止、移动、抓、放等功能。

机械手操作人员可以通过启动、停止按钮来控制机械手的启动和停止。

移动和抓、放功能通过内在程序自动完成。

机械手的动作有如下过程：

（1）当按钮启停调整为开始时，机械手开始动作。

（2）机械手下放，（包括伸缩杆、抓）

（3）机械手抓物体。

（4）机械手与物体一起上台，（包括伸缩杆、抓、物体）

（5）机械手与与物体一起平移，（包括伸缩杆、抓、物体）

（6）机械手与物下放，（包括伸缩杆、抓、物体）

（7）机械手上并回到原点

2.3参数设定与画面设计

在设计中有用到很多参数变量，其中有些实体共同包括多个变量，其中部分变量设定如下：

2-3-1物体垂直移动变量设置

2-3-2设计中所有变量

2-3-3动画连接设置

2-3-4伸缩杆水平移动距离设置

2-3-5机械手整体设计图

2．4设计控制程序清单

清单如下：

if（\\本站点\启停==1）

{\\本站点\时间=\\本站点\时间+1;

if（\\本站点\时间<=10）

{\\本站点\c2=\\本站点\c2+10;

\\本站点\d2=\\本站点\d2+10;

\\本站点\f2=\\本站点\f2+10;}

if（\\本站点\时间>10&&\\本站点\时间<=15）

{\\本站点\f3=\\本站点\f3+10;

\\本站点\f4=\\本站点\f4+10;}

if（\\本站点\时间>15&&\\本站点\时间<=25）

{\\本站点\c2=\\本站点\c2-10;

\\本站点\d2=\\本站点\d2-10;

\\本站点\e2=\\本站点\e2+10;

\\本站点\f2=\\本站点\f2-10;}

if（\\本站点\时间>25&&\\本站点\时间<=35）

{\\本站点\a1=\\本站点\a1+10;

\\本站点\b1=\\本站点\b1+10;

\\本站点\c1=\\本站点\c1+10;

\\本站点\d1=\\本站点\d1+10;

\\本站点\e1=\\本站点\e1+10;

\\本站点\f1=\\本站点\f1+10;}

if（\\本站点\时间>35&&\\本站点\时间<=45）

{\\本站点\c2=\\本站点\c2+10;

\\本站点\d2=\\本站点\d2+10;

\\本站点\e2=\\本站点\e2-10;

\\本站点\f2=\\本站点\f2+10;}

if（\\本站点\时间>45&&\\本站点\时间<=50）

{\\本站点\f3=\\本站点\f3-10;

\\本站点\f4=\\本站点\f4-10;}

if（\\本站点\时间>50&&\\本站点\时间<=60）

{\\本站点\c2=\\本站点\c2-10;

\\本站点\d2=\\本站点\d2-10;

\\本站点\f2=\\本站点\f2-10;}

if（\\本站点\时间>60&&\\本站点\时间<=70）

{\\本站点\a1=\\本站点\a1-10;

\\本站点\b1=\\本站点\b1-10;

\\本站点\c1=\\本站点\c1-10;

\\本站点\d1=\\本站点\d1-10;

\\本站点\f1=\\本站点\f1-10;

\\本站点\e1=\\本站点\e1+10;}

if（\\本站点\时间>70&&\\本站点\时间<=72）

{\\本站点\a1=0;\\本站点\a2=0;

\\本站点\b1=0;\\本站点\b2=0;

\\本站点\c1=0;\\本站点\c2=0;

\\本站点\d1=0;\\本站点\d2=0;

\\本站点\e1=0;\\本站点\e2=0;

\\本站点\时间=0;}

}

第三章总结

这次又一次完成了一个课程的设计，本次的实验是组态机械手，在试验中，首先遇到的困难就是在组态好久没有用的情况下去熟悉软件。

一个看似简单的动作，但在组态中，其实没有那么简单了，从着手了解到初步有了可动的画面，着实有很大的困难，但是在不断的学习，查资料拾起原来的知识也很棒，最后还是通过一系列的调整与修正终于完成了。

在这次实验中觉得再一次的认识到在理论与实际的结合有很大的距离。

参考文献（References）：

[1]廖常初．PLC编程及应用[M]．北京：

机械工业出版社，2004：

198—210．[2]北京亚控科技有限公司．组态王电子参考手册EZ]．2003．[3]吴明亮，蔡夕忠．可编程控制器实训教程[M]．北京：

化学工业出版社，2005：

44—51．[4]WonderwareCorporation．InTouch7．0Advanced，TrainingManual[z]．1998．[5]常斗南．可编程控制其原理、应用、实验[M]．北京：

机械工业出版社，1998：

l1O一132．[6]刘彬，杜金翔．关于建立PLC立体教学实验新体系的探讨[J]．实验技术与管理，2005，22（8）

[7]何立新．PLC控制技术实践教学的改革[J]．实验室研究与探索，2005，24（52）：

30—32．