PLC機(jī)械手控制系統(tǒng)文獻(xiàn)綜述包括外文翻譯

第頁基于PLC的機(jī)械手控制系統(tǒng)機(jī)械工業(yè)是國民的裝備部，是為國民經(jīng)濟(jì)提供裝備與為人民生活提供耐用消費(fèi)品的產(chǎn)業(yè)。機(jī)械工業(yè)的規(guī)模與技術(shù)水平是衡量國家經(jīng)濟(jì)實(shí)力與科學(xué)技術(shù)水平的重要標(biāo)志。因此，世界各國都把發(fā)展機(jī)械工業(yè)作為發(fā)展本國經(jīng)濟(jì)的戰(zhàn)略重點(diǎn)之一(張志獻(xiàn)，2002)。新世紀(jì)，生產(chǎn)水平及科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步與發(fā)展帶動了整個機(jī)械工業(yè)的快速發(fā)展?，F(xiàn)代工業(yè)中，生產(chǎn)過程的機(jī)械化，自動化已成為突出的主題。然而在機(jī)械工業(yè)中，加工、裝配等生產(chǎn)是不連續(xù)的。單靠人力將這些不連續(xù)的牛產(chǎn)工序銜接起來，不僅費(fèi)時而且效率不高。同時人的勞動強(qiáng)度非常大，有時還會出現(xiàn)失誤及傷害。顯然，這嚴(yán)重影響制約了整個生產(chǎn)過程的效率與自動化程度。機(jī)械手的應(yīng)用很好的解決了這一情況，它不存在重復(fù)的偶然失誤，也能有效的避免了人身事故(楊永清等，2008)。在機(jī)械工業(yè)中，機(jī)械手的應(yīng)用具有以下意義。應(yīng)用機(jī)械手，有利于提高材料的傳送、工件的裝卸、刀具的更換以及機(jī)器的裝配等的自動化程度，從而可以提高勞動生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，加快實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化與自動化的步伐。在高溫、高壓、低溫、低壓、有灰塵、噪聲、臭味、有放射性或有其它毒性污染以及工作空間狹窄等場合中，用人手直接操作是有危險或根本不可能的。而應(yīng)用機(jī)械手即可部分或全部代替人安全地完成作業(yè)，大大地改善了工人的勞動條件。同時，在一些動作簡單但又重復(fù)作業(yè)的操作中，以機(jī)械手代替人手進(jìn)行工作，可以避免由于操作疲勞或疏忽而造成的人身事故。應(yīng)用機(jī)械手代替人手進(jìn)行工作，這是直接減少人力的一個側(cè)面，同時由于應(yīng)用機(jī)械手可以連續(xù)地工作，這是減少人力的另一個側(cè)面。因此，在自動化機(jī)床與綜合加工自動生產(chǎn)線上目前幾乎都設(shè)有機(jī)械手，以減少人力與更準(zhǔn)確地控制生產(chǎn)的節(jié)拍，便于有節(jié)奏地進(jìn)行生產(chǎn)。隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)自動化技術(shù)也越來越高，工人工作環(huán)境與工作內(nèi)容也要求理想化簡單化，對于一些往復(fù)的工作由機(jī)械手遠(yuǎn)程控制或自動完成顯得非常重要。這樣可以避免一些人不能接觸的物質(zhì)對人體造成傷害，如冶金、化工、醫(yī)藥、航空航天等。對于機(jī)械手的研究國內(nèi)外的水平不一，但代表當(dāng)今最先進(jìn)的技術(shù)在日本，他的自動化，人性化令人嘆為觀止，這些技術(shù)依賴于控制理論、新材料科學(xué)，它是融合各種尖端技術(shù)的現(xiàn)代機(jī)器。我國也陸續(xù)在工業(yè)中有所應(yīng)用，對于自動控制，柔性制造系統(tǒng)中應(yīng)用更為廣泛，但我國的自動化水平有待提高，只相當(dāng)于世界先進(jìn)技術(shù)在八十年代的水平。隨著工業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展，機(jī)械手技術(shù)也隨之提高，發(fā)展的趨勢是工作強(qiáng)度高，靈活性強(qiáng)，準(zhǔn)確可靠，可以自動檢測并下達(dá)動作命令，融入先進(jìn)的人工智能，使人只作平時的簡單的維護(hù)，這也是現(xiàn)代工廠的發(fā)展趨勢。目前國內(nèi)機(jī)械手主要用于機(jī)床加工、鑄鍛、熱處理等方面，數(shù)量、品種、性能方面都不能滿足工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的需要。所以，在國內(nèi)主要是逐步擴(kuò)大應(yīng)用范圍，重點(diǎn)發(fā)展鑄造、熱處理方面的機(jī)械手，以減輕勞動強(qiáng)度，改善作業(yè)條件，在應(yīng)用專用機(jī)械手的同時，相應(yīng)的發(fā)展通用機(jī)械手，有條件的還要研制示教式機(jī)械手、計(jì)算機(jī)控制機(jī)械手與組合機(jī)械手等。同時要提高速度，減少沖擊，正確定位，以便更好的發(fā)揮機(jī)械手的作用。此外還應(yīng)大力研究伺服型、記憶再現(xiàn)型，以及具有觸覺、視覺等性能的機(jī)械手，并考慮與計(jì)算機(jī)連用，逐步成為整個機(jī)械制造系統(tǒng)中的一個基本單元。國外機(jī)械手在機(jī)械制造行業(yè)中應(yīng)用較多，發(fā)展也很快。目前主要用于機(jī)床、橫鍛壓力機(jī)的上下料，以及點(diǎn)焊、噴漆等作業(yè)，它可按照事先指定的作業(yè)程序來完成規(guī)定的操作。國外機(jī)械手的發(fā)展趨勢是大力研制具有某種智能的機(jī)械手。使它具有一定的傳感能力，能反饋外界條件的變化，作相應(yīng)的變更。如位置發(fā)生稍許偏差時，即能更正并自行檢測，重點(diǎn)是研究視覺功能與觸覺功能。目前已經(jīng)取得一定成績。目前世界高端工業(yè)機(jī)械手均有高精化，高速化，多軸化，輕量化的發(fā)展趨勢。定位精度可以滿足微米及亞微米級要求，運(yùn)行速度可以達(dá)到3M/S，量產(chǎn)產(chǎn)品達(dá)到6軸，負(fù)載2Kg的產(chǎn)品系統(tǒng)總重已突破100Kg。更重要的是將機(jī)械手、柔性制造系統(tǒng)與柔性制造單元相結(jié)合，從而根本改變目前機(jī)械制造系統(tǒng)的人工操作狀態(tài)。同時，隨著機(jī)械手的小型化與微型化，其應(yīng)用領(lǐng)域?qū)黄苽鹘y(tǒng)的機(jī)械領(lǐng)域，而向著電子信息、生物技術(shù)、生命科學(xué)及航空航天等高端行業(yè)發(fā)展。本設(shè)計(jì)是利用可編程控制器PLC作為載體的一套機(jī)械手驅(qū)動裝置，用來實(shí)現(xiàn)文字書寫的功能，并可根據(jù)需求的變化要求隨時更改相關(guān)控制參數(shù)。通過對學(xué)校圖書館提供的數(shù)據(jù)庫以及網(wǎng)絡(luò)上存在的資料的搜集，我查詢到了很多有關(guān)于本課題的文獻(xiàn)資料。它們包括圖書、期刊、學(xué)術(shù)論文等。這些文獻(xiàn)涉及了有關(guān)本設(shè)計(jì)的各個方面能較好的為完成設(shè)計(jì)作為參考。綜合各個文獻(xiàn)的內(nèi)容可以看到PLC有以下優(yōu)點(diǎn)，它能適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)場的惡劣環(huán)境，可靠性高。在工業(yè)生產(chǎn)中一般要求控制設(shè)備具有很強(qiáng)的抗干擾能力。而PLC在這方面的獨(dú)到之處有：它在硬件上采用光電隔離裝置以防止輸出對輸入的反饋干擾；采用屏蔽措施以防止空間的電磁干擾；設(shè)置濾波環(huán)節(jié)，以消除外部干擾與各模塊之間的干擾影響；采用連鎖及互鎖控制、自診斷電路與模塊式結(jié)構(gòu)等措施，以提高硬件的可靠性及模塊的互換性；在軟件上采用了故障自檢測、自診斷等措施。其他實(shí)用方面的優(yōu)點(diǎn)有1.PLC軟件簡單易學(xué)。2.PLC使用方便；3.PLC體積小，重量輕，便于安裝。由于PLC具有上述一系列優(yōu)點(diǎn)，工業(yè)控制中廣泛用于以下三種控制：(1)開關(guān)量順序、邏輯控制。即代替繼電器控制系統(tǒng)，如冶金行業(yè)中的高爐上料系統(tǒng)，軋鋼機(jī)、連鑄機(jī)、費(fèi)剪等控制系統(tǒng)；機(jī)械行業(yè)各種自動生產(chǎn)線、自動加工機(jī)床、機(jī)械手、龍門銑床等控制；輕工業(yè)中的注塑機(jī)、包裝機(jī)、食品加工機(jī)械等。(2)模擬量控制。如溫度、壓力、流量等；(3)數(shù)據(jù)采集、分析處理。如控制中的數(shù)據(jù)采集、算術(shù)運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳輸、轉(zhuǎn)換、捧序與查表等操作。綜上用PLC作為控制系統(tǒng)控制機(jī)械手寫字的設(shè)計(jì)是一種方便、實(shí)用、可靠的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。通過收集各種資料與初期的規(guī)劃我已對將要進(jìn)行的設(shè)計(jì)非常了解，相信在教師的指導(dǎo)與我自己的努力下我可以很好的完成設(shè)計(jì)任務(wù)，雖然期間肯定會遇到這樣或那樣的困難，但是我有信心做好這一切。外文原文及其翻譯：

TheadvantagesofPLCcontrolAnycontrolsystemgoesthroughfourstagesfromconceptiontoaworkingplant.APLCsystembringsadvantagesateachstage.Thefirststageisdesign;therequiredplantisstudiedandthecontrolstrategiesdecided.Withconventionalsystemsdesignmustbecompletebeforeconstructioncanstart.WithaPLCsystemallthatisneededisapossiblyvagueideaofthesizeofthemachineandtheI/Orequirements(howmanyinputsandoutputs).Theinputandoutputcardsarecheapatthisstage,soahealthysparecapacitycanbebuiltintoallowfortheinevitableomissionsandfuturedevelopments.Nextcomesconstruction.Withconventionalschemes,everyjobisa‘one-off’withinevitabledelaysandcosts.APLCsystemissimplyboltedtogetherfromstandardparts.DuringthistimethewritingofthePLCprogramisstarted(oratleastthedetailedprogramspecificationiswritten).Thenextstageisinstallation,atediousandexpensivebusinessassensors,actuators,limitswitchesandoperatorcontrolsarecabled.AdistributedPLCsystemusingseriallinksandprebuiltandtesteddeskscansimplifyinstallationandbringhugecostbenefits.ThemajorityofthePLCprogramiswrittenatthisstage.Finallycomescommissioning,andthisiswheretherealadvantagesarefound.Noplanteverworksfirsttime.Humannaturebeingwhatitis,therewillbesomeoversights.Changestoconventionalsystemsaretimeconsumingandexpensive.ProvidedthedesignerofthePLCsystemhasbuiltinsparememorycapacity,spareI/Oandafewsparecoresinmulticorecables,mostchangescanbemadequicklyandrelativelycheaply.AnaddedbonusisthatallchangesarerecordedinthePLC’sprogramandcommissioningmodificationsdonotgounrecorded,asisoftenthecaseinconventionalsystems.Thereisanadditionalfifthstage,maintenance,whichstartsoncetheplantisworkingandishandedovertoproduction.Allplantshavefaults,andmosttendtospendthemajorityoftheirtimeinsomeformoffailuremode.APLCsystemprovidesaverypowerfultoolforassistingwithfaultdiagnosis.外文文獻(xiàn)翻譯：PLC的控制優(yōu)勢任何控制系統(tǒng)從概念到進(jìn)入工廠工作都要經(jīng)歷四個階段。PLC系統(tǒng)在每一個階段都有優(yōu)勢。第一階段是設(shè)計(jì)，對工廠的需要進(jìn)行研究與制定控制策略，傳統(tǒng)的運(yùn)行平臺的設(shè)計(jì)與制造必須在設(shè)計(jì)進(jìn)行前完成。PLC系統(tǒng)僅僅需要的是一個模糊的關(guān)于機(jī)器的可能大小的想法與I/O數(shù)量的要求（多少輸入與輸出接口）。在這個階段輸入與輸出芯片十分便宜，所以可以內(nèi)置一個很健全的備用容量，它允許用來補(bǔ)充遺漏項(xiàng)目與為未來的擴(kuò)充做準(zhǔn)備。其次是設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)的方案是，每一項(xiàng)工作都是“一次成型”這不可避免的造成了工程拖延與增加成本。一個的PLC系統(tǒng)使用最簡單的標(biāo)準(zhǔn)件螺栓連接在一起。在這樣的連接下開始編寫PLC程序（或者至少是寫入詳細(xì)的程序規(guī)范）。下一階段是安裝，安裝是一種繁瑣與昂貴的工作，例如安裝傳感器、執(zhí)行器、限制開關(guān)系統(tǒng)與主機(jī)的連接。分布式PLC系統(tǒng)使用串行鏈路式的預(yù)編譯，測試界面可以簡化安裝它帶來了巨大的成本優(yōu)勢。PLC的程序多數(shù)在這個階段完成。最后是調(diào)試，而這正是PLC真正的優(yōu)勢被發(fā)掘的部分。沒有任何設(shè)備在第一次就正常工作。人性就是這樣，總會有一些疏漏。與傳統(tǒng)的系統(tǒng)變動情況的耗時與昂貴相比，PLC的設(shè)計(jì)師提供了系的內(nèi)置備用內(nèi)存容量、備用I/O與一些備用多芯電纜線，多數(shù)的變動能迅速與相對便宜的完成。另外一個好處是，所有的變化PLC都有記錄，程序的調(diào)試與修改不會因?yàn)闆]有被記錄而遺失，這是一個經(jīng)常發(fā)生在常規(guī)系統(tǒng)中的問題。還有一個額外的第五階段，維護(hù)，一旦啟動工作，并移交生產(chǎn)就產(chǎn)生了維護(hù)的問題。所有設(shè)備都有缺點(diǎn)，大多數(shù)設(shè)備在錯誤的模式中度過了它們的大部分的時間。PLC系統(tǒng)提供了一個非常強(qiáng)大的工具幫助診斷故障。參考