氣動(dòng)機(jī)械手的自動(dòng)控制和上位機(jī)監(jiān)控設(shè)計(jì)

氣動(dòng)機(jī)械手的自動(dòng)控制和上位機(jī)監(jiān)控設(shè)計(jì)張平洋,吳向前蓋曉華(新疆大學(xué)電氣工程學(xué)院，新疆烏魯木齊830008)[摘要]本設(shè)計(jì)采用松下FP1-C40型PLC為控制器，以組態(tài)王軟件為上位機(jī)開(kāi)發(fā)平臺(tái)。通過(guò)分析控制動(dòng)作流程，完成PLC程序設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了氣動(dòng)機(jī)械手將不同顏色的物塊搬運(yùn)到指定位置。通過(guò)組態(tài)軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)圖形界面，定義I/O設(shè)備，構(gòu)造數(shù)據(jù)庫(kù)，建立動(dòng)畫(huà)連接及聯(lián)機(jī)調(diào)試，實(shí)現(xiàn)了上位機(jī)對(duì)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控?？刂瓢踩煽?，監(jiān)控界面友好。[關(guān)鍵詞]氣動(dòng)機(jī)械手；FP1-C40；上位機(jī)；實(shí)時(shí)監(jiān)控TheDesignofAutomaticControlandSupervisionwiththeHostComputerforPneumaticManipulatorAbstract:ThedesignisbasedonPLCofPanasonicFP1-C40asthecontrollerandtheconfigurationsoftwareasthedevelopmentplatformofthehostcomputer.Wedesignthecontrollingflowchart,makethePLCcontrolprogram,andfulfilltoconveyobjectsofdiversecolorstodifferentplaceswithpneumaticmanipulator.Moreover,usingconfigurationsoftware,wedesignthegraphicalinterface,setthesystem’sI/Odevice,structurethedatabase，establishtheanimationconnection,debugonlineandfinallyachievereal-timemonitoringandcontrollingofthehostcomputer.Thecontrolissafety,stableandthecontrollinginterfaceisfriendly.Keywords:pneumaticmanipulator;FP1-C40;thehostcomputer;real-timemonitoringandcontrolling介在現(xiàn)供代工隊(duì)業(yè)中喜，麥工業(yè)悲機(jī)械士手是廚自動(dòng)吵控制童領(lǐng)域筍的駕一個(gè)司廣泛取關(guān)注攝的焦廈點(diǎn)巴，并抓已毯成為僑現(xiàn)代宇自動(dòng)率化飲生產(chǎn)乞領(lǐng)域幸的一潑個(gè)重瞧要組將成部遼分庭。甲本課糧題采榜用松吹下非FP諷1典—蘿C4膀0份型皂PL皮C您，根牛據(jù)班控制積要求節(jié)對(duì)機(jī)程械手停系統(tǒng)斯進(jìn)行柜PL煮C滋程序盒設(shè)計(jì)草，享實(shí)現(xiàn)艷機(jī)械衫手系威統(tǒng)將列不同震顏色役的物溪塊搬潛運(yùn)到感指定閉位置幣，產(chǎn)并至以捐組態(tài)絕王享軟件糟為開(kāi)拳發(fā)平務(wù)臺(tái)效，百實(shí)現(xiàn)寒對(duì)機(jī)限械手廈分揀墾物料寨工況棋的廣上位鈔機(jī)趟實(shí)時(shí)舊監(jiān)控墨。練此機(jī)矩械手搭監(jiān)控裳系統(tǒng)叫可移酸植應(yīng)鋒用于凱一些窯工業(yè)搏產(chǎn)品遣的分鐮揀裝閘箱倘，可慘大大俊提高廈工作禽效率袋，并聚能使推人體錦避免簽接觸茂一些或?qū)θ苏`體有認(rèn)害的騎化工臟產(chǎn)品浴，番提淋高多工廠挺的遺工作觸安占全性叔。約1案機(jī)械堡手控蘿制系寨統(tǒng)硬銹件設(shè)好計(jì)怠硬件汽總體悄方案腔設(shè)計(jì)州氣動(dòng)哈機(jī)械拍手自熔動(dòng)控泛制系鵲統(tǒng)鉛整體猛結(jié)構(gòu)故圖脂如圖蘿1杰所示誤，掛主要宵設(shè)備抽有：以計(jì)算扎機(jī)屯、鉤松夾下復(fù)FP項(xiàng)1-奴C4獻(xiàn)0希型巧PL丑C尖和機(jī)繭械手須工作益臺(tái)，掃其中盯機(jī)械迷手工零作臺(tái)匪主要穗包括營(yíng)以下慎部分增：架24纖V迅穩(wěn)壓蝕電源垃、空肝氣壓崗縮機(jī)應(yīng)、電鐘感式畢接近鄉(xiāng)開(kāi)關(guān)畫(huà)、鹽色標(biāo)狼傳感圈器虎、電躲控?fù)Q舞向閥燃和氣繩缸。禍圖鄭1厘氣動(dòng)才機(jī)械污手自坑動(dòng)控奔制系職統(tǒng)餅整萍體結(jié)拼構(gòu)兔圖息松下賓FP隨1-削C4湖0掛是準(zhǔn)機(jī)械古手悼系統(tǒng)神的控伸制器食，通喝過(guò)編蕩程實(shí)柏現(xiàn)對(duì)蕩機(jī)械餡手部裝置態(tài)的控滅制，理以組板態(tài)軟親件為刪開(kāi)發(fā)誰(shuí)平臺(tái)僅，實(shí)堵現(xiàn)上齡位機(jī)蚊實(shí)時(shí)金監(jiān)控烏。穩(wěn)找壓電掩源為悠PL慕C岸、電坑控閥尾、鳥(niǎo)電感帳式接工近開(kāi)被關(guān)及撇色彩歲識(shí)別溉元件超供電狂，空賀氣壓延縮機(jī)測(cè)為襯氣缸誼動(dòng)作刻提供跑動(dòng)力氧。通恢過(guò)電元感式雕接近煮開(kāi)關(guān)豪信號(hào)蘿變化疼，借章助家電控梳換向匆閥改迎變氣石缸的個(gè)運(yùn)動(dòng)倚方向瞧，實(shí)嗎現(xiàn)機(jī)紐械手混抓取暖和松懷開(kāi)物照塊，冠及機(jī)吼械大垮小臂默前后侍、上勉下動(dòng)述作，仇完成婆傳送綱物塊踢任務(wù)悲。鍬色標(biāo)辨?zhèn)餍胃衅鞲镉脕?lái)澤檢測(cè)嚷物塊跨的顏踢色，惠使機(jī)械械手禾裝置進(jìn)分揀男不同鼻顏色諒的物睛塊到樹(shù)指定誠(chéng)位置累。沈機(jī)械饅手控水制系倘統(tǒng)污I/糾O腹接線寒此米機(jī)械迎手控業(yè)制系葵統(tǒng)共谷有愈3膜3棍個(gè)素I/至O挎點(diǎn)，鉛其身中裂2寨2俱個(gè)輸考入桃點(diǎn)施，禽1題1貪個(gè)輸紗出誰(shuí)點(diǎn)聞，鐵根關(guān)據(jù)顆I/爛O增分配增表，類焊接贊電感多式接胸近開(kāi)凍關(guān)、云色標(biāo)漸傳感不器，騾以及植電控粘換向辭閥青的電吊源線烤、信盾號(hào)線姨于輸騾入輸發(fā)出端圾子排憂，其璃中舞PL尸C筒面板眉上市的叛CO補(bǔ)M溫均與崇電源美的正薦極相枯連，哥上面私的輸趨入奔/稠輸出痕端子曠均暗與織CO滲M懂在陰PL蓄C揭的內(nèi)倉(cāng)部相灘連。飛現(xiàn)場(chǎng)皺的接斗線面盲板爐上皮CO極M翠均與嘴電源價(jià)的負(fù)蛋極相糠連，滾現(xiàn)場(chǎng)依的輸潔入唱/號(hào)輸出色元件榨的負(fù)梳極均沾與捉CO壺M企在現(xiàn)施場(chǎng)面夢(mèng)板的云內(nèi)部?jī)?yōu)相連蹤，確從而銀構(gòu)成墓控制彎回路陣。撫機(jī)械時(shí)手控楊制系濁統(tǒng)貍I/很O醉接線名如圖榨2歪所示慎，其趨中振，實(shí)柄線表嫁示正管極引蹈線，損虛脂線表耕示負(fù)包極引芳線跨。思圖揚(yáng)2糧機(jī)械季手控夫制系橋統(tǒng)多I/事O乳接線聰圖躬2赴機(jī)械錄手控鎮(zhèn)制系棕統(tǒng)軟儉件設(shè)小計(jì)漁2.爸1鋒機(jī)械另手控牧制系嘉統(tǒng)程割序流板程圖沫設(shè)計(jì)奮根據(jù)漂機(jī)械弱手控休制系饞統(tǒng)的鴉工作額要求魔，即正把三而種不稿同顏咬色的牧物塊誕搬運(yùn)遭到指中定位趟置，里機(jī)械夾手控暖制系發(fā)統(tǒng)程奸序流少程圖夏如斷圖或3評(píng)所示鐮。東圖友3慨機(jī)械輝手控洞制系譯統(tǒng)程晉序流貌程圖階2.間2叫機(jī)械懇手控尾制系薄統(tǒng)下傻位機(jī)乳程序架設(shè)計(jì)蛛FP幣WI串N-小G他R畏軟件墓是松旬下電梯工為肺其鍬F瘋P忌類型嘩可編頌程控關(guān)制器辭提供披的搭編程份軟件石。鳥(niǎo)FP稅WI廁N像G導(dǎo)R丟除崖有富編寫(xiě)窮、修汗改鼓程序樂(lè)等基酷本功檔能饒外，蠻該軟元件也淡支表持陶PL地C稠在線穿狀態(tài)該監(jiān)控視等和功能難。如此機(jī)博械手賠控制巴系統(tǒng)膝的程納序包窗括物吊料臺(tái)距傳送型物塊勁、機(jī)內(nèi)械懼手蒜1吼取放代物塊抗、中殘間傳終送臺(tái)總傳送危物塊超、袍色彩難識(shí)別含定位鍵物塊衡存放恰位置態(tài)和機(jī)側(cè)械躍手寶2無(wú)取放版物塊章五部乳分，笑這里物只分卵析色舅彩爪識(shí)別她定位棉物塊導(dǎo)存放莖位置戶程序命，供程序伸如帶圖址4呀所示細(xì)。太當(dāng)中來(lái)間檢精測(cè)開(kāi)年關(guān)詢檢測(cè)限到的來(lái)物塊異是黑簡(jiǎn)色的轉(zhuǎn)時(shí)適，皺X1涼4仔、壓X1蘆5狡均處覺(jué)于斷奏開(kāi)狀圈態(tài)，概1架0潑號(hào)睜和奧1句1梅號(hào)氣托缸均各不動(dòng)孟作，營(yíng)物塊碎放刺到認(rèn)1孕號(hào)槽須；當(dāng)膛檢測(cè)韻到的傳物塊賭是粉霞紅色驚時(shí)鴨，積X1卸4尸處于艱閉合慣狀態(tài)盾，祖X1教5吐處于申斷開(kāi)索狀態(tài)鑰，塵通過(guò)漸中間滾寄存公器熱R克4卻使播1貼0稿號(hào)氣燃缸動(dòng)烤作，可物塊謠放高到期2孫號(hào)槽掠；當(dāng)哀檢測(cè)層到的腎物塊戚是白傳色賊時(shí)碰，陵X1穩(wěn)4頃、考X1嘉5流均處嫂于閉贏合狀芝態(tài)，墨，至通過(guò)粒中間儀寄存遍器抽R汪5頭使靈1揭0用號(hào)錘和汁1繡1魂號(hào)氣祥缸均致動(dòng)作蛙，膊物塊熱放筍到立3簽號(hào)槽部。另邪外，話當(dāng)定晝時(shí)獄器烏T9棚3猛延時(shí)北到爛，名1施0鈔和挺1輝1罰號(hào)氣掙缸均跳復(fù)位懂。廈圖促4京通過(guò)售色彩穴識(shí)別寒定位津物塊子存放丈位置礙程序銹2.故3彎下位歷機(jī)控子制程煉序調(diào)燙試晃FP室WI塔N嗓G牛R鞭軟件得與揮PL貍C棚的通壺信惡使彩用元RS障23旨2希串口縫通信女，縣與拖編程脊計(jì)算畝機(jī)嘉相連乓的搬是拌RS絲23菌2C纏端煙，困與吧PL厚C潔相連擦的舍是貌RS定42差2妨端栽。慈FP睡WI扶N榨G誰(shuí)R救編程陰軟件袍與肚PL訓(xùn)C蹈通信射調(diào)試蜂經(jīng)驗(yàn)壓總結(jié)送如下吊：裝當(dāng)收PL群C巷上載庫(kù)或者睡下載福程序水時(shí)章，吐PL況C焦必須林處廟于縣PR凍O賴G剝狀態(tài)談，不商能處膽于舊RU麥N宴狀態(tài)膽，而劍且幻PL困C伸不能顧與上靈位機(jī)頸監(jiān)控筐軟件佳處于目通信贈(zèng)狀態(tài)岸，否查則率操作佳會(huì)失寶敗。嫂FP脾WI搬N吧G勺R(shí)逮編程心軟件芹內(nèi)設(shè)講定賣(mài)的扭CO勤M丟口嘩與攀PL水C掀和計(jì)湊算機(jī)兄相連逐的去CO輛M驗(yàn)口必瓜須一砌致，綁而且扮通訊炮參數(shù)罰設(shè)置害應(yīng)如相同侍，否講則床通舒信摔會(huì)失涉敗。也程序鄉(xiāng)編譯對(duì)后，這若沒(méi)格經(jīng)過(guò)栽FP建WI懸N湯G播R職軟件交總體酸檢查難，且填程序擺編寫(xiě)勵(lì)有錯(cuò)擾誤時(shí)退，研程序盼可以估下載戰(zhàn)到攤PL因C直，但掃運(yùn)行或時(shí)程酸序不笑會(huì)尖被耍執(zhí)行御，蒜故扶在下創(chuàng)載程花序翠到角PL校C以時(shí)，沒(méi)應(yīng)緞先對(duì)章程序斤進(jìn)行?？傮w陷檢查狗。事2.坐4勝機(jī)械塞手控連制系必統(tǒng)上冠位機(jī)端監(jiān)控如設(shè)計(jì)呼組態(tài)掃軟件融是在肅自動(dòng)啄測(cè)控踢系統(tǒng)屯監(jiān)控丙層一竊級(jí)的非軟件儲(chǔ)平臺(tái)指和開(kāi)愈發(fā)環(huán)烈境，崇能以配靈活蘿多樣稀的組境態(tài)方趁式提啟供良傭好的咬人機(jī)雀界面淹，逝此設(shè)姜計(jì)使?jié)灿玫尼尳M態(tài)愈王軟柴件是理我國(guó)侵自主隸研發(fā)挨的上泡位機(jī)奇監(jiān)控蔬軟件籍，頭其與功能迷完善猶，易旱學(xué)易某用。斷設(shè)計(jì)碗組態(tài)婆王工架程的釀一般批過(guò)程姐是：導(dǎo)圖形惹組態(tài)資、漫I/洗O攏設(shè)備供組態(tài)眼、以I/見(jiàn)O緊變量傲組態(tài)夏和坐動(dòng)畫(huà)污連接彈。樂(lè)2.拘4曾.將1島圖形孝組態(tài)典有效豬的利頂用菜碌單欄捕里的俘各種驚工具壟及圖足庫(kù)模蒙型是心快速洞建立擦圖形救畫(huà)面謎的有但效方江法。軍機(jī)械辰手村裝置及靜態(tài)隨畫(huà)面液如嚼圖究5護(hù)所示專。香圖知5辨機(jī)械劑手秒裝置軋靜態(tài)溪畫(huà)面慨2.澆4.原2厲按I/桌O委設(shè)備據(jù)組態(tài)遙在工瓦程瀏渣覽器燙的蘆目錄狗區(qū)，威用鼠毫標(biāo)左憤鍵單綿擊項(xiàng)塑目管粥理中邊設(shè)備俊下稅的勾CO覽M趁1株，皆從樹(shù)很形設(shè)彎備列業(yè)表區(qū)編中集選駐擇伙PL鮮C碎子目鉆錄下悼的松騎下房F暴P岔系列玩的燕FP氏1C排4隸0諷型，訂單援擊?！暗谙乱粋尾揭颉敝馨粹o享，則剪彈出飯?jiān)O(shè)備昏配置叛向裹導(dǎo)狠“延選擇轟串口賠號(hào)野”截對(duì)話篩框，浴為配硬置的氧串行旗設(shè)備稱指定勺與計(jì)你算機(jī)觸相連壽的串晴口號(hào)混，乒并進(jìn)永一步放為串衛(wèi)口設(shè)娘備指弦定設(shè)海備地閣址，奮最后邀設(shè)定桃通信流參數(shù)抓，掠則佩完成妹了抓I/華O姿設(shè)備替組態(tài)晴?？?.暗4.祥3效I/琴O蝕變量盈組態(tài)缸組態(tài)舌王工粒程中散，廈不同女的搜PL恩C貍定烏義騙I/汗O獨(dú)變量故時(shí)瓣，粗地址塑形式消有所濾不同翠，對(duì)笛于松圾下洪FP慕1-舊C4環(huán)O娃型章PL妄C荷，離祥散匹I/儉O刻變量狀的地頃址是莊＊喉.0亞—懲＊霉.撞Ｆ，艙即按爪十六衛(wèi)進(jìn)制件的方紅式進(jìn)煮行設(shè)戰(zhàn)定。而如果插變量蹈地址概設(shè)計(jì)鹽形式竄出錯(cuò)塔，鬼組酷態(tài)王恭與暮PL惰C悉聯(lián)機(jī)費(fèi)調(diào)試私時(shí)甩，碎通信壟會(huì)犁失敗卻。飄2.字4押.渴4可動(dòng)畫(huà)撓連接趁組態(tài)侄王開(kāi)旱發(fā)系常統(tǒng)中流的畫(huà)隨面都除是靜袖態(tài)的喉，阻要想鑒反映驢機(jī)械犯手緒的佳工作過(guò)狀況恢，滲需要汁把倦I/兩O位變量硬和靜晚態(tài)畫(huà)茄面中擊的圖鑒形進(jìn)迎行戀“依動(dòng)畫(huà)負(fù)連遲接迷”濟(jì)，此膝設(shè)計(jì)耽的聰輸出筍動(dòng)畫(huà)交均玩用躲輸入禽變量虎的珍與群或映運(yùn)算愿表達(dá)凡式杜，泉結(jié)合怨組態(tài)閃王的田隱含微功能扮實(shí)現(xiàn)減。棒3巖聯(lián)機(jī)捷調(diào)試但在運(yùn)姥行組竿態(tài)王怪工程牽之前胳，泳根據(jù)皮需要得可遵在都組態(tài)霧王參開(kāi)發(fā)址系統(tǒng)掛中對(duì)級(jí)運(yùn)行麥系統(tǒng)儲(chǔ)環(huán)境業(yè)進(jìn)行練配置撫。希組態(tài)根王軟付件烘與陰PL貞C攜聯(lián)機(jī)邪調(diào)試踏經(jīng)驗(yàn)碰總結(jié)灰如下魄：輝1賀）在通聯(lián)機(jī)造調(diào)試躲時(shí)，千如果切某一烈個(gè)李I(lǐng)/毫O獄端子指接觸藝不良楊，可源能就絡(luò)會(huì)引孔起些系統(tǒng)因不能縣正常絞運(yùn)行行，錄故般聯(lián)機(jī)塊調(diào)試祝時(shí)弟不旦能鏟盲目浪修改弱程序肌，還時(shí)要倦確保怪硬件你設(shè)計(jì)卷的可懲靠性者。酬2蔬）組積態(tài)王涌工畝程兇設(shè)定刑的錄CO慢M悅口喊與柴PL衣C羅和計(jì)富算機(jī)緒相連額的民CO縱M膏口必困須一斤致，大而且污通訊盞參數(shù)玻設(shè)置躲應(yīng)蒸相同批，否屠則仍通信異會(huì)失桂敗。上3位）醋當(dāng)盟PL亦C火與捆FP碧WI伐N遍G剪R輩編程牌軟件乳正在盲通信霞的條租件下訪，聯(lián)滑機(jī)調(diào)騙試酸通信塑會(huì)失得敗。宵故霜聯(lián)機(jī)著調(diào)試盆前，何應(yīng)查先喊退出久FP雪WI強(qiáng)N轎G寧R乏編程辨軟件侄。間4果）素聯(lián)機(jī)杠調(diào)試蓄時(shí)隙，克若窩機(jī)械梢手工竭作臺(tái)冠附近腥有較柱劇烈躍振動(dòng)出時(shí)，獨(dú)色彩蕩識(shí)別掠會(huì)出說(shuō)現(xiàn)錯(cuò)病誤，殺可能?chē)谒袨槲飰K葬都會(huì)偏分揀煩到警同一緒個(gè)劇物料孕槽內(nèi)綿，故望在聯(lián)所機(jī)調(diào)抱試時(shí)柳，幫空氣吹壓縮肉機(jī)恢不能軌離爸機(jī)械虜手劃裝置暮太近憑。晨經(jīng)過(guò)白多次輪聯(lián)機(jī)匹調(diào)試仍，曉實(shí)現(xiàn)執(zhí)了設(shè)乞計(jì)誓目的繪。通筐過(guò)上刃位旗機(jī)的宗啟動(dòng)抬按鈕壤與停解止按閘鈕可趕以控嚷制下尖位機(jī)冤PL念C踩程序辜運(yùn)行微與否從，從負(fù)而控殿制機(jī)密械手男的鋸工作王狀況士，幸通過(guò)康監(jiān)并控界邀面扯能實(shí)籌時(shí)監(jiān)活視系敘統(tǒng)運(yùn)價(jià)行狀肢況。晴聯(lián)機(jī)然調(diào)試筑時(shí)，真機(jī)械通手控庭制系激統(tǒng)根贊據(jù)物沉塊顏涉色確濁定車(chē)把裝物塊洞放山進(jìn)秀哪一罰個(gè)物漲料槽蝕，上布位機(jī)撐通過(guò)錢(qián)采謙樣情I/籍O丈狀態(tài)餃，上暗位機(jī)的監(jiān)控墓畫(huà)面遞中的通對(duì)應(yīng)聾部位壇會(huì)隨拜著確機(jī)械曲手潔工作尊臺(tái)中詢相應(yīng)痛部位那的動(dòng)拜作而酬有一惕定抱時(shí)間蓋滯后戚的動(dòng)摸作夏。機(jī)漸械手關(guān)控制決系統(tǒng)蒙物塊桌色彩判識(shí)別秘現(xiàn)場(chǎng)墨畫(huà)面加與監(jiān)逃控畫(huà)滴面如剩圖創(chuàng)6葡所示度。介圖蜘6洲物塊鬼色彩租識(shí)別蒼現(xiàn)場(chǎng)猜畫(huà)面法與監(jiān)貍控畫(huà)剃面秒4虧結(jié)束憤語(yǔ)斗此設(shè)巨計(jì)采耽用松黑下詢FP塵1-回C4爺0懼型首PL蛇C蘆為控證制器業(yè)，以們組態(tài)帶王軟笨件為腫上位幣機(jī)開(kāi)枝發(fā)平脂臺(tái)，砍通過(guò)掌對(duì)系掠統(tǒng)硬傷件撕設(shè)計(jì)蘆和軟燦件設(shè)根計(jì)拳，很詢好的絨實(shí)現(xiàn)器了機(jī)餐械手夕系統(tǒng)置的自蠻動(dòng)控受制和諸上位懇機(jī)監(jiān)自控，釣達(dá)到秤了控艘制目窮的和鐵良好驚的疏監(jiān)墊控效勻果。慈對(duì)學(xué)窗習(xí)控研本究工機(jī)械正手控墻制系泄統(tǒng)的忙人員兄有一策定青參考洋價(jià)值帖。吼參肅考亞文印獻(xiàn)歷：四[1頁(yè)]宜常斗意南．腿可編緣程控