基于组态王的机械臂设计

1、计算机控制系统 组态王课程设计报告设计题目： 机械手控制系统设计 专 业 班 级 学 号 学生姓名 设计时间 2011-2012学年下学期 教师评分 2012年 5月 18日机械手控制系统设计TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc760 一、设计内容 PAGEREF _Toc760 3 HYPERLINK l _Toc30639 二、设计目的 PAGEREF _Toc30639 3 HYPERLINK l _Toc884 三、设计步骤 PAGEREF _Toc884 3 HYPERLINK l _Toc22419 1、启动组态王，新建工程 PAGEREF _Toc2241

2、9 3 HYPERLINK l _Toc5471 2、新建设备，并将其命名为PLC PAGEREF _Toc5471 3 HYPERLINK l _Toc3124 3、通讯设备参数设置 PAGEREF _Toc3124 4 HYPERLINK l _Toc15101 4、定义变量 PAGEREF _Toc15101 4 HYPERLINK l _Toc18683 (1)、定义启动（指示灯） PAGEREF _Toc18683 5 HYPERLINK l _Toc4961 （2）、定义上（指示灯） PAGEREF _Toc4961 6 HYPERLINK l _Toc19642 （3）、定义下（

3、指示灯） PAGEREF _Toc19642 7 HYPERLINK l _Toc13824 （4）、定义上行 PAGEREF _Toc13824 7 HYPERLINK l _Toc23919 （5）、定义下行 PAGEREF _Toc23919 8 HYPERLINK l _Toc5067 （6）、定义左（指示灯） PAGEREF _Toc5067 8 HYPERLINK l _Toc10095 （7）、定义右（指示灯） PAGEREF _Toc10095 9 HYPERLINK l _Toc21062 （8）、定义夹紧显示（指示灯） PAGEREF _Toc21062 9 HYPERLI

4、NK l _Toc17066 （9）、定义垂直上 PAGEREF _Toc17066 10 HYPERLINK l _Toc30775 （10）、定义垂直下 PAGEREF _Toc30775 10 HYPERLINK l _Toc30485 （11）、定义物体上 PAGEREF _Toc30485 11 HYPERLINK l _Toc16605 （12）、定义物体下 PAGEREF _Toc16605 11 HYPERLINK l _Toc24974 （13）、定义水平左 PAGEREF _Toc24974 12 HYPERLINK l _Toc20946 （14）、定义水平右 PAGER

5、EF _Toc20946 12 HYPERLINK l _Toc25777 （15）、定义水平左1 PAGEREF _Toc25777 13 HYPERLINK l _Toc12546 （16）、定义水平右1 PAGEREF _Toc12546 13 HYPERLINK l _Toc28019 （17）、定义时间 PAGEREF _Toc28019 14 HYPERLINK l _Toc866 （18）、定义夹紧物体 PAGEREF _Toc866 14 HYPERLINK l _Toc4483 （19）、定义旋转 PAGEREF _Toc4483 15 HYPERLINK l _Toc877

6、3 （20）、定义加紧旋转 PAGEREF _Toc8773 15 HYPERLINK l _Toc32191 （21）、定义放（指示灯） PAGEREF _Toc32191 16 HYPERLINK l _Toc17543 （22）、定义电机旋转（指示灯） PAGEREF _Toc17543 16 HYPERLINK l _Toc7483 5、画面绘制 PAGEREF _Toc7483 17 HYPERLINK l _Toc8679 6、动画连接及参数设定 PAGEREF _Toc8679 18 HYPERLINK l _Toc26038 （1）、机械手 PAGEREF _Toc26038

7、18 HYPERLINK l _Toc27200 （2）、物体 PAGEREF _Toc27200 19 HYPERLINK l _Toc23658 （3）、传送带 PAGEREF _Toc23658 19 HYPERLINK l _Toc30599 （4）、指示灯、开关 PAGEREF _Toc30599 20 HYPERLINK l _Toc16020 四、应用程序命令语言 PAGEREF _Toc16020 21 HYPERLINK l _Toc6322 五、机械手工作过程 PAGEREF _Toc6322 21 HYPERLINK l _Toc21303 六、心得体会 PAGEREF

8、_Toc21303 21一、设计内容 完成一个工业机械手监控系统设计，有具体流程图画面，各画面间能实现灵活切换。具体的控制要求是：（1）按下启动按钮后，机械手得电进入工作状态。（2）按下复位按钮后，启动指示灯熄灭，不管机械手在什么位置，都将回到原始位置。（3）按下启动按钮后，启动灯亮，机械手进入工作状态，机械手臂伸出下降夹紧上升右移下降放开上升左移，进行一次循环运行，最后回到原始位置，等待下一次运行启动。二、设计目的 1、熟悉组态王软件，达到熟练使用组态软件的常用工具; 2、学会完成组态工程的设计步骤; 3、锻炼学生的动手能力和分析问题解决问题的能力。三、设计步骤1、启动组态王，新建工程 打开

9、组态王软件，进入工程管理器，新建一个工程，选择他的存储路径并设定项目名称为“机械手控制系统设计”。2、新建设备，并将其命名为PLC 进入工程浏览器后，首先进行设备的连接。上位机COM1与PLC之间通过PC/PPI编程电缆连接，选择工程浏览器左侧大纲项“设备COM1”，在工程浏览器右侧用鼠标左键双击“新建”图标，运行“设备配置向导”，相关配置如图所示 3、通讯设备参数设置 在组态王工程浏览器的工程目录显示区，点击“设备COM1”，进行COM1参数设置，使系统的COM1口设置要与PLC 一致。4、定义变量 在组态王工程浏览器的工程目录显示区，点击“数据库数据词典”，进行变量设置。 (1)、定义启动

10、（指示灯） （2）、定义上（指示灯） （3）、定义下（指示灯） （4）、定义上行 （5）、定义下行 （6）、定义左（指示灯） （7）、定义右（指示灯） （8）、定义夹紧显示（指示灯） （9）、定义垂直上 （10）、定义垂直下 （11）、定义物体上 （12）、定义物体下 （13）、定义水平左 （14）、定义水平右 （15）、定义水平左1 （16）、定义水平右1 （17）、定义时间 （18）、定义夹紧物体 （19）、定义旋转 （20）、定义加紧旋转 （21）、定义放（指示灯） （22）、定义电机旋转（指示灯） 5、画面绘制 在组态王工程浏览器的工程目录显示区，点击“文件画面”，新建画面，并将画面名

11、称命名为“机械手设计画面” 在里面画图，画图为： 其中，在工具中文本选项，利用文字标签对相应元件进行注释。6、动画连接及参数设定 （1）、机械手 双击“机械手”，将“水平移动”、“垂直移动”勾上。水平移动：垂直移动： （2）、物体 双击“物体”，将“水平移动”、“垂直移动”勾上。水平移动：垂直移动： （3）、传送带 双击“传送带”，将“旋转“勾上。旋转： （4）、指示灯、开关 以开关为例四、应用程序命令语言启动时if(本站点启动=1)本站点时间=本站点时间+1;运行时if(本站点启动=1)本站点时间=本站点时间+1;if(本站点时间8 &本站点时间10 &本站点时间18 &本站点时间28 &本

12、站点时间36 & 本站点时间38 &本站点时间46 &本站点时间=56)本站点水平左=本站点水平左+10;本站点旋转=本站点旋转+10;本站点水平右=本站点水平右-10;本站点左=1;本站点上行=0;本站点电机旋转=1;if(本站点时间=56)本站点时间=0;本站点垂直下=0;本站点垂直上=0;本站点垂直上=0;本站点物体下=0;本站点夹紧物体=0;本站点夹紧旋转=0;本站点水平左=0;本站点水平右=0;本站点水平左1=0;本站点水平右1=0;本站点左=0;本站点电机旋转=0;本站点旋转=0;else if(本站点启动=0)本站点时间=0;本站点垂直下=0;本站点垂直上=0;本站点物体下=0;

13、本站点物体上=0;本站点夹紧物体=0;本站点水平左=0;本站点水平右=0;本站点水平左1=0;本站点水平右1=0;本站点左=0;本站点夹紧旋转=0;本站点上行=0;本站点下行=0;本站点左=0;本站点右=0;本站点夹紧显示=0;本站点放=0;本站点电机旋转=0;五、机械手工作过程 按下开始按钮装置开始工作，机械手首先做下降运动，待下降到位后，机械手张开手指抓取物品(抓紧物品时间由定时器确定)；然后机械手上升到最上端(由上限位开关确定)，再向右运动；到达右端后，机械手开始下降，下降到位后机械手松开，放下物品；再将机械手上升，如此循环提取物品。机械手工作过程流程如图所示：原始位下降夹紧上升右移 左

14、移 上升 放松 下降六、心得体会本次课程设计使我对组态王软件有了更深入地了解，熟悉并熟练掌握组态王软件的功能和特点、掌握组态软件的系统构成、通过组态王软件的使用，进一步掌握了解机械手的工作原理，熟悉组态软件对机械手控制系统的设计、画面的设计、参数变量的设定、程序的编制，运行，调试与改进、机械手控制系统的动画连接。同时，本次课程设计使我更加深刻地体会到对于这门课程还有多东西没有完全掌握也认识到这门课程的重要性,，使我受益匪浅。附录资料：不需要的可以自行删除SBS改性沥青卷材防水施工工艺1 执行标准1.1 GB/T19001ISO90012000质量管理体系 要求1.2 GB503002001建筑

15、工程施工质量验收统一标准 1.3 GB502072001屋面工程质量验收规范1.4 工程建设标准强制性条文（房屋建筑部分2002年版）1.5 JGJ5999建筑施工安全检查标准2 施工工艺2.1 施工准备2.1.1 施工前准备工作2.1.1.1 防水工程施工前，掌握施工图中的关于防水工程细部构造及有关技术要求，并应编制防水方案或保证质量技术措施。2.1.1.3准备好防水材料和冷底子油的溶剂或成品、涂刷冷底子油、嵌填密封材料、铺贴卷材、清扫基层等施工操作中各种必须的工具、用具、机械以及安全设施、灭火器材。2.1.1.4 检查找平层的施工质量是否符合要求。当出现局部凹凸不平、起砂起皮、裂缝以及预埋

16、不稳等缺陷时，可按表7.1进行修补。 找平层缺陷的修补方法 表7.1缺陷种类修补方法凹凸不平铲除凸起部位。低凹处应用1：2.5水泥砂浆掺10%15%107胶补抹，较浅时可用素水泥掺胶涂刷；对沥青砂浆找平层可用沥青胶结材料或沥青砂浆填补。起砂、起皮要求防水层与基层牢固粘结时必须修补。起皮处应将表面清除，用水泥素浆掺胶涂刷一层，并抹平压光。裂缝满粘法施工的卷材及涂膜防水层应对裂缝进行修补。当裂缝宽度0.5mm时，可用密封材料刮封，上铺隔离条0.5mm时，沿缝凿成V形槽（200.520mm），清扫干净后嵌填密封材料，再做100mm宽防水涂料层。预埋件固定不稳定凿开重新灌筑掺107胶或膨胀剂的细石混凝

17、土，四周按要求作好坡度。2.1.2 材料2.1.2.1卷材：根据设计要求及防水等级，采用厚度不同2、2.5、3.0mmSBS改性沥青卷材。2.1.2.2冷底子油，厂家已制作好的配套品种。2.1.3主要机具2.1.3.1工具：石油液化罐、高压胶管、喷枪或喷灯、小油灰铲刀、排刷。2.1.3.2 护具：帆布手套、皮手套、平底胶鞋、工作服。2.1.4 作业人员：由具有防水资质专业施工队组施工。2.2 作业条件2.2.1 材料要求SBS改性沥青防水卷材必须符合设计要求，外观质量要符合表7.2的要求，要有出厂合格证和试验报告。 SBS改性沥青防水卷材外观质量 表7.2项 目质 量 要 求孔洞、缺边、缺口不

18、允许边缘不整齐不超过10mm胎体露白、未浸透不允许每卷卷材的接头不超过1处，较短的一段不应小于1000mm，接头处应加长150mm2.2.2 作业人员要求：防水工程的施工应由经资质审查合格的防水专业队组进行施工。工作人员应持有当地建设行政主管部门颁发的上岗证。2.2.3 工作环境要求2.2.3.1找平层应干燥，坚实平整不起砂，含水率小于9%或空铺1m2卷材34h后检验未见水印即为合格。2.2.3.2 屋面的转角及大烟囱、出入孔等阴阳角找平层，要抹成平缓的半圆弧形。2.2.3.3 伸出屋面管道周围的找平层应做成圆锥台、管道与找平层间应留凹槽，并用嵌填密封材料。2.2.3.4 雨天、雪天严禁进行卷

19、材施工。五级风及其以上时不得施工，气温低于0时不宜施工，如必须在负温下施工时，应采取相应措施，以保证工程质量。热熔法施工时的气温不宜低于10。施工中途下雨、雪，应做好已铺卷材四周的防护工作。2.2.3.5夏季施工时，屋面如有露水潮湿，应待其干燥后方可铺贴卷材，并避免在高温烈日下施工。2.3 操作工艺（见图7.1）卷材防水施工工艺流程图（图7.1）基层表面清理、修补工作基层表面清理、修补工作喷、涂基层处理剂节点附加增强处理定位、弹张、试铺铺贴卷材收头处理、节点密封收头处理、节点密封清理、检查、修整保护层施工2.3.1 清理基层将施工部位的基层清扫干净。2.3.2 刷冷底子油冷底子油作为基层处理剂

20、主要用于热粘贴铺设沥青卷材。涂刷冷底子油的品种要视卷材而定，不可错用。涂刷要薄而均匀，不得有空气、麻点、气泡，也可用机械喷涂。如果基层表面过于粗糙，宜先刷一遍慢挥发性冷底子油，待其表面干后，在刷一遍快挥发性冷底子油。涂刷时间宜在铺贴前12d进行，使油层干燥而又不沾染灰尘。2.3.3 铺贴附加层在雨水口、檐沟、烟囱根部、阴阳角等部位预先用SBS卷材或涂膜贴一层增强加层。2.3.4 铺屋面卷材根据设计要求SBS改性沥青卷材可以采用空铺、点粘、条粘、满粘法施工，并要符合施工规范（GB502072002）要求。通常都采用满粘法，而条粘、点粘和空铺法更适合于防水层上有重物覆盖或基层变形较大的场合，是一种

21、克服基层变形拉裂卷材防水层的有效措施，设计中应明确规定、选择适用的工艺方法。空铺：铺贴卷材防水层时，卷材与基层仅在四周一定宽度内粘贴，其余部分不粘贴的施工方法；条粘法：铺贴卷材时，卷材与基层粘结面不少于两条，每条宽度不小于150mm；点粘法：铺贴防水卷材时，卷材或打孔卷材与基层采用点状粘结的施工方法。每平方米粘结不少于5点，每点面积为100mm100mm。无论采用空铺、条粘还是点粘法，施工时都必须注意，距屋面周边800mm内的防水层应满粘，保证防水层四周与基层粘结牢固，卷材与卷材之间应满粘，保证搭接严密。2.3.4.1 铺设方向卷材的铺设方向应根据屋面坡度和屋面是否有振动来确定。当屋面坡度小于

22、3%，卷材宜平行于屋脊铺贴；屋面坡度大于15%或受振动时，沥青卷材应垂直于屋脊铺贴；SBS改性沥青卷材可根据屋面坡度、屋面是否受振动、防水层的粘结方式、粘结强度、是否机械固定等因素综合考虑采用平行或垂直屋面脊铺巾。上下层卷材不得相互垂直铺贴。上下层卷材不得相互垂直铺贴。2.3.4.2对设有分格缝的屋面，对分格缝用防水油膏嵌缝，并铺贴一层卷材附加层（200mm宽，单边粘贴）。2.3.4.3 对设有保温层的屋面应在保温层和找平层中留置排气槽，要求排气道纵横贯通，每36m2设一排气孔，并与排气槽上铺贴一层卷材附加层（不少于200mm宽）。2.3.4.4卷材铺贴，平行于屋脊开始，从檐口开始往上铺，将喷

23、火枪（或喷灯）调整就绪，然后对准卷材与基层的交界面（喷枪与卷材的距离保持50100mm），在卷材表面热熔胶熔化并发黑有光泽时，进行滚动粘贴，卷材向前滚动时，要求边缘有热熔胶溢出，并用小刀刮平封实。在卷材滚动过程中，须对卷材压实，不许空鼓。2.3.4.5 卷材的搭接宽度（见表7.3） 卷材搭接宽度（mm） 表7.3卷 材种 类卷 材种 类铺 贴方 法短边搭接长边搭接满贴法空铺、点粘、条粘法满粘法空铺、点粘、条粘法沥青防水卷材10015070100SBS改性沥青防水卷材80100801002.3.4.6卷材之间（即边接缝）粘接时用喷枪对准上下层卷材烧至熔化，然后用力挤压边缘有热熔胶溢出，用刮刀修平

24、封实。2.3.4.7 卷材施工时，对屋面所有管道、烟囱口、水落口等节点周围及转角处剪开的卷材用密封胶封牢。2.3.5 细部防水做法2.3.5.1 天沟、檐沟、檐口防水做法a. 天沟、檐沟应增铺附加层，应采用防水涂膜作为增强层。b. 天沟、檐沟与屋面的交接处的附加层宜空铺，空铺的宽度不应小于200mm。（图7.2（1）a）c. 卷材防水层应由沟底翻上至沟外檐顶部，卷材收头应用压条或垫片钉压固定，并用密封材料封口。（图7.2（1）b）d. 高低跨内排水天沟与立墙交接处，应采用能适应变形的密封处理。（图7.2（1）c ）e. 铺贴檐口800mm范围内的卷材应采取满粘法。f. 卷材收头应压入凹槽，采用

25、压条或垫片钉压固定，并用密封材料封口。g. 檐口下端应抹出鹰嘴和滴水槽。2.3.5.2 女儿墙泛水防水做法a. 铺贴泛水处的卷材应采取满粘法。b. 女儿墙较低，卷材铺到压顶下，并用金属或钢筋砼板盖压。（图7.2（2）a）c. 砖墙卷材收头可直接铺压在女儿墙压顶下，也可压入砖墙凹槽上部的墙体应做防水处理。（图7.2（2）b）d. 女儿墙为混凝土时，卷材收头直接用压条固定与墙上，用密封材料封固，并在收头上部作柔性保护层。（图7.2（2）c）2.3.5.3 屋面变形缝的做法a. 变形缝的泛水高度不应小于250mm。b. 防水层应铺贴到变形缝两侧砌体的上部。c. 变形缝内宜填充泡沫塑料或沥青麻丝，上部

26、填放衬垫材料，并用卷材封盖，顶部应加扣混凝土或金属盖板，混凝土盖板的接缝应用密封材料嵌填。（图7.2（3）d. 在变形缝中间放置一条聚乙烯发泡棒或板，或先整个覆盖一层卷材，并向缝中凹伸，上放圆棒，圆棒是覆盖卷作形造型模架。e. 卷材盖过变形缝，并作成形，封闭处理，金属盖板或砼盖板作保护层。2.3.5.4 水落口处节点防水处理：a. 水落口杯上口的标高应设置在沟底的最低处。b. 防水层贴入水落口杯内不应小于50mm。c. 水落口杯周围500mm内增大坡度不应小于5%，并采用防水涂料或密封材料涂封，涂料厚度不应小于2mm。（图7.2（4）a）d. 水落口杯与基层接触处应留宽20mm、深20mm凹槽

27、，并嵌填柔性密封材料，避免水落口节点的渗漏发生。（图7.2（4）b）e. 水落口杯埋设标高应考虑水落口设防时增加附加层和柔性密封层的厚度及排水坡度加大的尺寸。2.3.5.5 伸出屋面管道及出入口防水做法a. 管道根部直径500mm范围内，砂浆找平层应抹出高度不小于30mm的圆台，管道与找平层间应留20mm20mm的凹槽，并嵌填密封材料，防水层收头处应用金属箍箍紧，并用密封材料封严。（图7.2（5）a）b. 管道根部四周应增铺附加层，宽度和高度均不应小于250mm。c. 屋面垂直出入口防水层收头应压在砼压顶圈下，水平出入口防水层收头应压在砼踏步下，防水层的泛水应设保护墙。（图7.2（5）b）2.

28、3.6 卷材防水层保护层施工应符合下列规定2.3.6.1用浅色涂料保护层时，应等卷材铺贴完成，并经检验合格，清扫干净涂刷。涂层应与卷材粘结牢固，厚满均匀，不得漏涂。2.3.6.2 用水泥砂浆作保护层时，表面应抹平压光，并应设表面分格缝，分格面积宜为1m2。2.3.6.3用块体材料作保护层时，宜留设分格缝。分格面积不宜大于100mm2；分格缝宽度不宜小于20mm。2.3.6.4用细石混凝土作保护层时，混凝土应振捣密实，表面抹光压光，并留设分格缝。分格面积不宜大于36m2。2.3.6.5 刚性保护层与女儿墙、山墙之间应预留宽度为30mm的缝隙，并用密封胶嵌填严密。2.3.6.6水泥砂浆、块材或细石

29、混凝土保护层与防水层之间设置的隔离层应平整，起到完全隔离作用。2.4 安全注意事项2.4.1卷材严禁在雨天、雪天、大风天气，温度低于5不得施工。中途下雨应做已铺卷材周边的防护工作。2.4.2 对石油液化罐、喷枪、喷灯的开关、连接件、胶管进行检查是否漏气、漏油，如发现应及时修理和更换。2.4.3在防水层上安装避雷带、天线、隔热板及各种管件和设备时，应谨慎作业，不得损坏防水层。2.4.4卷材宜直立堆放，并储放于通风的室内，切忌日晒、雨淋和于热源接触。2.4.5卷材操作人员必须穿长袖口衣服和长裤，并带手套，禁止赤脚或穿硬底、高跟鞋作业。2.5 过程能力预先鉴定在正式施工前，应对操作人员、材料、机具、

30、环境等过程能力进行预先鉴定，填写“特殊过程能力预先鉴定表”（程序文件表QCX093），并按照选择的防水参数进行试件送试，合格后方可正式生产。2.6 技术交底施工负责人应向班组进行技术交底。内容包括：施工部位、施工顺序、施工工艺、构造层次、节点设防方法、增强部位及做法，工程质量标准，保证质量的技术措施，成品保护措施和安全注意事项。2.7 特殊过程的连续监控2.7.1 需监控的技术参数：卷材厚度（见表7.4）、卷材搭接宽度（见表7.3）。2.7.2 监控的频次大于1000卷抽5卷，每5001000卷抽4卷，100499卷抽3卷，100卷以下抽2卷，进行规格尺寸和外观质量检验。在外观质量检验合格的卷

31、材中，任取一卷作物理性能检验。2.7.3 对技术参数的监控：应由操作人员自检和项目质检员专检予以实施。2.7.4 监控人员应对监控时实测到的技术参数记录入“特殊过程主要技术参数连续监控记录”（程序文件表QCX094）2.8 质量要求2.8.1 屋面不得有渗漏和积水现象。所使用的材料（包括防水材料，找平层、保温层、保护层、隔气层及外加剂、配件等）必须符合质量标准和设计要求。2.8.3 防水层的厚度和层数、层次应符合设计规定。2.8.4 结构基层应稳固，平整度符合规定，预制构件嵌缝密实。2.8.5 屋面坡度（含天沟、檐沟、水落口、地漏）必须准确，排水系统应通畅，找平层表面平整度不超过5mm，表面不

32、得有疏松、起砂、起皮现象。2.8.6 卷材的铺贴方法、搭接顺序应符合规定，搭接宽度准确，接缝严密，不得有皱折、鼓泡和翘边，收头应固定、密封严密。2.8.7 粒料、涂料、薄膜保护层应覆盖均匀严密，不露底，粘结牢固，刚性整体保护层不得松动，分格缝留置应准确，与防水层之间应有隔离层。板块保护层应铺砌平整，勾缝严密，其分格缝的留设也应正确。2.8.8 节点做法必须符合设计要求，搭接正确，封固严密，不得翘边开缝。2.8.9 空铺、条粘、点粘法施工时，卷材粘贴面积、位置应符合要求。2.9 质量检验防水工程各分项工程的施工质量检验批量应符合下列规定：2.9.1 SBS改性沥青卷材防水工程应按防水工程面积每100m2抽查一处，每处10m2，且不得少于3处。2.9.2接缝密封防水，每50m应抽查一处，每处5m，且不得少于3处。2.9.3主控项目（卷材防水工