气动机械手的自动控制和上位机监控设计

气动机械手的自动控制和上位机监控设计张平洋,吴向前盖晓华(新疆大学电气工程学院，新疆乌鲁木齐830008)[摘要]本设计采用松下FP1-C40型PLC为控制器，以组态王软件为上位机开发平台。通过分析控制动作流程，完成PLC程序设计，实现了气动机械手将不同颜色的物块搬运到指定位置。通过组态软件设计系统图形界面，定义I/O设备，构造数据库，建立动画连接及联机调试，实现了上位机对系统的实时监控。控制安全可靠，监控界面友好。[关键词]气动机械手；FP1-C40；上位机；实时监控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介在现供代工队业中喜，麦工业悲机械士手是厨自动吵控制童领域笋的驾一个司广泛取关注摄的焦厦点巴，并抓已毯成为侨现代宇自动率化饮生产乞领域幸的一泼个重瞧要组将成部辽分庭。甲本课粮题采榜用松吹下非FP讽1典—萝C4膀0份型皂PL皮C您，根牛据班控制积要求节对机程械手停系统斯进行柜PL煮C滋程序盒设计草，享实现艳机械衫手系威统将列不同震颜色役的物溪块搬潜运到感指定闭位置币，产并至以捐组态绝王享软件糟为开拳发平务台效，百实现寒对机限械手厦分拣垦物料寨工况棋的广上位钞机趟实时旧监控墨。练此机矩械手搭监控裳系统叫可移酸植应锋用于凯一些窑工业搏产品遣的分镰拣装闸箱倘，可惨大大俊提高厦工作禽效率袋，并聚能使推人体锦避免签接触茂一些或对人误体有认害的骑化工脏产品浴，番提淋高多工厂挺的遗工作触安占全性叔。约1案机械堡手控萝制系寨统硬锈件设好计怠硬件汽总体悄方案腔设计州气动哈机械拍手自熔动控泛制系鹊统铅整体猛结构故图脂如图萝1杰所示误，挂主要宵设备抽有：以计算扎机屯、钩松夹下复FP项1-奴C4献0希型巧PL丑C尖和机茧械手须工作益台，扫其中盯机械迷手工零作台匪主要穗包括营以下慎部分增：架24纤V迅稳压蚀电源垃、空肝气压岗缩机应、电钟感式毕接近乡开关画、盐色标狼传感圈器虎、电躲控换舞向阀燃和气绳缸。祸图郑1厘气动才机械污手自坑动控奔制系职统饼整萍体结拼构兔图息松下宾FP随1-削C4湖0挂是准机械古手悼系统神的控伸制器食，通喝过编荡程实柏现对荡机械馅手部装置态的控灭制，理以组板态软亲件为删开发谁平台仅，实堵现上龄位机蚊实时金监控乌。稳找压电掩源为悠PL慕C岸、电坑控阀尾、鸟电感帐式接工近开被关及撇色彩岁识别溉元件超供电狂，空贺气压延缩机测为衬气缸谊动作刻提供跑动力氧。通恢过电元感式雕接近煮开关豪信号萝变化疼，借章助家电控梳换向匆阀改迎变气石缸的个运动倚方向瞧，实吗现机纽械手混抓取暖和松怀开物照块，冠及机吼械大垮小臂默前后侍、上勉下动述作，仇完成婆传送纲物块踢任务悲。锹色标辨传形感器革用来泽检测嚷物块跨的颜踢色，惠使机械械手禾装置进分拣男不同鼻颜色谅的物睛块到树指定诚位置累。沈机械馒手控水制系倘统污I/纠O腹接线寒此米机械迎手控业制系葵统共谷有愈3膜3棍个素I/至O挎点，铅其身中裂2寨2俱个输考入桃点施，禽1题1贪个输纱出谁点闻，铁根关据颗I/烂O增分配增表，类焊接赞电感多式接胸近开冻关、云色标渐传感不器，骡以及植电控粘换向辞阀青的电吊源线烤、信盾号线姨于输骡入输发出端圾子排忧，其璃中舞PL尸C筒面板眉上市的叛CO补M温均与崇电源美的正荐极相枯连，哥上面私的输趋入奔/稠输出痕端子旷均暗与织CO渗M懂在阴PL蓄C揭的内仓部相滩连。飞现场皱的接斗线面盲板炉上皮CO极M翠均与嘴电源价的负蛋极相糠连，滚现场依的输洁入唱/号输出色元件榨的负梳极均沾与捉CO壶M企在现施场面梦板的云内部优相连踪，确从而银构成墓控制弯回路阵。抚机械时手控杨制系浊统狸I/很O醉接线名如图榨2歪所示慎，其趋中振，实柄线表嫁示正管极引蹈线，损虚脂线表耕示负包极引芳线跨。思图扬2粮机械季手控夫制系桥统多I/事O乳接线聪图躬2赴机械录手控镇制系棕统软俭件设小计渔2.爸1锋机械另手控牧制系嘉统程割序流板程图沫设计奋根据漂机械弱手控休制系馋统的鸦工作额要求魔，即正把三而种不稿同颜咬色的牧物块诞搬运遭到指中定位趟置，里机械夹手控暖制系发统程奸序流少程图夏如断图或3评所示镰。东图友3慨机械辉手控洞制系译统程晋序流貌程图阶2.间2叫机械恳手控尾制系薄统下傻位机乳程序架设计蛛FP币WI串N-小G他R畏软件墓是松旬下电梯工为肺其锹F疯P忌类型哗可编颂程控关制器辞提供披的搭编程份软件石。鸟FP税WI厕N像G导R丢除崖有富编写穷、修汗改鼓程序乐等基酷本功档能饶外，蛮该软元件也淡支表持陶PL地C稠在线穿状态该监控视等和功能难。如此机博械手赔控制巴系统膝的程纳序包窗括物吊料台距传送型物块劲、机内械惧手蒜1吼取放代物块抗、中残间传终送台总传送危物块超、袍色彩难识别含定位键物块衡存放恰位置态和机侧械跃手宝2无取放版物块章五部乳分，笑这里物只分卵析色舅彩爪识别她定位棉物块导存放茎位置户程序命，供程序伸如带图址4呀所示细。太当中来间检精测开年关询检测限到的来物块异是黑简色的转时适，皱X1凉4仔、压X1芦5狡均处觉于断奏开状圈态，概1架0泼号睁和奥1句1梅号气托缸均各不动孟作，营物块碎放刺到认1孕号槽须；当膛检测韵到的传物块赌是粉霞红色惊时鸭，积X1卸4尸处于艰闭合惯状态盾，祖X1教5吐处于申断开索状态钥，尘通过渐中间滚寄存公器热R克4却使播1贴0稿号气燃缸动烤作，可物块谣放高到期2孙号槽掠；当哀检测层到的肾物块戚是白传色贼时碰，陵X1稳4顷、考X1嘉5流均处嫂于闭赢合状芝态，墨，至通过粒中间仪寄存遍器抽R汪5头使灵1揭0用号锤和汁1绣1魂号气祥缸均致动作蛙，膊物块热放笋到立3签号槽部。另邪外，话当定昼时狱器乌T9棚3猛延时北到烂，名1施0钞和挺1辉1罚号气挣缸均跳复位懂。厦图促4京通过售色彩穴识别寒定位津物块子存放丈位置碍程序锈2.故3弯下位历机控子制程炼序调烫试晃FP室WI塔N嗓G牛R鞭软件得与挥PL狸C棚的通壶信恶使彩用元RS障23旨2希串口缝通信女，县与拖编程脊计算亩机嘉相连乓的搬是拌RS丝23菌2C缠端烟，困与吧PL厚C洁相连擦的舍是貌RS定42差2妨端栽。慈FP睡WI扶N榨G谁R救编程阴软件袍与肚PL训C蹈通信射调试蜂经验压总结送如下吊：装当收PL群C巷上载库或者睡下载福程序水时章，吐PL况C焦必须林处庙于县PR冻O赖G剥状态谈，不商能处胆于旧RU麦N宴状态胆，而剑且幻PL困C伸不能顾与上灵位机颈监控筐软件佳处于目通信赠状态岸，否查则率操作佳会失宝败。嫂FP脾WI搬N吧G勺R逮编程心软件芹内设讲定卖的扭CO勤M丢口哗与攀PL水C掀和计凑算机兄相连逐的去CO辆M验口必瓜须一砌致，绑而且扮通讯炮参数罚设置害应如相同侍，否讲则床通舒信摔会失涉败。也程序乡编译对后，这若没格经过栽FP建WI悬N汤G播R职软件交总体酸检查难，且填程序摆编写励有错扰误时退，研程序盼可以估下载战到摊PL因C直，但扫运行或时程酸序不笑会尖被耍执行御，蒜故扶在下创载程花序翠到角PL校C以时，没应缎先对章程序斤进行福总体陷检查狗。事2.坐4胜机械塞手控连制系必统上冠位机端监控如设计呼组态扫软件融是在肃自动啄测控踢系统屯监控丙层一窃级的非软件储平台指和开愈发环烈境，崇能以配灵活萝多样稀的组境态方趁式提启供良佣好的咬人机雀界面淹，逝此设姜计使浇用的释组态愈王软柴件是理我国侵自主隶研发挨的上泡位机奇监控蔬软件籍，头其与功能迷完善犹，易旱学易某用。断设计碗组态婆王工架程的酿一般批过程姐是：导图形惹组态资、漫I/洗O拢设备供组态眼、以I/见O紧变量傲组态夏和坐动画污连接弹。乐2.拘4曾.将1岛图形孝组态典有效猪的利顶用菜碌单栏捕里的俘各种惊工具垄及图足库模蒙型是心快速洞建立擦图形救画面谜的有但效方江法。军机械辰手村装置及静态随画面液如嚼图究5护所示专。香图知5辨机械剂手秒装置轧静态溪画面慨2.浇4.原2厉按I/桌O委设备据组态遥在工瓦程浏渣览器烫的芦目录狗区，威用鼠毫标左愤键单绵击项塑目管粥理中边设备俊下税的勾CO览M趁1株，皆从树很形设弯备列业表区编中集选驻择伙PL鲜C碎子目钻录下悼的松骑下房F暴P岔系列玩的燕FP氏1C排4隶0讽型，订单援击危“第下一伪步因”周按钮享，则剪弹出饭设备昏配置叛向裹导狠“延选择轰串口赔号野”截对话筛框，浴为配硬置的氧串行旗设备称指定勺与计你算机触相连寿的串晴口号混，乒并进永一步放为串卫口设娘备指弦定设海备地阁址，奋最后邀设定桃通信流参数抓，掠则佩完成妹了抓I/华O姿设备替组态晴。砍2.暗4.祥3效I/琴O蚀变量盈组态缸组态舌王工粒程中散，厦不同女的搜PL恩C狸定乌义骗I/汗O独变量故时瓣，粗地址塑形式消有所滤不同翠，对笛于松圾下洪FP慕1-旧C4环O娃型章PL妄C荷，离祥散匹I/俭O刻变量状的地顷址是庄＊喉.0亚—惩＊霉.撞Ｆ，舱即按爪十六卫进制件的方红式进煮行设战定。而如果插变量蹈地址概设计盐形式窜出错塔，鬼组酷态王恭与暮PL惰C悉联机费调试私时甩，碎通信垄会犁失败却。飘2.字4押.渴4可动画挠连接趁组态侄王开旱发系常统中流的画随面都除是静袖态的喉，阻要想鉴反映驴机械犯手绪的佳工作过状况恢，渗需要汁把倦I/两O位变量硬和静晚态画茄面中击的图鉴形进迎行恋“依动画负连迟接迷”济，此膝设计耽的聪输出笋动画交均玩用躲输入禽变量虎的珍与群或映运算愿表达凡式杜，泉结合怨组态闪王的田隐含微功能扮实现减。棒3岩联机捷调试但在运姥行组竿态王怪工程牵之前胳，泳根据皮需要得可遵在都组态雾王参开发址系统挂中对级运行麦系统储环境业进行练配置抚。希组态根王软付件烘与阴PL贞C携联机邪调试踏经验碰总结灰如下魄：辉1贺）在通联机造调试躲时，千如果切某一烈个李I/毫O狱端子指接触艺不良杨，可源能就络会引孔起些系统因不能县正常绞运行行，录故般联机块调试祝时弟不旦能铲盲目浪修改弱程序肌，还时要倦确保怪硬件你设计卷的可惩靠性者。酬2蔬）组积态王涌工亩程凶设定刑的录CO慢M悦口喊与柴PL衣C罗和计富算机绪相连额的民CO纵M膏口必困须一斤致，大而且污通讯盏参数玻设置躲应蒸相同批，否屠则仍通信异会失桂败。上3位）醋当盟PL亦C火与捆FP碧WI伐N遍G剪R辈编程牌软件乳正在盲通信霞的条租件下访，联滑机调骗试酸通信塑会失得败。宵故霜联机著调试盆前，何应查先喊退出久FP雪WI强N轿G宁R乏编程辨软件侄。间4果）素联机杠调试蓄时隙，克若窝机械梢手工竭作台冠附近腥有较柱剧烈跃振动出时，独色彩荡识别掠会出说现错病误，杀可能嘱所有为物块葬都会偏分拣烦到警同一绪个剧物料孕槽内绵，故望在联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