plc機械手控制系統(tǒng)文獻綜述(包括外文翻譯)

1、<p>　　基于PLC的機械手控制系統(tǒng)</p><p>　　機械工業(yè)是國民的裝備部，是為國民經(jīng)濟提供裝備和為人民生活提供耐用消費品的產(chǎn)業(yè)。機械工業(yè)的規(guī)模和技術水平是衡量國家經(jīng)濟實力和科學技術水平的重要標志。因此，世界各國都把發(fā)展機械工業(yè)作為發(fā)展本國經(jīng)濟的戰(zhàn)略重點之一(張志獻，2002)。新世紀，生產(chǎn)水平及科學技術的不斷進步與發(fā)展帶動了整個機械工業(yè)的快速發(fā)展?，F(xiàn)代工業(yè)中，生產(chǎn)過程的機械化，自動化已成為突出

2、的主題。然而在機械工業(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，不僅費時而且效率不高。同時人的勞動強度非常大，有時還會出現(xiàn)失誤及傷害。顯然，這嚴重影響制約了整個生產(chǎn)過程的效率和自動化程度。機械手的應用很好的解決了這一情況，它不存在重復的偶然失誤，也能有效的避免了人身事故(楊永清等，2008)。</p><p>　　在機械工業(yè)中，機械手的應用具有以下意義。</p><

3、;p>　　應用機械手，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，加快實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)機械化和自動化的步伐。</p><p>　　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。而應用機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，

4、在一些動作簡單但又重復作業(yè)的操作中，以機械手代替人手進行工作，可以避免由于操作疲勞或疏忽而造成的人身事故。</p><p>　　應用機械手代替人手進行工作，這是直接減少人力的一個側(cè)面，同時由于應用機械手可以連續(xù)地工作，這是減少人力的另一個側(cè)面。因此，在自動化機床和綜合加工自動生產(chǎn)線上目前幾乎都設有機械手，以減少人力和更準確地控制生產(chǎn)的節(jié)拍，便于有節(jié)奏地進行生產(chǎn)。</p><p>　　隨著現(xiàn)

5、代工業(yè)技術的發(fā)展，工業(yè)自動化技術也越來越高，工人工作環(huán)境和工作內(nèi)容也要求理想化簡單化，對于一些往復的工作由機械手遠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。對于機械手的研究國內(nèi)外的水平不一，但代表當今最先進的技術在日本，他的自動化，人性化令人嘆為觀止，這些技術依賴于控制理論、新材料科學，它是融合各種尖端技術的現(xiàn)代機器。我國也陸續(xù)在工業(yè)中有所應用，對于自動控制，柔性制造系

6、統(tǒng)中應用更為廣泛，但我國的自動化水平有待提高，只相當于世界先進技術在八十年代的水平。隨著工業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展，機械手技術也隨之提高，發(fā)展的趨勢是工作強度高，靈活性強，準確可靠，可以自動檢測并下達動作命令，融入先進的人工智能，使人只作平時的簡單的維護，這也是現(xiàn)代工廠的發(fā)展趨勢。</p><p>　　目前國內(nèi)機械手主要用于機床加工、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

7、步擴大應用范圍，重點發(fā)展鑄造、熱處理方面的機械手，以減輕勞動強度，改善作業(yè)條件，在應用專用機械手的同時，相應的發(fā)展通用機械手，有條件的還要研制示教式機械手、計算機控制機械手和組合機械手等。同時要提高速度，減少沖擊，正確定位，以便更好的發(fā)揮機械手的作用。此外還應大力研究伺服型、記憶再現(xiàn)型，以及具有觸覺、視覺等性能的機械手，并考慮與計算機連用，逐步成為整個機械制造系統(tǒng)中的一個基本單元。</p><p>　　國外機械手

8、在機械制造行業(yè)中應用較多，發(fā)展也很快。目前主要用于機床、橫鍛壓力機的上下料，以及點焊、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。國外機械手的發(fā)展趨勢是大力研制具有某種智能的機械手。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，重點是研究視覺功能和觸覺功能。目前已經(jīng)取得一定成績。</p><p>　　目前世界高端工業(yè)機械手均有高精化，高速化，多軸

9、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，運行速度可以達到3M/S，量產(chǎn)產(chǎn)品達到6軸，負載2Kg的產(chǎn)品系統(tǒng)總重已突破100Kg。更重要的是將機械手、柔性制造系統(tǒng)和柔性制造單元相結(jié)合，從而根本改變目前機械制造系統(tǒng)的人工操作狀態(tài)。同時，隨著機械手的小型化和微型化，其應用領域?qū)黄苽鹘y(tǒng)的機械領域，而向著電子信息、生物技術、生命科學及航空航天等高端行業(yè)發(fā)展。</p><p>　　本設計是利用可編程控制器

10、PLC作為載體的一套機械手驅(qū)動裝置，用來實現(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控制參數(shù)。</p><p>　　通過對學校圖書館提供的數(shù)據(jù)庫以及網(wǎng)絡上存在的資料的搜集，我查詢到了很多有關于本課題的文獻資料。它們包括圖書、期刊、學術論文等。這些文獻涉及了有關本設計的各個方面能較好的為完成設計作為參考。</p><p>　　綜合各個文獻的內(nèi)容可以看到PLC有以下優(yōu)點，它能適應工業(yè)

11、現(xiàn)場的惡劣環(huán)境，可靠性高。在工業(yè)生產(chǎn)中一般要求控制設備具有很強的抗干擾能力。而PLC在這方面的獨到之處有：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；設置濾波環(huán)節(jié)，以消除外部干擾和各模塊之間的干擾影響；采用連鎖及互鎖控制、自診斷電路和模塊式結(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。</p><p>　　其他實用方面的優(yōu)點有1.

12、PLC軟件簡單易學。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，工業(yè)控制中廣泛用于以下三種控制：(1)開關量順序、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、連鑄機、費剪等控制系統(tǒng)；機械行業(yè)各種自動生產(chǎn)線、自動加工機床、機械手、龍門銑床等控制；輕工業(yè)中的注塑機、包裝機、食品加工機械等。(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、

13、算術運算、函數(shù)運算、邏輯運算、數(shù)據(jù)傳輸、轉(zhuǎn)換、捧序和查表等操作。</p><p>　　綜上用PLC作為控制系統(tǒng)控制機械手寫字的設計是一種方便、實用、可靠的控制系統(tǒng)設計方案。通過收集各種資料和初期的規(guī)劃我已對將要進行的設計非常了解，相信在老師的指導和我自己的努力下我可以很好的完成設計任務，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。</p><p><b>　　外文

14、原文及其翻譯：</b></p><p>　　The advantages of PLC control</p><p>　　Any control system goes through four stages from conception to a working plant. A PLC system brings advantages at each stage.<

15、;/p><p>　　The first stage is design; the required plant is studied and the control strategies decided. With conventional systems design must be complete before construction can start. With a PLC system all that

16、 is needed is a possibly vague idea of the size of the machine and the I/O requirements (how many inputs and outputs). The input and output cards are cheap at this stage, so a healthy spare capacity can be built in to al

17、low for the inevitable omissions and future developments.</p><p>　　Next comes construction. With conventional schemes, every job is a ‘one-off’ with inevitable delays and costs. A PLC system is simply bolted

18、 together from standard parts. During this time the writing of the PLC program is started (or at least the detailed program specification is written).</p><p>　　The next stage is installation, a tedious and e

19、xpensive business as sensors, actuators, limit switches and operator controls are cabled. A distributed PLC system using serial links and prebuilt and tested desks can simplify installation and bring huge cost benefits.

20、The majority of the PLC program is written at this stage.</p><p>　　Finally comes commissioning, and this is where the real advantages are found. No plant ever works first time. Human nature being what it is,

21、 there will be some oversights. Changes to conventional systems are time consuming and expensive. Provided the designer of the PLC system has built in spare memory capacity, spare I/O and a few spare cores in multicore c

22、ables, most changes can be made quickly and relatively cheaply. An added bonus is that all changes are recorded in the PLC’s program and com</p><p>　　There is an additional fifth stage, maintenance, which st

23、arts once the plant is working and is handed over to production. All plants have faults, and most tend to spend the majority of their time in some form of failure mode. A PLC system provides a very powerful tool for assi

24、sting with fault diagnosis. </p><p><b>　　外文文獻翻譯：</b></p><p><b>　　PLC的控制優(yōu)勢</b></p><p>　　任何控制系統(tǒng)從概念到進入工廠工作都要經(jīng)歷四個階段。 PLC系統(tǒng)在每一個階段都有優(yōu)勢。 </p><p>　　第一階段

25、是設計，對工廠的需要進行研究和制定控制策略，傳統(tǒng)的運行平臺的設計和制造必須在設計進行前完成。PLC系統(tǒng)僅僅需要的是一個模糊的關于機器的可能大小的想法和I/O數(shù)量的要求（多少輸入和輸出接口）。在這個階段輸入和輸出芯片十分便宜，所以可以內(nèi)置一個很健全的備用容量，它允許用來補充遺漏項目和為未來的擴充做準備。</p><p>　　其次是設計。傳統(tǒng)的方案是，每一項工作都是“一次成型”這不可避免的造成了工程拖延和增加成本。一

26、個的PLC系統(tǒng)使用最簡單的標準件螺栓連接在一起。在這樣的連接下開始編寫 PLC程序（或者至少是寫入詳細的程序規(guī)范）。 </p><p>　　下一階段是安裝，安裝是一種繁瑣和昂貴的工作，例如安裝傳感器、執(zhí)行器、限制開關系統(tǒng)和主機的連接。分布式PLC系統(tǒng)使用串行鏈路式的預編譯，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。 </p><p>　　最后是調(diào)試，而這正

27、是PLC真正的優(yōu)勢被發(fā)掘的部分。沒有任何設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)變動情況的耗時和昂貴相比，PLC的設計師提供了系的內(nèi)置備用內(nèi)存容量、備用I/O和一些備用多芯電纜線，多數(shù)的變動能迅速和相對便宜的完成。另外一個好處是，所有的變化PLC都有記錄，程序的調(diào)試和修改不會因為沒有被記錄而遺失，這是一個經(jīng)常發(fā)生在常規(guī)系統(tǒng)中的問題。 </p><p>　　還有一個額外的第五階段，維護，一

28、旦啟動工作，并移交生產(chǎn)就產(chǎn)生了維護的問題。所有設備都有缺點，大多數(shù)設備在錯誤的模式中度過了它們的大部分的時間。 PLC系統(tǒng)提供了一個非常強大的工具幫助診斷故障。</p><p><b>　　參考文獻：</b></p><p>　　[1] 《電氣控制系統(tǒng)與可編程控制器》 機械工業(yè)出版社.常曉玲主編</p><p>　　[2] 《檢測與轉(zhuǎn)換技術

29、》 機械工業(yè)出版社.常健生</p><p>　　[3] 《PLC應用開發(fā)實用子程序》 人民郵電出版社.賈德勝</p><p>　　[4] 《三菱FX2N系列PLC應用技術》 機械工業(yè)出版社.劉建華</p><p>　　[5]《PLC原理與應用》 清華大學出版社.俞國