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《自由度机械手下位机与上位机控制系统的设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、基于下位机与上位机三自由度机械手控制系统的设计TheDesignofManipulatorControlSystemofThreeDOFsBasedonHypogynousandHostmachine王晓平李小京WangxiaopingLixiaojing(天津工业大学电气工程与自动化学院天津300160)(DepartmentofElectricaEngineeringandAutomationTianjinPolytechnicUniversityTianjin300160)摘要由于三自由度机械手能够在三维空间中完成升降、平移、旋转基本指令，并且PLC技术的控制能力强，能实现模拟量的控
2、制，可靠性高、抗干扰能力强、可编程等优点，所以选用PLC作为此控制系统的下位机，用于控制比较恶劣环境下机械手的动作。同时为了适应实时性，加快工作效率，此次系统还采用了单片机作为上位机与PLC进行串行通讯，用VB软件实现。关键词：三自由度机械手下位机上位机串行通信ABSTRACTAsthe3-DOFmanipulatorcanbecompletedinthree-dimensionalspace,lifting,shifting,rotatingthebasicinstructions,andthePLCcontroltechnology,strongabilitytoachievecont
3、rolofanalog,highreliability,stronganti-jammingcapability,programmable,etc.,soPLCcontrolsystem,asthisselectionofthenext-bitmachine,usedtocontroltherelativelyharshenvironmentofmechanicalmovementofthehands.Meanwhile,inordertoadapttoreal-time,improvetheirworkefficiency,thissystemalsousesamicrocontroll
4、erasthehostcomputerandthePLCserialcommunicationwithVBsoftwareKeywords:3-DOFmechanicalhands-bitmachinehostcomputerserialcommunication.0.概述由于三自由度机械手能够在三维空间中完成升降、平移等基本指令，而二自由度机械手仅能在一个平面内动作，因此有必要设计一种较高自由度机械手来满足实际中有较高要求的需要，并将研究成果应用到企业的生产实际中。另外PLC技术的控制能力强，能实现模拟量的控制，可靠性高抗干扰能力强、可编程、等优点。因此，基于对工厂控制系统的强抗干扰能力
5、的要求，我们进行了机械手的PLC控制改造，通过本课题的研究,要求掌握基于PLC的三自由度机械手系统的设计方法,能够将这些先进的设计方法应用到其它自化设备的开发当中；从而实现提高产品质量,缩短开发周期和降低开发成本。是PLC无法进行复杂的运算和显示各种实时控制图表,人机交互性差,不便于监控。在当今的实际工程应用中,常采用上位计算机和PLC构成的分布式控制系统,完成整个系统的控制任务,这就需要使用PLC的通信技术。采用三菱FX系列PLC作为下位机,完成控制量输出、传感器数据的采集等工作;个人计算机作为上位机,用来发送控制命令、完成传感数据的分析、处理和显示等功能,实现对机械手动作的实时监控。1
6、.系统结构图1.1系统硬件连接本系统采用FX系列PLC作为下位机,上位机串行接口通过SC209转换接口与PLC编程口相连,形成系统通信的物理通道,完成RS2232与RS2422信号间的相互转换。FX系列PLC提供一个RS2422异步通信口(称编程口),该通信口具有双重功能,其一功能是采用简易编程器或SWOPC2FXGPöWIN2C软件及其他编程软件对PLC进行编程和下载,在PLC运行时对其内部各器件的状态和数据进行监控。另一功能是根据用户需要,按照PLC的通信协议与上位机进行数据通信。可编程控制器(PLC)是一种专门为工业应用而设计的进行数字运算操作的电子控制装置。由于其具有可靠性高,功能
7、强,编程简单,人机交互界面友好等特性而广泛用于工业控制系统。硬件连接图如图1所示。运动状态显示PLC限位开关交流电机驱动器交流电机机械手SC09PC机物体图1系统硬件连接图1.2系统硬件选型此次机械手电机的驱动部分使用型号为SH-2H057的步进电机驱动器来驱动步进电动机的运行，在PLC系统设计时，首先应确定控制方案，下一步工作就是PLC工程设计选型。工程设计选型和估算时，应详细分析工艺过程的特点、控制要求，明确控制任务
