1 前言

　　特殊工況環(huán)境(如高溫、腐蝕、輻射、有害氣體等)中，具有遠(yuǎn)程控制與監(jiān)控功能的機(jī)械手不僅可使人脫離惡劣的勞動(dòng)條件，完成人體不能直接接觸或難以接近的特殊作業(yè)，而且還能長(zhǎng)時(shí)間地安全工作，提高生產(chǎn)率和保證產(chǎn)品質(zhì)量?，F(xiàn)代機(jī)械手基于主從控制方式，其執(zhí)行部分常為電機(jī)驅(qū)動(dòng)，但此類機(jī)械手價(jià)格較貴，限制了在一些場(chǎng)合的廣泛應(yīng)用。氣動(dòng)機(jī)械手結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功率體積比高、無(wú)污染、抗干擾性強(qiáng)。近年來(lái)，隨著氣動(dòng)技術(shù)的迅速發(fā)展，氣動(dòng)元件及氣動(dòng)自動(dòng)化技術(shù)已越來(lái)越多地應(yīng)用于機(jī)械手中。綜合電機(jī)驅(qū)動(dòng)與氣動(dòng)的優(yōu)勢(shì)，本文提出一種四自由度混合驅(qū)動(dòng)工業(yè)機(jī)械手結(jié)構(gòu)模型及控制系統(tǒng)，采用電機(jī)與氣壓驅(qū)動(dòng)相結(jié)合，利用電機(jī)傳動(dòng)控制精度高的特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的準(zhǔn)確定位，利用氣壓驅(qū)動(dòng)優(yōu)勢(shì)實(shí)現(xiàn)快速接近及抓取物料的動(dòng)作；控制系統(tǒng)以S7—200 PLC為底層設(shè)備控制器，上位計(jì)算機(jī)通過(guò)串口與PLC組成監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程分步動(dòng)作控制和遠(yuǎn)程循環(huán)動(dòng)作控制等功能，以滿足特殊環(huán)境下遠(yuǎn)程操控要求。

2 機(jī)械手總體設(shè)計(jì)

　　2.1 機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　從功能角度看，機(jī)械手由原動(dòng)機(jī)、執(zhí)行系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等幾部分組成，在結(jié)構(gòu)總體設(shè)計(jì)中，傳動(dòng)系統(tǒng)通過(guò)對(duì)原動(dòng)機(jī)的輸出進(jìn)行運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力變換，帶動(dòng)多個(gè)執(zhí)行件動(dòng)作，以滿足系統(tǒng)要求。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本參數(shù)主要有工作空間、運(yùn)動(dòng)自由度、有效載荷、運(yùn)動(dòng)精度等。依據(jù)工作要求，四自由度混合氣動(dòng)機(jī)械手工作空間為球體的一部分，采用極坐標(biāo)形式。除手爪-15°～300開合動(dòng)作外，需實(shí)現(xiàn)機(jī)身-90°～90°回轉(zhuǎn)、手臂-45°~10°俯仰、手臂伸縮、手腕-180°~+180°旋轉(zhuǎn)四個(gè)自由度，負(fù)載能力2 kg。在機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案可行性分析中，將各模塊功能的擬草求解方案與其他可達(dá)到同樣目標(biāo)的可行性方案進(jìn)行比較擇優(yōu)，列出其形態(tài)學(xué)矩陣，分析對(duì)比各主要傳動(dòng)方式的優(yōu)缺點(diǎn)及機(jī)械手設(shè)計(jì)具體要求，最終確定各子功能解法為：機(jī)身、手腕旋轉(zhuǎn)(采用蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu))、手臂伸縮、手指開合(采用氣動(dòng)裝置)、手臂俯仰(采用螺旋副及連桿機(jī)構(gòu))。機(jī)械手傳動(dòng)原理如圖1所示。

圖1 四自由度混合型氣動(dòng)機(jī)械手傳動(dòng)原理

　　2.2 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)中，對(duì)機(jī)械手的位置、速度等進(jìn)行控制，由于機(jī)械手的結(jié)構(gòu)是一個(gè)空間開鏈機(jī)構(gòu)，各關(guān)節(jié)動(dòng)作獨(dú)立，為實(shí)現(xiàn)末端點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡，需要多關(guān)節(jié)協(xié)調(diào)動(dòng)作?；旌闲蜌鈩?dòng)機(jī)械手采用S7-200 PLC(CPU226CN)進(jìn)行程序控制，對(duì)相鄰點(diǎn)之間的運(yùn)動(dòng)軌跡不作具體規(guī)定，僅控制離散點(diǎn)上工業(yè)機(jī)械手指的位姿，要求盡快而無(wú)超調(diào)地實(shí)現(xiàn)相鄰點(diǎn)間的運(yùn)動(dòng)?？刂乒δ苣K中，電磁閥、直流電機(jī)、觸動(dòng)開關(guān)控制功能均由$7-200PLC(CPU226 CN)實(shí)現(xiàn)，手臂伸縮長(zhǎng)度、手臂俯仰程度、手指開合角度控制均由觸動(dòng)開關(guān)控制；機(jī)身、手腕旋轉(zhuǎn)角度通過(guò)對(duì)直流電機(jī)的位置控制實(shí)現(xiàn)，手臂伸縮均勻移動(dòng)功能由流量控制閥通過(guò)控制氣流量實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)設(shè)置三種控制方式：遠(yuǎn)程分步動(dòng)作控制、遠(yuǎn)程循環(huán)動(dòng)作控制和工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制，前兩種控制方式在上位機(jī)監(jiān)控界面上進(jìn)行操作控制，后一種控制方式在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)設(shè)備控制面板按鈕實(shí)現(xiàn)。

1 前言

　　特殊工況環(huán)境(如高溫、腐蝕、輻射、有害氣體等)中，具有遠(yuǎn)程控制與監(jiān)控功能的機(jī)械手不僅可使人脫離惡劣的勞動(dòng)條件，完成人體不能直接接觸或難以接近的特殊作業(yè)，而且還能長(zhǎng)時(shí)間地安全工作，提高生產(chǎn)率和保證產(chǎn)品質(zhì)量。現(xiàn)代機(jī)械手基于主從控制方式，其執(zhí)行部分常為電機(jī)驅(qū)動(dòng)，但此類機(jī)械手價(jià)格較貴，限制了在一些場(chǎng)合的廣泛應(yīng)用。氣動(dòng)機(jī)械手結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功率體積比高、無(wú)污染、抗干擾性強(qiáng)。近年來(lái)，隨著氣動(dòng)技術(shù)的迅速發(fā)展，氣動(dòng)元件及氣動(dòng)自動(dòng)化技術(shù)已越來(lái)越多地應(yīng)用于機(jī)械手中。綜合電機(jī)驅(qū)動(dòng)與氣動(dòng)的優(yōu)勢(shì)，本文提出一種四自由度混合驅(qū)動(dòng)工業(yè)機(jī)械手結(jié)構(gòu)模型及控制系統(tǒng)，采用電機(jī)與氣壓驅(qū)動(dòng)相結(jié)合，利用電機(jī)傳動(dòng)控制精度高的特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的準(zhǔn)確定位，利用氣壓驅(qū)動(dòng)優(yōu)勢(shì)實(shí)現(xiàn)快速接近及抓取物料的動(dòng)作；控制系統(tǒng)以S7—200 PLC為底層設(shè)備控制器，上位計(jì)算機(jī)通過(guò)串口與PLC組成監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程分步動(dòng)作控制和遠(yuǎn)程循環(huán)動(dòng)作控制等功能，以滿足特殊環(huán)境下遠(yuǎn)程操控要求。

2 機(jī)械手總體設(shè)計(jì)

　　2.1 機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　從功能角度看，機(jī)械手由原動(dòng)機(jī)、執(zhí)行系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等幾部分組成，在結(jié)構(gòu)總體設(shè)計(jì)中，傳動(dòng)系統(tǒng)通過(guò)對(duì)原動(dòng)機(jī)的輸出進(jìn)行運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力變換，帶動(dòng)多個(gè)執(zhí)行件動(dòng)作，以滿足系統(tǒng)要求。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本參數(shù)主要有工作空間、運(yùn)動(dòng)自由度、有效載荷、運(yùn)動(dòng)精度等。依據(jù)工作要求，四自由度混合氣動(dòng)機(jī)械手工作空間為球體的一部分，采用極坐標(biāo)形式。除手爪-15°～300開合動(dòng)作外，需實(shí)現(xiàn)機(jī)身-90°～90°回轉(zhuǎn)、手臂-45°~10°俯仰、手臂伸縮、手腕-180°~+180°旋轉(zhuǎn)四個(gè)自由度，負(fù)載能力2 kg。在機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案可行性分析中，將各模塊功能的擬草求解方案與其他可達(dá)到同樣目標(biāo)的可行性方案進(jìn)行比較擇優(yōu)，列出其形態(tài)學(xué)矩陣，分析對(duì)比各主要傳動(dòng)方式的優(yōu)缺點(diǎn)及機(jī)械手設(shè)計(jì)具體要求，最終確定各子功能解法為：機(jī)身、手腕旋轉(zhuǎn)(采用蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu))、手臂伸縮、手指開合(采用氣動(dòng)裝置)、手臂俯仰(采用螺旋副及連桿機(jī)構(gòu))。機(jī)械手傳動(dòng)原理如圖1所示。

圖1 四自由度混合型氣動(dòng)機(jī)械手傳動(dòng)原理

　　2.2 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)中，對(duì)機(jī)械手的位置、速度等進(jìn)行控制，由于機(jī)械手的結(jié)構(gòu)是一個(gè)空間開鏈機(jī)構(gòu)，各關(guān)節(jié)動(dòng)作獨(dú)立，為實(shí)現(xiàn)末端點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡，需要多關(guān)節(jié)協(xié)調(diào)動(dòng)作?；旌闲蜌鈩?dòng)機(jī)械手采用S7-200 PLC(CPU226CN)進(jìn)行程序控制，對(duì)相鄰點(diǎn)之間的運(yùn)動(dòng)軌跡不作具體規(guī)定，僅控制離散點(diǎn)上工業(yè)機(jī)械手指的位姿，要求盡快而無(wú)超調(diào)地實(shí)現(xiàn)相鄰點(diǎn)間的運(yùn)動(dòng)?？刂乒δ苣K中，電磁閥、直流電機(jī)、觸動(dòng)開關(guān)控制功能均由$7-200PLC(CPU226 CN)實(shí)現(xiàn)，手臂伸縮長(zhǎng)度、手臂俯仰程度、手指開合角度控制均由觸動(dòng)開關(guān)控制；機(jī)身、手腕旋轉(zhuǎn)角度通過(guò)對(duì)直流電機(jī)的位置控制實(shí)現(xiàn)，手臂伸縮均勻移動(dòng)功能由流量控制閥通過(guò)控制氣流量實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)設(shè)置三種控制方式：遠(yuǎn)程分步動(dòng)作控制、遠(yuǎn)程循環(huán)動(dòng)作控制和工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制，前兩種控制方式在上位機(jī)監(jiān)控界面上進(jìn)行操作控制，后一種控制方式在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)設(shè)備控制面板按鈕實(shí)現(xiàn)。

3 機(jī)械手動(dòng)作PLC控制

　　混合驅(qū)動(dòng)機(jī)械手傳動(dòng)系統(tǒng)由底座、旋轉(zhuǎn)臺(tái)、手臂、手腕和手爪等五部分組成(圖1)，底座旋轉(zhuǎn)部分由直流電機(jī)M1經(jīng)減速器驅(qū)動(dòng)蝸輪蝸桿4、5帶動(dòng)底座作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，觸動(dòng)開關(guān)SQl、SQ2控制機(jī)械手的極限旋轉(zhuǎn)角度。手臂俯仰部分由直流電機(jī)M2經(jīng)減速器2及齒輪傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)絲桿旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)螺母作水平方向移動(dòng)，螺母通過(guò)連桿機(jī)構(gòu)帶動(dòng)手臂俯仰，觸動(dòng)開關(guān)SQ3、SQ4，通過(guò)限定螺母的起始和終止位置，從而限定手臂的最大俯仰角度。手腕旋轉(zhuǎn)部分由直流電機(jī)M3經(jīng)減速后驅(qū)動(dòng)蝸輪蝸桿帶動(dòng)手爪作360?；剞D(zhuǎn)及正反轉(zhuǎn)。直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制由PLC的輸出端口通過(guò)接口電路(圖3)實(shí)現(xiàn)。手臂的伸縮由氣缸驅(qū)動(dòng)完成，氣缸伸縮動(dòng)作由一個(gè)三位五通閥控制，通過(guò)控制電磁線圈YAl、YA2完成(圖4)。YAl通電、YA2斷電時(shí)，氣缸推桿伸出，機(jī)械手臂伸長(zhǎng)。當(dāng)YA2通電、YAl斷電汽缸推桿縮回，機(jī)械手臂變短。觸動(dòng)開關(guān)SQ5用于限制手臂的最大伸長(zhǎng)量。手爪張合由氣缸驅(qū)動(dòng)，通過(guò)控制三位五通閥中電磁線圈YA3、YA4的通電狀態(tài)實(shí)現(xiàn)手爪的張合動(dòng)作，觸動(dòng)開關(guān)SQ6用于判斷手爪打開的角度。氣缸動(dòng)作的快慢對(duì)整個(gè)機(jī)械手的穩(wěn)定性有很大影響，迅速動(dòng)作時(shí)的沖擊力將使整個(gè)機(jī)械手震動(dòng)加大，通過(guò)調(diào)節(jié)氣體流速和壓強(qiáng)以控制氣缸運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性，本試驗(yàn)中機(jī)械手測(cè)試氣壓為0．4 MPa。控制系統(tǒng)PLC接線如圖5所示。

圖5 PLC控制系統(tǒng)I／O接線圖

　　為使程序結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔明了，PLC編程中將手動(dòng)和自動(dòng)程序分別編成相對(duì)獨(dú)立子程序模塊，通過(guò)調(diào)用指令進(jìn)行功能選擇，自動(dòng)／手動(dòng)切換開關(guān)用于工作方式的選擇。手動(dòng)操作用于整個(gè)運(yùn)動(dòng)部分的單獨(dú)調(diào)試操作，自動(dòng)程序用于使機(jī)械手按規(guī)定程序循環(huán)完成相應(yīng)動(dòng)作，其動(dòng)作流程如圖6。

圖6混合驅(qū)動(dòng)機(jī)械手自動(dòng)操作流程圖

[page]PLC串口監(jiān)控系統(tǒng)[/page]4 PLC串口監(jiān)控系統(tǒng)

　　4.1監(jiān)控系統(tǒng)組成與工作原理

　　監(jiān)控系統(tǒng)底層設(shè)備控制器為$7-200 PLC，除主單元CPU226CN外，增加了擴(kuò)展單元EM223CN和模擬量輸入輸出單元EM235CN。基本單元模塊的RS232異步串行通信口，除作編程口編寫PLC程序外，還可與上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，當(dāng)PLC的應(yīng)用程序調(diào)試成功后，該通信口基本處于閑置狀態(tài)。基于此，本監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)中使用該通信口通過(guò)PC．PPI編程通信電纜與PC機(jī)連接，對(duì)PLC進(jìn)行讀寫操作，以實(shí)現(xiàn)和上位機(jī)的通信。系統(tǒng)工作時(shí)，$7-200 PLC CPU 226CN單元及EM223CN單元接收工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)各種傳感器信號(hào)，通過(guò)主單元的串行口連接到Pc機(jī)的串口上，使PC機(jī)能接收來(lái)自監(jiān)控系統(tǒng)的指令信號(hào)。PC機(jī)控制信號(hào)的輸出則通過(guò)串口送到PLC中，PLC程序運(yùn)行結(jié)果通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路控制模型中的直流電機(jī)動(dòng)作。EM235CN單元采集工作現(xiàn)場(chǎng)傳來(lái)的壓力傳感器-5V～+5V模擬量電壓信號(hào)，PLC通過(guò)串口讀出該模擬量值并在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行圖形顯示與存儲(chǔ)。

　　目前對(duì)底層設(shè)備控制器PLC進(jìn)行監(jiān)控常有組態(tài)軟件、觸摸屏監(jiān)控和第三方軟件編制的監(jiān)控軟件，第三方軟件編制的監(jiān)控軟件靈活性好、系統(tǒng)投資低、能適用于各種系統(tǒng)，混合型氣動(dòng)機(jī)械手監(jiān)控系統(tǒng)即基于VB語(yǔ)言開發(fā)，采用上位機(jī)主動(dòng)的通信方式。PLC內(nèi)部不需編寫專門的通信程序，只把數(shù)據(jù)存放在相應(yīng)的數(shù)據(jù)寄存器中即可，每個(gè)數(shù)據(jù)寄存器對(duì)應(yīng)著物理通信地址，通信時(shí)PC機(jī)直接對(duì)物理通信地址操作。VB中的MSComm控件串口編程可方便地建立串口連接，實(shí)現(xiàn)與其他設(shè)備的串行通訊，發(fā)出命令，交換數(shù)據(jù)，以及監(jiān)視和響應(yīng)串行連接中發(fā)生的事件舊]。應(yīng)用MSComm控件對(duì)PLC進(jìn)行通信時(shí)需先初始化端口，$7-200系列PLC與計(jì)算機(jī)之間的通信采用RS232標(biāo)準(zhǔn)，傳輸速率9600bp s，偶校驗(yàn)，使用和校驗(yàn)，站號(hào)0。初始化后PC與PLC串口按通信協(xié)議開始通信，計(jì)算機(jī)與PLC兩者之間的信息交換以“幀”為單位進(jìn)行的。計(jì)算機(jī)向PLC發(fā)出命令幀，PLC接收到上位機(jī)的指令，進(jìn)行校驗(yàn)，看其是否正確；若正確，則向上位機(jī)傳送數(shù)據(jù)(包含首尾校驗(yàn)字節(jié))的響應(yīng)幀。

　　4.2 通訊協(xié)議

　　S7—200系列PLC的通訊方式主要有三種：PPI(point-to—point inteffaee)方式、PROFIBUS—DP方式、Freeport(自由口)方式。PPI是一種主．從協(xié)議，因目前尚未公開，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中需$7-200與Pc通信時(shí)，較多使用自定義的協(xié)議與PC通訊H’5’6|。該方式不僅占用了PLC的硬軟件資源，而且當(dāng)PLC通訊口定義為自由通訊時(shí)，編程軟件不能對(duì)其進(jìn)行監(jiān)控，給程序調(diào)試帶來(lái)很大麻煩。監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)中，首先通過(guò)實(shí)驗(yàn)歸納整理獲取了PPI協(xié)議。

PC與PLC采用主從方式通訊，PC按格式發(fā)讀寫指令，PLC作出接收正確的響應(yīng)(返回應(yīng)答數(shù)據(jù)E5H或F9H)，上位機(jī)接到此響應(yīng)則發(fā)出確認(rèn)命令(10 025C 5E 16)，PLC再返回給上位機(jī)相應(yīng)數(shù)據(jù)。代碼均為十六進(jìn)制數(shù)。PLC命令格式為：

　　其中：SD為開始符(68H)，LD、LDr為長(zhǎng)度(從DA到DU)，DA為目的地址，SA為源地址，F(xiàn)C為功能碼(6CH或者7CH)，DSAP為目的服務(wù)存取點(diǎn)，SSAP為源服務(wù)存取點(diǎn)，DU為數(shù)據(jù)單元，F(xiàn)CS為校驗(yàn)和，ED為結(jié)束符(16H)。

　　一次讀一個(gè)數(shù)據(jù)，讀命令均為33個(gè)字節(jié)。0—21字節(jié)相同，從22字節(jié)開始，各字節(jié)功能為：

　　其中Byte 22代表讀取數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度，01為1bit，02為Byte，04為1Word，06為Double Word；Byte 23、24、25為讀取數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)，Byte23和Byte25固定為0，Byte24配合Byte22來(lái)決定讀取數(shù)據(jù)范圍；Byte 26為存儲(chǔ)器類型，01代表V存儲(chǔ)器，00代表其他；Byte 27為存儲(chǔ)器區(qū)，其含義為：

　　當(dāng)一次讀多個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)，前21 Byte與一次讀一個(gè)數(shù)據(jù)相同，長(zhǎng)度LD、LDr、Byte 14和Bytel8不同；寫命令時(shí)0—21字節(jié)相同，從22字節(jié)開始功能如下：

　　其中寫入數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度、存儲(chǔ)器類型、存儲(chǔ)器偏移量與讀命令相同，T，C等不能用命令寫入。寫入位數(shù)據(jù)時(shí)Byte 32為03，其它為04，寫人數(shù)據(jù)的位數(shù)為1Bit、1Byte、1Word、Double Word時(shí)，Byte 34分別為01H、08H、10H、20H。

　　4.3 串口監(jiān)控

　　為實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械手的各項(xiàng)現(xiàn)場(chǎng)控制要求，監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)中設(shè)計(jì)了串口選擇、點(diǎn)動(dòng)調(diào)整、自動(dòng)控制、PLCI／O監(jiān)視、機(jī)械手當(dāng)前運(yùn)動(dòng)狀態(tài)與極限位置監(jiān)視、同步FLASH動(dòng)畫顯示機(jī)械手動(dòng)作、傳感器數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示與存儲(chǔ)等功能。監(jiān)控系統(tǒng)工作流程和監(jiān)控界面如圖7。系統(tǒng)工作時(shí)，PC機(jī)控制端先給PLC控制系統(tǒng)發(fā)送“開始指令”和有關(guān)系統(tǒng)設(shè)置參數(shù)，PLC接收到后開始工作并把處理后的數(shù)據(jù)通過(guò)RS232口傳到Pc機(jī)。當(dāng)PC機(jī)經(jīng)串口對(duì)機(jī)械手當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視時(shí)，系統(tǒng)間隔性地向PLC發(fā)送讀數(shù)據(jù)命令，PC機(jī)收到數(shù)據(jù)后對(duì)其進(jìn)行分析提取，然后根據(jù)數(shù)據(jù)做出相應(yīng)判斷。本監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)發(fā)送讀取PLC中IB、QB，VW三塊不通區(qū)域數(shù)據(jù)的命令代碼，實(shí)現(xiàn)對(duì)PLC的I／O口、機(jī)械手行程開關(guān)、傳感器的模擬量輸入信號(hào)(-5~+5V模擬電壓信號(hào))的監(jiān)視。當(dāng)PC機(jī)經(jīng)串口控制PLC時(shí)，在PLC程序的每個(gè)硬件控制按鈕輸入點(diǎn)上并聯(lián)一個(gè)中間寄存器，上位機(jī)通過(guò)串口向PLC發(fā)送寫命令指令，將中間寄存器置ON，以間接完成對(duì)PLC的控制，從而使VB程序與PLC程序相互結(jié)合。

圖7監(jiān)控系統(tǒng)工作流程與界面

5 結(jié)論

　　自動(dòng)化、工業(yè)化進(jìn)程中，特殊背景環(huán)境中使用機(jī)械手已成為一種必然的趨勢(shì)，具有遠(yuǎn)程控制功能的機(jī)械手則可增加系統(tǒng)的安全性，大大節(jié)約損耗，提高效率。電機(jī)與氣壓驅(qū)動(dòng)相結(jié)合的機(jī)械手不僅具有電機(jī)傳動(dòng)控制精度高、易準(zhǔn)確定位及控制的特點(diǎn)，而且還綜合了氣壓驅(qū)動(dòng)的優(yōu)勢(shì)，使機(jī)械手便于實(shí)現(xiàn)快速接近及抓取物料的動(dòng)作。以設(shè)備控制器為終端、PC機(jī)為控制端的主從式計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)在現(xiàn)代工業(yè)設(shè)備中得到了廣泛的應(yīng)用，以一臺(tái)上位計(jì)算機(jī)為主站，以PLC為從站、通過(guò)串口基于PPI主從協(xié)議方式構(gòu)建的通信系統(tǒng)可穩(wěn)定地實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析、顯示、存儲(chǔ)及機(jī)械手動(dòng)作實(shí)時(shí)動(dòng)畫模擬，滿足特殊環(huán)境下遠(yuǎn)程操控要求。