螺丝机控制系统研究与开发

论文摘要

本论文主要以苏州某厂的自动化产品——往硬盘上拧螺丝的螺丝机为研究对象,利用EPSON机械手控制器、德国BeckHoff的TwinCAT PLC和普通PC代替原来的IA机械手控制器和触摸屏组成的系统,并且自主开发软件,改变了完全依靠进口的局面,从而能够减少成本,人机界面更友好,使产品更具竞争力。首先,设计新的控制方案,并进行硬件的选型与连接。然后利用TwinCAT PLC编写程序控制整个系统的动作,其中输入主要有EPSON机械手控制器、电动缸、流水线以及其上面的传感器等共计51个点,输出有EPSON机械手控制器、电动缸、电机驱动、报警器、扫描仪等共计47个点。其中程序主要由顺序功能图、指令表以及功能块等编程语言完成。其次,利用VB建立了螺丝机的监控界面以及与TwinCAT PLC的通讯。利用面向对象的编程语言VB编写了比触摸屏更友好实用的人机界面。然后利用BeckHoff公司的ADS控件中的各种函数命令实现了PLC与PC之间的数据交换,通过编写的此软件就可以监视生产信息以及控制生产动作。利用VB编写的PLC和PC通讯软件代替触摸屏组态软件,界面更友好,提高了监控生产的效率。最后,在客户处安装调试和运行此产品,通过优率——成功硬盘通过率数据分析,达到客户要求,98.5%以上的优率。以及分析EPSON控制系统的工作周期要优于原来的IA控制系统,所以新系统的开发客户认可,投入到生产线中使用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 自动拧螺丝机与工业机械手现状与发展趋势
• 1.2.1 自动拧螺丝机现状与发展趋势
• 1.2.2 工业机械手现状与发展趋势
• 1.3 本课题的主要研究内容
• 1.3.1 本课题的提出和意义
• 1.3.2 本课题的主要任务
• 第2章 EPSON控制系统方案设计
• 2.1 螺丝机EPSON控制系统方案设计
• 2.1.1 螺丝机设备简介
• 2.1.2 EPSON控制系统方案设计
• 2.2 EPSON控制系统硬件选型
• 2.2.1 TwinCAT PLC
• 2.2.2 EPSON控制器及机械手
• 2.2.3 PC机
• 2.3 控制系统硬件连接
• 2.3.1 EPSON系统整体连接
• 2.3.2 门控连接
• 2.4 本章小结
• 第3章 控制系统软件设计
• 3.1 TWINCAT PLC编程语言
• 3.1.1 顺序功能图
• 3.1.2 功能块图
• 3.2 PLC I/O分配
• 3.2.1 输入变量分配
• 3.2.2 输出变量分配
• 3.3 TWINCAT软件编程
• 3.3.1 自动控制模块
• 3.3.2 PLC程序模拟调试
• 3.4 本章小结
• 第4章 EPSON系统人机界面开发
• 4.1 VISUALBASIC界面设计原则
• 4.2 EPSON控制系统人机界面设计
• 4.2.1 EPSON系统主界面
• 4.2.2 EPSON系统子界面
• 4.2.3 EPSON人机界面设计特点
• 4.3 本章小结
• 第5章 PLC与上位机通讯
• 5.1 ETHERCAT以太网通讯
• 5.2 以态网ADS与VB
• 5.2.1 以太网ADS协议
• 5.2.2 ADS OCX控件应用于VB
• 5.3 EPSON监控软件与PLC通讯实现
• 5.3.1 数据通信信道
• 5.3.2 定义变量连接VB与PLC
• 5.3.3 控制功能通讯
• 5.3.4 监视通讯
• 5.4 本章小结
• 第6章 EPSON螺丝机调试运行及可靠性分析
• 6.1 EPSON螺丝机安装调试
• 6.2 EPSON螺丝机可靠性
• 6.2.1 可靠性定义
• 6.2.2 EPSON控制系统可靠性设计
• 6.2.3 工作可靠性验证
• 6.3 本章小结
• 第7章 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录