基于PLC的机械手控制系统设计+仿真图(7)
图7 主程序
5. 仿真与调试
5.1 仿真及结果分析
5.1.1 仿真软件简介
ADAMS，即机械系统动力学自动分析(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems)，是一种虚拟样机分析软件。ADAMS软件使用交互式图形环境和零件库、约束库、力库，创建完全参数化的机械系统几何模型，其求解器采用多刚体系统动力学理论中的拉格朗日方程方法，建立系统动力学方程，对虚拟机械系统进行静力学、运动学和动力学分析，输出位移、速度、加速度和反作用力曲线[7]。
ADAMS软件的仿真可用于预测机械系统的性能、运动范围、碰撞检测、峰值载荷以及计算有限元的输入载荷等。ADAMS软件由基本模块、扩展模块、接口模块、专业领域模块及工具箱5类模块组成。用户不仅可以采用通用模块对一般的机械系统进行仿真，而且可以采用专用模块针对特定工业应用领域的问题进行快速有效的建模与仿真分析[8]。本设计所用的仿真软件就是ADAMS软件。ADAMS软件的界面如图8所示。
5.1.2 机械手仿真
利用ADAMS软件对设计的机械手的机械本体进行动态仿真过程中，为了简化分析和计算，可以只保留关键部件，忽略无关零部件，以便于观察，仿真过
程如图9所示
机械手虚拟样机仿真结束后的生成曲线图如图10所示，机械手运动轨迹如图11所示。
通过对机械手的运动仿真，分析生成曲线图和运动轨迹图，可以看到各个机械零件没有干涉发生，表明设计基本合理。前提条件是各个转动关节必须在一定的转动角度内转动，没有超程现象。可以通过限制各个关节即各转动副的驱动电机的转动角度来实现。
5.2 调试
首先按照设计的要求接好线，然后用电脑在编程软件中将编辑的梯形图写入软件中，再点击运行并对其指出的错误进行修改，修改完最终运行无误后将其下载到可编程控制仪器中，确定无误后按下启动按钮。启动后发现上行、下行、左行、右行灯均同时亮且一直亮着，这样就不符合设计中八个动作依次有序进行操作的要求，务必对其进行修正。在这种情况下我采取了以下方案：
方案一：在没有确定设备是否存在问题的情况下，首先我们对设备进行了检测，发现不存在任何问题，在这种情况下我选择了再一次用先前的步骤来完成整个过程以确定初次的接线过程是否有误，结果发现运行的结果和先前一样出现灯均亮。这样方案一就以失败告终。
方案二：通过对程序的再三检查后，发现并未出现语法上的错误。会不会是运行的速度太快而出现一个周期接一个周期的快速运行呢？在带着这个问题的情况下把程序的每个动作网络多加了一个“stop”指令加以验证，然后将程序写入编程软件中运行，运行结果显示没有错误；再下载到可编程控制器后接好线后按下启动按钮，发现指示灯会按照设计动作的要求依次亮起而且程序也能按照设计的要求完成指定的单周期和多周期操作[10]。这样利用方案二就完成了整个实验的调试。
6. 结论
在本文中，机械手控制系统设计采用PLC进行控制，提高了控制系统的可靠性，减少了大量的时间继电器、硬件接线和中间继电器，大大提高了该系统设计的自动化程度。同时，使用可编程控制器进行控制可增强控制功能，方便更改生产流程。本次设计，可以根据运动流程及工件的变化的要求随时更改相关参数，实现机械手控制系统的不同工作需求，机械手控制系统具有了很大的可操作性和灵活性。
机械手控制技术是一个复杂的随机系统，机械手控制系统又是一项综合型的技术，本文中的机械手模型控制系统比较简单，还需要不断改进和加强。以下是机械手在未来发展展望：
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