地磅厂家关于自动砝码质量检测工作台的研制

PLC（可编程控制器）、伺服电机、电缸模组、光栅尺等组成，箭头方向显示数据传输。 电缸模组是由精密滚珠丝杠、 精密导轨等零部件组成，通过伺服电机驱动，实现一维的直线平动。

PLC采用西门子工业级可编程逻辑控制器，它通过自带的高速脉冲接收口接收光栅尺的脉冲信息并转换成位置信息，本系统X轴、Y轴和Z轴分别使用独立的光栅尺构建闭环控制系统，并与相应主轴伺服系统定位的当前位置进行数据比对。 考虑到控制参量和逻辑顺序较复杂，采用双PLC控制结构，其中PLC1负责X轴、Y轴和Z轴的运动控制及主逻辑控制，PLC2负责光栅尺数据采集和电抓动作。

四、系统程序

如前所述，  系统程序主要由用户程序模块、OPC服务器和PLC程序模块组成 ， 系统程序结构如图3所示。

口，针口2和针口3用于数据读写，天平示值输出采用16进制，22个字符长度的数据格式； 用户界面程序对电子天平控制指令采用26个字符组成的ESC语句，以开左门指令为例：ESC W1_CR LF。

用户程序模块通过OPC服务器与PLC程序模块实现数据交互，用户程序模块和OPC服务器安装在主控计算机上，PLC程序模块安装在PLC控制器上，PLC控制器与主控计算机通信接口使用标准以太网口，PLC之间、PLC与机械手臂和电抓之间通过西门子Profinet专用网络进行数据交换，通信协议为S7。

目前主控计算机和PLC通信一般可采用两种方法：Windows或高级语言编程，调用相应的API函数，直接对数据接口进行操作，这要求开发人员编程能力较强， 而且一旦软件出现bug等错误， 系统将失控或崩溃， 因此现在已经逐渐被工业级控制组态软件取代。本系统PLC程序模块采用博途（Portal）组态。

机械手臂在XYZ轴的运动分解为3套伺服电机和缸模组的驱动。

五、系统实现及技术特点

经过各程序模块和功能模块的联机调试，构建一套基于机械手臂和电抓的自动砝码质量检测工作台（见图5）， 实现以下功能： 砝码称量动作的自动化操作；电子天平数据的实时自动存储和处理；历史数据的自动归档；工作人员可以通过网络实时掌握工作状态，查询历史档案。

该工作台具有以下特点：

1.实现砝码称量动作（前文中步骤1-步骤7）的自动化，该系统的研发工作为提高计量检测自动化能力提供了技术支持。

2.采用工业级PLC编程和组态，建立光栅尺对机械手臂的运动构建闭环控制，实现以下运动控制：将相互独立的一维平动机构耦合为连贯运动的三维运动；机械手臂三维平动与电动手抓一维平动的耦合。 该系统实现了砝码的自动夹取和移动，提高了自动化能力。

3.在程序控制上 ，工业级PLC将驱动控制等底层控制进行了封装， 相对于用高级语言通过API函数控制驱动等模块，降低了开发人员的难度，提高了编程效率；同时通过图形化界面直接对运动相关参数进行设置，避免了因程序冗长造成死循环、编译bug等错误造成的系统瘫痪。

4.基于Java，构建Web应用程序、小型Web应用服务器和数据库， 可以实现远程登录实时监控工作进程，查询历史数据，符合互联网+发展需求。

由于时间仓促，该系统功能还存在一些欠缺（如流程的优化，与证书制作系统的耦合等），还需要在今后的工作中改善和提高。