基于PLC控制的工业机械手系统设计及监控.doc

1、基于PLC控制的工业机械手仿真监控摘要：本文深入研究了基于Pro/TOOLKIT的二次开发方法，PLC与C语言的转换，利用Pro/TOOLKIT进行Pro/ENGINEER的二次开发，如Pro/TOOLKIT的工作模式、利用Pro/TOOLKIT制作菜单、交互对话框、创建Pro/TOOLKIT应用程序的基本方法以及如何实现。设计过程是将PLC语言转换为C语言并按照控制要求编写好C语言的函数。在Pro/E中使用其内部的dat文件调用MFC，通过C语言实现Pro/E和PLC的挂钩，最终实现在Pro/E界面中实现对电动机械手的控制。关键词：Pro/E，二次开发，Pro/TOOLKITIndustri

2、al Manipulator Based on PLC Control Simulation MonitoringAbstract：This design is mainly through PLC to C language and writing right C language function according to control requirements. In Pro/E is used in its internal calls to the MFC dat file, through the C language implementation of Pro/E and PL

3、C linked, so that we can implement in the Pro/E screen control of the pneumatic manipulator. Pro/ENGINEER is a widly used mold CAD/CAM software.Take it for studying object,with analysis of the development interfaces of Pro/ENGINEER.The paper did research on methods of sencondary development by Pro/T

4、OOLKIT,such as Pro/TOOLKITs work mode ,designing menu and User Interface Dialog Boxes.The way of creating application of Pro/TOOLKIT as well as implement of information transformation mechanism between Pro/E and MFC are studied,so that we can implement in the Pro/E screen control of the pneumatic ma

5、nipulator. Key words:Pro/E，Sencondary development，Pro/TOOLKIT目 录1 前言11.1国内机械手现状简介11.2 CAD软件二次开发的现状与前景12 Pro/E5.0及其二次开发工具简介32.1 Pro/ENGINEER软件简介32.2 Protoolkit工具简介（接口）42.3 Protoolkit开发工具包的正确安装42.4 vs2008的正确安装52.5 平台建立63 机械手的建模93.1 总体设计93.2 机械手的规格参数93.3 驱动方式的选择103.4 机械手的装配113.5 机械手装配步骤114 基于VS的Pro/E二次

6、开发流程184.1 如何实现Pro/E5.0与vs2008的挂钩184.2 PLC语言和C语言的转换184.3 如何编写vs2008中的DLL函数204.4 如何在Pro/E中调用DLL文件234.5 Pro/E内部函数的调用245 界面设计265.1 VS2008界面设计265.2 UI界面设计286 实现在Pro/E中机械手的控制33结 论37参考文献38致 谢401 前言1.1国内机械手现状简介机械手是在自动化生产过程中使用的一种具有抓取和移动工件功能的自动化装置，它是在机械化、自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。近年来，随着电子技术特别是电子计算机的广泛应用，机器人的研制和生产已成

7、为高技术领域内迅速发展起来的一门新兴技术，它更加促进了机械手的发展，使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。机械手能代替人类完成危险、重复枯燥的工作，减轻人类劳动强度，提高劳动生产力。机械手越来越广泛的得到了应用，在机械行业中它可用于零部件组装 ，加工工件的搬运、装卸，特别是在自动化数控机床、组合机床上使用更普遍。目前，机械手已发展成为柔性制造系统FMS和柔性制造单元FMC中一个重要组成部分。把机床设备和机械手共同构成一个柔性加工系统或柔性制造单元，它适应于中、小批量生产，可以节省庞大的工件输送装置，结构紧凑，而且适应性很强。当工件变更时，柔性生产系统很容易改变，有利于企业不断更新适

8、销对路的品种，提高产品质量，更好地适应市场竞争的需要。而目前我国的工业机器人技术及其工程应用的水平和国外比还有一定的距离，应用规模和产业化水平低，机械手的研究和开发直接影响到我国自动化生产水平的提高，从经济上、技术上考虑都是十分必要的。由“可编程序控制器-传感器-液压元件”组成的典型的控制系统是自动化技术的重要方面。因此，进行机械手的研究设计是非常有意义的。1.2 CAD软件二次开发的现状与前景任何通用的CAD软件，甚至面向某一类对象的专用的、商品化的CAD软件，都难以满足形形色色具体产品设计的需要。所以，一个公司欲全面采用CAD技术，并取得积极效果，应以引入的CAD系统为基础，根据本公司的实

9、情，进行程度不同的用户化、本地化的二次开发，形成具有本公司特色的产品设计CAD系统。有效的二次开发是CAD/CAM发挥效能的关键环节。我国许多企业引进了国外知名的CAD/CAM系统，但往往没有得到充分的利用，企业对CAD的巨额投资，并没有真正达到提高设计质量、缩短设计周期的目的，也没有带来应有的效益。究其原因，是没有对产品进行和管理方面进行二次开发。目前可在计算机平台上运行且在我国CAD市场比较流行的三维软件有PTC公司的Pro/ENGINEER、EDS公司的UG、SolidWorks公司的SolidWorks，这些软件在功能上都是比较出色的，也都提供了各自的二次开发接口。目前国内的二次开发水

10、平总体比较低下，与通用CAD软件普及率较高的情况不适应，制约CAD软件作用的发挥。因此，大力推广三维CAD软件的二次开发，提高CAD软件的使用效率，已成为当今国内CAD软件应用的当务之急。2 Pro/E5.0及其二次开发工具简介本设计主要是使用vs2008的共享MFC的方式建立Pro/E的一些插件，在二次开发中PTC公司在版本中给出了对应的关系，例如，Pro/E2.0对应VC+6.0，Pro/E5.0对应VS2008.在本文中主要使用的是Pro/E5.0对应VS2008来进行的一次二次开发。2.1 Pro/ENGINEER软件简介Pro/ENGINEER是世界上最成功的CAD软件之一，是美国P

11、TC公司的产品。其设计的Pro/ENGINEER具有以下技术特点；（1）全相关性过去的二维设计中许多时间是花在图纸绘制和错误修改上，图纸的更改常常是顾此失彼。Pro/ENGINEER各个模型建立在一个真正统一的数据结构上，各个模块之间是全相关的，如该系统处理三维实体、二维工程图、截面图、总装配以及在分析、仿真、加工零件的工艺规程等各类数据时是严格一体化的，设计人员可以在任何一个环节对不满意的模型尺寸进行修改，同时修改后的尺寸会反映到从设计到加工的各个过程，以确保所有零件和多个环节的数据一致性。（2）实体造型在产品设计过程当中，与传统的计算机辅助设计相比，PRO/E设计产品是基于三维实体的而非传

12、统的鼓励的二维点、线、面。他可以完成实体造型后再按照严格的投影关系产生三视图和其他需要的辅助视图，因而生成的二维工程图几何上是无错误的。（3）基于特征的参数化建模特征造型被公认为是目前几何造型的发展趋势，在Pro/ENGINEER中，实体模型都是一些由工程特征组合而成的。该系统的Pro/Feature模块提供了拉伸、旋转、扫描、孔、槽、扭曲、圆角、倒角、抽壳、拔模斜度、管道和变截面扫描等众多的特征构造方法，这些都为用户提供了设计复杂形状曲面或实体模型的强有力工具，另外，Pro/ENGINEER还允许自己定义特征UDF，用户可以通过它建立自己的特征库。在国内的一些公司和企业中，Pro/ENGIN

13、EER作为一种软件工具，主要还是集中在辅助设计之上，现在已有不少企业已经用于辅助制造和模拟上，而Pro/E作为一种功能强大的三维软件，还具有很大的应用空间。2.2 Protoolkit工具简介（接口） CAD/CAM软件一般都有自己供用户使用的二次开发接口，如AUTOCAD的AutoCAD development system(ADS),I-DEAS的Open Architecture(OA)等等，它给用户提供一系列工具，可以完成用户界面定制，宏程序定义，和编写外部程序来根据自己的需要或具体情况扩展系统的功能。Pro/ENGINEER软件在提供强大的设计、分析、制造功能的同时，也为用户提供了多

14、种二次开发工具。常用的二次开发工具有：族表（Family Table）、用户定义特征（UDF）、Program、J-link、Pro/TOOLKIT等。 本设计主要是使用vs2008的共享MFC的方式建立Pro/E的一些插件，所以必须要正确的安装Pro/E自带的二次开发工具protoolkit来对Pro/E进行一些相应的二次开发。2.3 Protoolkit开发工具包的正确安装我们在安装Pro/E的时候需要注意到的是在默认安装时是不安装pro/toolkit的，在安装过程中选择pro/toolkit，如图2.1所示图2.1 Pro/TOOLKIT安装界面2.4 vs2008的正确安装首先需要正

15、确下载vs2008软件来配合proe5.0的二次开发，下载地址为图2.2 vs2008安装组件的选择默认情况下在自定义安装方式下面Visual Studio 2008帮我们选择的默认安装组件，安装好后如图2.3图2.3 vs2008开机界面2.5 平台建立想要实现二次开发，首先应该建立proe和vs2008之间的通信。首先要配置好环境，把上述包含文件和库文件都添加到vc中工具-选项-项目和解决方案-vc+目录如图2.4所示图2.4选择添加文件包含文件添加成功如图2.5所示图2.5包含文件的添加库文件添加好后如图2.6所示图2.6 库文件的添加到此实现了proe野火版5.0与vs2008的挂钩。在vs2008菜单栏中选中 项目-属性-配置属性-连接器-输入，实现他们的连接如图2.7图2.7 连接器的输入添加附加依赖项的项目为：wsock32.lib mpr.lib psapi.lib protk_dllmd