【正文】 1 摘 要 在工業(yè)生產(chǎn)和其他領(lǐng)域內(nèi) ,由于工作的需要 ,人們經(jīng)常受到高溫 ,腐蝕及有毒氣體等因素的危害 , 增加了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度 ,甚至于危及生命 .自從機(jī)械手問(wèn)世以來(lái) ,相應(yīng)的各種難題迎刃而解 . 在本設(shè)計(jì)中介紹了國(guó)內(nèi)外機(jī)械手研究現(xiàn)狀及 PLC 的研究發(fā)展趨勢(shì) ,描述了機(jī)械手控制系統(tǒng)的工作 原理和動(dòng)作實(shí)現(xiàn)過(guò)程 .研究了基于 PLC 的機(jī)械手模型控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ,還研究了 MCGS 在機(jī)械手控制 系統(tǒng)中的應(yīng)用 .利用組態(tài)軟件 MCGS 設(shè)計(jì)了機(jī)械手模型控制系統(tǒng)監(jiān)控界面 ,提供了較為直觀 ,清晰 , 準(zhǔn)確的機(jī)械手運(yùn)行狀態(tài) ,進(jìn)而為維修和故障診 斷提供了多方面的可能性 ,充分提高了系統(tǒng)的工作效率。 關(guān)鍵詞 :機(jī)械手 。PLC。MCGS 目錄 摘 要 ...................................................................................................................................... 1 目錄 ........................................................................................................................................ 0 引言 ........................................................................................................................................ 1 第一章 緒 論 ........................................................................................................................ 1 課題研究目的及意義 .................................................................................................. 1 國(guó)內(nèi)外機(jī)械手研究概況 .............................................................................................. 2 課題研究的內(nèi)容 ......................................................................................................... 3 第二章 機(jī)械手控制方式的選擇和可編程序控制器簡(jiǎn)介 ........................................................... 3 機(jī)械手控制方式的選擇 .............................................................................................. 3 可編程序控制器簡(jiǎn)介 .................................................................................................. 5 第三章 機(jī)械手模型控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ......................................................................................... 8 機(jī)械手控制系統(tǒng)構(gòu)件概述 ........................................................................................... 8 機(jī)械手的動(dòng)作實(shí)現(xiàn)過(guò)程 .............................................................................................10 PLC 程序設(shè)計(jì) ........................................................................................................... 11 PLC 程序的調(diào)試 ........................................................................................................12 第四章 MCGS 在機(jī)械手控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 ............................................................................13 MCGS 的概述 .............................................................................................................13 工程的建立與變量的定義 ..........................................................................................16 工程畫(huà)面的創(chuàng)建 ........................................................................................................19 動(dòng)畫(huà)的連接 ...............................................................................................................23 組態(tài)運(yùn)行 ..................................................................................................................28 第五章 結(jié) 論 .........................................................................................................................28 參考文獻(xiàn) ................................................................................................................................29 附錄 1 梯形圖 .......................................................................................................................31 附錄 2 PLC外部電氣接線(xiàn)圖 ..................................................................................................31 引言 機(jī)械手自二十世紀(jì)六十年代初問(wèn)世以來(lái) ,經(jīng)過(guò) 40 多年的發(fā)展 ,現(xiàn)在已經(jīng)成為制造業(yè) 生產(chǎn)自動(dòng)化中重要的機(jī)電設(shè)備 . 目前機(jī)械手技術(shù)有了新的發(fā)展 :出現(xiàn)了仿人型機(jī)械手 ,微型機(jī)械手和微操作系統(tǒng) (如 細(xì)小工業(yè)管道機(jī)械手移動(dòng)探測(cè)系統(tǒng) ,微型飛行器等 ) ,機(jī)械手化機(jī)器 ,智能機(jī)械手 (不僅 可以進(jìn)行事先設(shè)定的動(dòng)作 ,還可按照工作狀況相應(yīng)地進(jìn)行動(dòng)作 ,如回避障礙物的移動(dòng) ,作 業(yè)順序的規(guī)劃 ,有效的動(dòng)態(tài)學(xué)習(xí)等 ) . 本課題主要研究的是基于 PLC 的機(jī)械手模型控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) , 通過(guò) MCGS 將機(jī)械手的動(dòng)作過(guò)程進(jìn)行動(dòng)畫(huà)演示 ,使機(jī) 械手的動(dòng)作形象化 .提供較為直觀 , 清晰 ,準(zhǔn)確的機(jī)械手運(yùn)行狀態(tài) ,為維修和故障診斷提供多方面的可能性 ,充分提高系統(tǒng)的工作效率 . 第一章 緒 論 課題研究目的及意義 機(jī)械手是工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中經(jīng)常遇到的一種控制對(duì)象 .近年來(lái)隨著工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展 ,機(jī)械手逐漸成為一門(mén)新興學(xué)科 ,并得到了較快的發(fā)展 .機(jī)械手廣泛地應(yīng)用與鍛壓 ,沖壓 , 鍛造 ,焊接 ,裝配 ,機(jī)加 ,噴漆 ,熱處理等各個(gè)行業(yè) .特別是在笨重 ,高溫 ,有毒 ,危險(xiǎn) , 放射性 ,多粉塵等惡劣的勞動(dòng)環(huán)境中 ,機(jī)械手由于其顯著的優(yōu)點(diǎn)而受到特別重視 .總之 , 機(jī)械手是提高勞動(dòng)生產(chǎn)率 ,改善勞動(dòng)條件 ,減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度和實(shí) 2 現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化的一 個(gè)重要手段 .國(guó)內(nèi)外都十分重視它的應(yīng)用和發(fā)展 . 可編程序控制器 (PLC)是專(zhuān)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的實(shí)時(shí)工業(yè)控制裝置 .隨著微 電子技術(shù) ,自動(dòng)控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)通信技術(shù)的飛速發(fā)展 ,PLC 在硬件配置 ,軟件編程 ,通 訊聯(lián)網(wǎng)功能以及模擬量控制等方面均取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步 ,已經(jīng)成為工廠自動(dòng)化的標(biāo)準(zhǔn)配置之一 [1]. 由于自動(dòng)化可以節(jié)省大量的人力 ,物力等 ,而 PLC 也具有其他控制方式所不具有的特殊優(yōu)越性 ,如通用性好 ,實(shí)用性強(qiáng) ,硬件配套齊全 ,編程 方法簡(jiǎn)單易學(xué) ,因此工業(yè)領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用 ,加拿大等國(guó)家應(yīng)用較多 ,如用果實(shí)采摘機(jī)械手來(lái)摘果實(shí) , 裝配生產(chǎn)線(xiàn)上應(yīng)用智能機(jī)器人等 .我國(guó)自動(dòng)化水平本身比較低 ,因此用 PLC 來(lái)控制的機(jī)械手還比較少 .本次課題設(shè)計(jì)的機(jī)械手就是通過(guò) PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制的 .通過(guò)此次設(shè)計(jì)可以更進(jìn)一步學(xué)習(xí) PLC的相關(guān)知識(shí) ,了解世界先進(jìn)水平 ,盡可能多的應(yīng)用于實(shí)踐 . MCGS 是一套用于快速構(gòu)造和生成計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件 ,它能夠在基于 Microsoft 的各種 32 位 Windows 平臺(tái)上運(yùn)行 ,通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的 采集處理 ,以動(dòng)畫(huà)顯示 , 報(bào)警處理 ,流程控制和報(bào)表輸出等多種方式向用戶(hù)提供解決實(shí)際工程問(wèn)題的方案 ,在自動(dòng)化領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用 [2].本設(shè)計(jì)通過(guò) MCGS 組態(tài)軟件對(duì)機(jī)械手進(jìn)行監(jiān)控 ,將機(jī)械手的 動(dòng)作過(guò)程進(jìn)行了動(dòng)畫(huà)顯示 ,使機(jī)械手的動(dòng)作過(guò)程更加形象化 . 國(guó)內(nèi)外機(jī)械手研究概況 機(jī)械手自二十世紀(jì)六十年代初問(wèn)世以來(lái) ,經(jīng)過(guò) 40 多年的發(fā)展 ,現(xiàn)在已經(jīng)成為制造業(yè) 生產(chǎn)自動(dòng)化中重要的機(jī)電設(shè)備 . 目前 , 正式投入使用的絕大部分機(jī)械手屬于第一代機(jī)械手 , 即程序控制機(jī)械手 .這代機(jī)械手基本上采用點(diǎn)位控制系統(tǒng) ,沒(méi)有感覺(jué)外界環(huán)境 信息的感覺(jué)器官 ,主要用于焊接 ,噴漆和上下料 .第二代機(jī)械手具有感覺(jué)器官 ,仍然以程序控制為基 礎(chǔ) ,但可以根據(jù)外界環(huán)境信息對(duì)控制程序進(jìn)行校正 .這代機(jī)械手通常采用接觸傳感器一類(lèi)的簡(jiǎn)單傳感裝置和相應(yīng)的適應(yīng)性算法 .現(xiàn)在 ,第三代機(jī)械手正在第一 ,第二代機(jī)械手的基 礎(chǔ)上蓬勃發(fā)展起來(lái) ,它是能感知外界環(huán)境與對(duì)象物 ,并具有對(duì)復(fù)雜信息進(jìn)行準(zhǔn)確處理 ,對(duì)自己行為做出自主決策能力的智能化機(jī)械手 .它能識(shí)別景物 ,具有觸覺(jué) ,視覺(jué) ,力覺(jué) ,聽(tīng)覺(jué) ,味覺(jué)等多種感覺(jué) ,能實(shí)現(xiàn)搜索 ,追蹤 ,辨色識(shí)圖等多種仿生動(dòng)作 ,具有專(zhuān)家知識(shí) ,語(yǔ)音功能和自學(xué)能力等人工智能 [3]. 目前機(jī)械手技術(shù)有了新的發(fā)展 :出現(xiàn)了仿人型機(jī)械手 ,微型機(jī)械手和微操作系統(tǒng) (如 細(xì)小工業(yè)管道機(jī)械手移動(dòng)探測(cè)系統(tǒng) ,微型飛行器等 ) ,機(jī)械手化機(jī)器 ,智能機(jī)械手 (不僅 可以進(jìn)行事先設(shè)定的動(dòng)作 ,還可按照工作狀況相應(yīng)地進(jìn)行動(dòng)作 ,如回避障礙物的移動(dòng) ,作 業(yè)順序的規(guī)劃 ,有效的動(dòng)態(tài)學(xué)習(xí)等 ) .機(jī)械手的應(yīng)用領(lǐng)域正在向非制造業(yè)和服務(wù)業(yè)方向擴(kuò)展 ,并且蓬勃發(fā)展的軍用機(jī)械手也將越來(lái)越多地裝備部隊(duì) 3 [4][5]. 國(guó)外方面 :近幾年國(guó)外工業(yè)機(jī)械手領(lǐng)域有如下幾個(gè)發(fā)展趨勢(shì) .機(jī)械手性能不斷提高 , 而單機(jī)價(jià)格不斷下降 。機(jī)械結(jié)構(gòu)向模塊化 ,可重構(gòu) 化發(fā)展 ?？刂葡到y(tǒng)向基于 PC 機(jī)的開(kāi)放 型控制