【正文】 不同工作需求，機械手控制系統(tǒng)具有了很大的靈活性和可操作性。單擊繪圖工具箱中的“插入元件”圖標(biāo)，彈出“對象元件管理”對話框，單擊“其他”文件夾，選中“機械手”元件，按“確定”按鈕把“機械手”元件添加到動畫組態(tài)中。圖 412 封面窗口5) 選中文字框，作如下設(shè)置。5) 將窗口名稱改為：機械手監(jiān)控畫面；窗口標(biāo)題改為：機械手監(jiān)控畫面。至此設(shè)備與變量（數(shù)據(jù)對象）的連接完成。10) 雙擊“設(shè)備 1[三菱 FX232]”，進(jìn)入模擬設(shè)備屬性設(shè)置窗口，如圖 49所示。3) 單擊“設(shè)備工具箱”中的“設(shè)備管理”按鈕，彈出如圖 47 所示窗口。3) 選中該數(shù)據(jù)對象，按“對象屬性”按鈕，或雙擊選中對象，則打開“數(shù)據(jù)對象屬性設(shè)置” 窗口。 變量的分配在開始定義之前，我們先對系統(tǒng)進(jìn)行分析，確定需要的變量。2) 單擊文件菜單中“新建工程”選項，自動生成新建工程，默認(rèn)的工程名為：“新建工程 ”。 MCGS 的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)MCGS 數(shù)據(jù)庫管理功能強大，分為數(shù)據(jù)前處理（可以對設(shè)備采集進(jìn)來的數(shù)據(jù)進(jìn)行多種數(shù)值處理） 、數(shù)據(jù)后處理（可通過各種內(nèi)部函數(shù)、運算符、腳本程序?qū)崟r采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理） 、實時數(shù)據(jù)處理（提供數(shù)據(jù)瀏覽，各種曲線、報表等功能構(gòu)件，對存盤數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢、排序、運算等操作） ，同時可以掛接外部數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn) ODBC 接口和 OLE 實時調(diào)用，可以和SOL、 Server、Oracle、Access 等數(shù)據(jù)庫相連，提供多種數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換方式，每種方法都可以獨立使用或組合使用。除此以外，MCGS 還提供了一套開放的可擴充接口，用戶可根據(jù)自己的需要用 VB、VC 等高級開發(fā)語言，編制特定的構(gòu)件來擴充系統(tǒng)的功能。組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫完成了 MCGS 系統(tǒng)從組態(tài)環(huán)境向運行環(huán)境的過渡，它們之間的關(guān)系如圖 41所示。溫州科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計）第 27 頁第四章 MCGS 在機械手控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 MCGS的概述 MCGS 的簡介MCGS（Monitor and Control Generated System，通用監(jiān)控系統(tǒng)）是一套用于快速構(gòu)造和生成計算機監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件。降至下限碰壓 SQ3,SQ3 閉后，下降停止；傳送帶 B 開始運轉(zhuǎn)。右旋至右限碰壓 SQ6,SQ6 閉時，右旋動作開始停止；并開始下降。溫州科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計）第 19 頁第三章 設(shè)計主體部分 控制要求 開機時，若機械手停在初始位置，按下 SB0 起動后，傳送帶 A 開始運轉(zhuǎn)；并且機械手從右下限開始上升。手腕是連接手指與手臂的元件，可以進(jìn)行上下、左右和回轉(zhuǎn)動作。(2)在裝配作業(yè)中應(yīng)用廣泛，在電子行業(yè)中它可以用來裝配印制電路板，在機械行業(yè)中它可以用來組裝零部件。自由 度越多，機械手的靈活性越大，通用性越廣，其結(jié)構(gòu)也越復(fù)雜。 機械手 機械手簡介mechanical hand 也被稱為自動手，auto hand 能模仿人手和臂的某些動作功能，用以按固定程序抓取、搬運物件或操作工具的自動操作裝置。c. 輸入/輸出狀態(tài)表——狀態(tài) RAM 表I/O 映像存儲器的內(nèi)容，在 CPU 中構(gòu)成 I/O 狀態(tài)表，其內(nèi)容是 CPU 處理用戶程序及數(shù)據(jù)的依據(jù)。在輸入采樣階段，首先掃描所有輸入端子，經(jīng)過輸入調(diào)理電路（光電隔離、電平轉(zhuǎn)換、濾波處理等）后進(jìn)入輸入緩沖器等待采樣。這就是接通電源后的初始操作（見圖） 。PLC 的通信聯(lián)網(wǎng)：PLC 具有通信聯(lián)網(wǎng)的功能，它使PLC 與 PLC 之間、PLC 與上位計算機以及其他智能設(shè)備之間能夠交換信息，形成一個統(tǒng)一的整體，實現(xiàn)分散集中控制。電源以其輸入類型有：交流電源，加的為交流220VAC 或 110VAC，直流電源，加的為直流電壓，常用的為 24V。一般講，CPU 模塊總要有相應(yīng)的狀態(tài)指示燈，如電源顯示、運行顯示、故障顯示等。它確定了進(jìn)行控制的規(guī)模、工作速度、內(nèi)存容量等。無任哪種結(jié)構(gòu)類型的 PLC，都屬于溫州科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計）第 10 頁總線式開放型結(jié)構(gòu)，其 I/O 能力可按用戶需要進(jìn)行擴展與組合?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴充其功能的原則設(shè)計。如果被控對象主要是設(shè)備連鎖、回路很少，采用 PLC 較為合適。不同型號的 PLC，循環(huán)掃描周期在 1 微秒到幾十微秒之間。隨著計算機技術(shù)、信號處理技術(shù)、控制技術(shù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展和用戶需求的不斷提高，PLC 在開關(guān)量處理的基礎(chǔ)上增加了模擬量處理和運動控制等功能。通過設(shè)計編制 PLC 程序?qū)崿F(xiàn)機械手模型控制系統(tǒng)的自動控制。它能識別景物，具有觸覺、視覺、力覺、聽覺、味覺等多種感覺，能實現(xiàn)搜索、追蹤、辨色識圖等多種仿生動作，具有專家知識、語音功能和自學(xué)能力等人工智能 [3]。MCGS 是一套用于快速構(gòu)造和生成計算機監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件，它能夠在基于 Microsoft 的各種 32 位 Windows 平臺上運行，通過對現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集處理，以動畫顯示、報警處理、流程控制和報表輸出等多種方式向用戶提供解決實際工程問題的方案，在自動化領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用 [2]。國內(nèi)外都十分重視它的應(yīng)用和發(fā)展。 【關(guān)鍵詞】:材料搬運。自從機械手問世以來，相應(yīng)的各種難題迎刃而解?？删幊炭刂破魇抢^電器控制和計算機控制出上開發(fā)的產(chǎn)品，逐漸發(fā)展成以微器處理為核心把自動化技術(shù)、計算機技術(shù)、通信技術(shù)融為一體的新型工業(yè)自動控制裝置。機械手廣泛地應(yīng)用與鍛壓、沖壓、鍛造、焊接、裝配、機加、噴漆、熱處理等各個行業(yè)。我國自動化水平本身比較低，因此用 PLC 來控制的機械手還比較少。第二代機械手具有感覺器官，仍然以程序控制為基礎(chǔ)，但可以根據(jù)外界環(huán)境信息對控制程序進(jìn)行校正。國內(nèi)方面：目前在一些機種方面，如噴涂機械手、弧焊機械手、點焊機械手、搬運機械手、裝配機械手、特種機械手（水下、爬壁、管道、遙控等機械手）基本掌握了機械手操作機的設(shè)計制造技術(shù)，解決了控制驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)計和配置，軟件的設(shè)計和編制等關(guān)鍵技術(shù)，還掌握了自動化噴漆線、弧焊自動線及其周邊配套設(shè)備的全套自動通信、協(xié)調(diào)控制技術(shù)；在基礎(chǔ)元件方面，諧波減速器、機械手焊接電源、焊縫自動跟蹤裝置也有了突破。與個人計算機的 PC 相區(qū)別，用 PLC 表示。運行時按存儲程序的內(nèi)容逐條執(zhí)行，以完成工藝流程要求的操作?！　∠嗤?I/O 點數(shù)的系統(tǒng)，用 PLC 比用 DCS，其成本要低一些（大約能省40%左右） 。實際工作中碰到的一些用戶原來采用嵌入式控制器，現(xiàn)在正逐步用通用 PLC 或定制 PLC 取代嵌入式控制器PLC 是在傳統(tǒng)的順序控制器的基礎(chǔ)上引入了微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)和通訊技術(shù)而形成的一代新型工業(yè)控制裝置，目的是用來取代繼電器、執(zhí)行邏輯、記時、計數(shù)等順序控制功能，建立柔性的程控系統(tǒng)。一般講，PLC 分為箱體式和模塊式兩種。 功能存儲器（數(shù)據(jù)區(qū)）——存放用戶數(shù)據(jù)PC 的用戶存儲器通常以字（16 位/字）為單位來表示存儲容量。CPU 的寄存器參與運算，并存儲運算的中間結(jié)果，它也是在控制器指揮下工作。I/O 模塊集成了PLC 的 I/O 電路，其輸入暫存器反映輸入信號狀態(tài)，輸出點反映輸出鎖存器狀態(tài)。直接監(jiān)視數(shù)據(jù)或通過畫面監(jiān)視數(shù)據(jù)。三菱 FX2N 系列可編程控制器是小型化，高速度，高性能的產(chǎn)品，是 FX 系列中最高檔次的超小型程序裝置。工作特點——集中輸入，集中輸出（小型 PLC）二、PLC 運行過程 1. 四大類操作 （1）公共操作——故障診斷及處理（自檢） ，一般故障，只溫州科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計）第 14 頁報警，不停機 （2）I/O 操作——聯(lián)系現(xiàn)場的數(shù)據(jù)輸入及控制信號的輸出 （3）執(zhí)行用戶程序——順序循環(huán)掃描 （4）服務(wù)外設(shè) 2. I/O 處理過程——（教材 P63 Fig36） 輸入采樣 三個階段 執(zhí)行用戶程序 輸出刷新 這樣，是否會影響對現(xiàn)場信息的反應(yīng)速度？由于，PLC 掃描周期一般僅幾十 mS，兩次采樣之間的間隔時間很短，對一般的開關(guān)量而言，可以認(rèn)為采樣是連續(xù)的。異常：因某些原因，程序進(jìn)入死循環(huán)，執(zhí)行程序時間超出 t1 值，WDT 發(fā)出警告，程序重新開始執(zhí)行，同時復(fù)位 t1。運動機構(gòu)的升降、伸縮、旋轉(zhuǎn)等獨立運動方式，稱為機械手的自由度 。機械手是在機械化、自動化生產(chǎn)過程中發(fā)展起來的一種新型裝置。機械手簡述:機械手的形式是多種多樣的，有的較為簡單，有的較為復(fù)雜，但基本的組成形式是相同的，一般由執(zhí)行機構(gòu)、傳動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和輔助裝置組成。機械手控制系統(tǒng)的主要作用是控制機械手按一定的程序、方向、位置、速度進(jìn)行動作，簡單的機械手一般不設(shè)置專用的控制系統(tǒng)，只采用行程開關(guān)、繼電器、控制閥及電路便可實現(xiàn)動傳動系統(tǒng)的控制，使執(zhí)行機構(gòu)按要求進(jìn)行動作．動作復(fù)雜的機械手則要采用可編程控制器、微型計算機進(jìn)行控制。當(dāng)傳送帶 B 上面的物體遮擋住光束時，光電接收開關(guān) SQ4 閉合，傳送帶 B 停止；機械手抓物開始夾緊。而傳送帶 A 持續(xù)運轉(zhuǎn)。降至下限碰壓 SQ3,SQ3 閉時，下降動作停止；并開始放松夾緊物。用戶組態(tài)生成的結(jié)果是一個數(shù)據(jù)庫文件，稱為組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫。（4）開放式結(jié)構(gòu)，廣泛的數(shù)據(jù)獲取和強大的數(shù)據(jù)處理功能。它是基于 WIN95/98/NT 視窗結(jié)構(gòu)，能夠快速構(gòu)造和生成數(shù)據(jù)管理、報警處理、流程控制、動畫顯示、報表輸出等界面，輕松實現(xiàn)各種工程曲線、報表、數(shù)據(jù)瀏覽、遠(yuǎn)程通訊、遠(yuǎn)程采集、遠(yuǎn)程診斷等功能的先進(jìn)軟件。它還具有強大的網(wǎng)絡(luò)功能，支持 TCP/IP、MODEM、485/422/232 等多種網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸方案，提供4 級安全保密機制。實時數(shù)據(jù)庫是 MCGS 工程的數(shù)據(jù)交換和數(shù)據(jù)處理中心。其中一部分為系統(tǒng)內(nèi)部建立的數(shù)據(jù)對象。7) 單擊“保存”按鈕。8) 單擊“確認(rèn)” ，并保存。依次進(jìn)入通道連接，直至通道全部連接完成。這時“封面窗口”底色變?yōu)樗{(lán)色。2) 單擊工具條中的“工具箱”按鈕，打開繪圖工具箱。單擊“保存” ， “封面窗口”畫面編輯完畢。運行時，指示燈隨機械手動作變化做相應(yīng)指示。由于對組態(tài)軟件 MCGS 掌握的不熟練，軟件的一些功能沒有能應(yīng)用到監(jiān)控系統(tǒng)中。感謝他們?nèi)陙淼男燎谠耘?。溫州科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計）第 40 頁參考文獻(xiàn)[1] 廖常初．可編程序控制器應(yīng)用技術(shù)(第四版) ．重慶：重慶大學(xué)出版社，2022，114[2] 許志軍．工業(yè)控制組態(tài)軟件及應(yīng)用．北京：機械工業(yè)出版社．2022，192198[3] 王承義．機械手及其應(yīng)用．北京：機械工業(yè)出版社，1981，1225[4] 彭商賢、趙臣、張啟先．試論國內(nèi)外機器人機械學(xué)的發(fā)展趨向[J]，機器人，1991，13 (3)：4853[5] Saeed B. 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