【正文】 化的實時處理等問題。從技術(shù)方面來說，我國已經(jīng)具備了獨立自主研究和發(fā)展中國機械手技術(shù)的基礎(chǔ)[2]。國外方面：近幾年國外工業(yè)機械手領(lǐng)域有如下幾個發(fā)展趨勢，機械手性能不斷提高，而單機價格不斷下降；機械結(jié)構(gòu)向模塊化、可重構(gòu)化發(fā)展；控制系統(tǒng)向基于PC機的開放型控制器方向發(fā)展；傳感器作用日益重要；虛擬現(xiàn)實技術(shù)在機械手中的作用已從仿真、預(yù)演發(fā)展到用于過程控制。目前機械手技術(shù)有了新的發(fā)展：出現(xiàn)了仿人型機械手、微型機械手和微操作系統(tǒng)（如細小工業(yè)管道機械手移動探測系統(tǒng)、微型飛行器等）、機械手化機器、智能機械手（不僅可以進行事先設(shè)定的動作，還可按照工作狀況相應(yīng)地進行動作，如回避障礙物的移動，作業(yè)順序的規(guī)劃，有效的動態(tài)學(xué)習(xí)等）。機械手的控制和使用方式得到提高的基礎(chǔ)上，也加強了自身的學(xué)習(xí)和動手能力以及對整個系統(tǒng)深入認識。基于MCGS的機械手控制系統(tǒng)的設(shè)計，通過MCGS組態(tài)軟件對機械手進行監(jiān)控，將機械手的動作過程進行了動畫顯示，使機械手的動作過程更加形象化?？傊?，機械手在提高勞動生產(chǎn)率，改善勞動生活條件，減輕工人勞動強度和實現(xiàn)現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)自動化的一個主要手段。機械手非常廣泛地應(yīng)用在鍛壓、熱處理、沖壓、焊接、裝配、鍛造、機加、噴漆等不同行業(yè)。第1章 緒論 課題研究目的及意義機械手是工業(yè)自動化領(lǐng)域中經(jīng)常遇到的一種控制對象。MCGS能使機械手所要控制的畫面全面而又直接的表現(xiàn)出來，在簡單明了的組態(tài)過程同時還讓機械手的運轉(zhuǎn)生動如實。組態(tài)軟件，又稱組態(tài)監(jiān)控軟件系統(tǒng)軟件，它是指一些采集數(shù)據(jù)和過程控制的專用軟件。同時，在計算機時代的引領(lǐng)下各種面向?qū)ο蠡乃枷牒统绦驊?yīng)用而生，這樣就給了機械手控制采用組態(tài)軟件的面向?qū)ο蠛蛯崟r控制功能，讓整個系統(tǒng)更加利于工程的順利運行以及人為合理的操作。機械手控制系統(tǒng)是基于控制器的發(fā)展和現(xiàn)代上位機軟件的進步，進而更好的對系統(tǒng)設(shè)計進行優(yōu)化和模擬的。從機械手的出現(xiàn)到現(xiàn)在都是為了減輕人們的勞作強度和加強工作人員的工作效率，這樣就應(yīng)該根據(jù)已有的控制理論和控制方法來設(shè)計出更好的機械手控制系統(tǒng)。 MCGS。同時，利用組態(tài)軟件MCGS設(shè)計了機械手控制系統(tǒng)監(jiān)控界面，提供了較為直觀、清晰、準確的機械手運行狀態(tài)，進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。實踐證明，PLC可編程控制器和MCGS組態(tài)軟件結(jié)合有利于PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計、檢測，具有良好的應(yīng)用價值。本文介紹了上位機組態(tài)軟件、下位機控制器和輸入/輸出設(shè)備的選擇。因此，在MCGS軟件作為上位機的基礎(chǔ)上，采用PLC控制器作為下位機，完成了機械手的各種動作的模擬。指導(dǎo)教師（簽字）教研室主任（簽字）批 準 日 期接受任務(wù)書日期完 成 日 期接受任務(wù)書學(xué)生（簽字）基于MCGS的機械手控制系統(tǒng)設(shè)計摘 要隨著時代的進步和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機械手在各種不同的場景作用日益突出。通過PLC和MCGS就能實現(xiàn)機械手控制系統(tǒng)的動作過程，能使機械手的動作更加形象化。通過設(shè)計和編寫PLC程序?qū)崿F(xiàn)機械手模型控制系統(tǒng)的自動運行。不論國際還是國內(nèi)的相關(guān)企業(yè)和機構(gòu)都非常重視它的研究應(yīng)用和發(fā)展。特別是在高溫、笨重、有毒、危險、多粉塵、放射性等惡劣的復(fù)雜勞動環(huán)境中，由于機械手具有顯著的優(yōu)點而受到廣泛重視。近年來隨著工業(yè)自動化的發(fā)展機械手研究逐漸成為一門新興學(xué)科，并得到了較快的發(fā)展。畢業(yè)設(shè)計（論文）材料之二（1） 安徽工程大學(xué)機電學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）專 業(yè)： 自動化 題 目： 基于MCGS的機械手控制系統(tǒng)設(shè)計 作 者 姓 名： 導(dǎo)師及職稱： 導(dǎo)師所在單位： 電氣工程學(xué)院 年 月 日安徽工程大學(xué)機電學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書 2013 屆 自動化 專業(yè)學(xué)生姓名： Ⅰ 畢業(yè)設(shè)計（論文）題目中文：基于MCGS的機械手控制系統(tǒng)設(shè)計 英文：Manipulator control system design based on MCGSⅡ 原始資料[1] 王月芹.基于PLC的氣動機械手控制系統(tǒng)設(shè)計[J].機電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新，2012(05)：133135[2] 郭洪武. 淺析機械手的應(yīng)用與發(fā)展趨勢[J].中國西部科技，2012(10)[3] 徐玲. 基于MCGS組態(tài)軟件氣動機械手PLC控制系統(tǒng)設(shè)計[J].伺服控制 ，2012(01)：5153[4] [J].煤礦機械,2012(10):147148[5] 劉小春. 基于MCGS的PLC仿真實訓(xùn)系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].自動化技術(shù)與應(yīng)用，2012(10)：4657[6] [J].液壓與氣動. 2010(10)，6163Ⅲ 畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)內(nèi)容課題研究的意義：機械手是工業(yè)自動化領(lǐng)域中經(jīng)常遇到的一種控制對象。機械手非常廣泛地應(yīng)用在鍛壓、熱處理、沖壓、焊接、裝配、鍛造、機加、噴漆等不同行業(yè)?？傊瑱C械手是提高勞動生產(chǎn)率，改善勞動生活條件，減輕工人勞動強度和實現(xiàn)現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)自動化的一個主要手段。本課題研究的主要內(nèi)容：本課題主要研究的是基于MCGS的機械手控制系統(tǒng)的設(shè)計，包括硬件的設(shè)計和軟件的設(shè)計。利用組態(tài)軟件MCGS設(shè)計出上位機人機界面，進行設(shè)備和數(shù)據(jù)對象的連接，實現(xiàn)動畫連接，進而實現(xiàn)機械手的實時監(jiān)控。提交的成果：（1）一篇畢業(yè)設(shè)計（論文）正文；（2）設(shè)計部分所需的插圖和主要源程序；（3）一篇引用的外文文獻及其譯文；（4）主要參考文獻的題錄及摘要。尤其當工作人員在面臨高溫、腐蝕以及有毒氣體時，機械手的出現(xiàn)使這些難題迎刃而解。通過對整個機械手控制系統(tǒng)的研究和設(shè)計，使機械手的各項功能進一步實現(xiàn)。采用三菱FX2N24MT可編程控制器作為機械手控制系統(tǒng)的下位機, 并用MCGS組態(tài)軟件開發(fā)了上位機監(jiān)控界面、能直觀檢驗機械手PLC控制系統(tǒng)的運行情況。通過對本課題的設(shè)計，根據(jù)PLC作為控制器的機械手控制系統(tǒng),硬件接口設(shè)計和梯形圖語言編程實現(xiàn)了機械手的左移、右移、上升、下降、夾緊和放松等動作。 關(guān)鍵詞：機械手；MCGS ；PLC Manipulator control system design based on MCGSAbstractAlong with the progress and development of science and technology,the manipulator is increasingly prominent in various scenes. Especially when the staff in the face of high temperature, corrosive and toxic gases, appeared to be smoothly done or easily solved the problem of manipulator. Therefore, in the MCGS software as the basis of upper puter, uses the PLC controller as slave puter, simulate all kinds of movement of manipulator to plete. Based on the research and design of the control system of the manipulator, the manipulator further realize the function.This paper introduced the PC configuration software, controller and input / output equipment selection. The Mitsubishi FX2N24MT programmable controller as the slave manipulator control system, and use MCGS configuration software to develop a PC monitor interface, can run visual inspection of PLC manipulator control system. Practice has proved, the PLC programmable controller and MCGS configuration software design, bined with the PLC of control system to the detection, has good application value.Through the design of this project, according to the PLC as the controller of the manipulator control system, the design of hardware interface and the ladder diagram programming language of the manipulator move left, right, up, down, clamping and relax action. At the same time, the manipulator control system monitoring interface is designed by using the configuration software MCGS, provides the mechanical hand operation more intuitive, clear, accurate, provide the possibility of many aspects and for the repair and fault diagnosis, enhance the efficiency of the system.Key words: Manipulator。 PLC目錄引言 1第1章 緒論 2 課題研究目的及意義 2 機械手控制在國內(nèi)外的研究和發(fā)展概況 2 本課題研究的主要內(nèi)容 3第2章 機械手控制系統(tǒng)設(shè)計方案 4 4 機械手控制方式的選擇 4 機械手的選擇 4 機械手控制方式的選定 4 可編程序控制器 4 PLC的結(jié)構(gòu)和主要功能 5 PLC的經(jīng)濟分析和發(fā)展 6 上位機組態(tài)軟件的選擇 6 MCGS的構(gòu)成 6 通信方式的選擇 7第3章 控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計 9 機械手控制實現(xiàn)的具體內(nèi)容 9 PLC控制器的選型 10 傳感器與行程開關(guān)的選擇 10 10 接近開關(guān)傳感器 11 PLC程序設(shè)計 11 I/O點數(shù)的確定及PLC類型的選擇 11 PLC的I/O分配 11 編程指令的選擇 12 機械手控制的流程設(shè)計 12 PLC程序的調(diào)試 14 PLC控制的安裝與布線 15 機械手控制系統(tǒng)的外部接線圖 15 15第4章 控制系統(tǒng)在MCGS中的軟件設(shè)計 16 MCGS的編程語言和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 16 工程的建立與變量的定義 16 工程的建立 16 變量的分配 16 變量定義的步驟 16 設(shè)備與變量連接 19 工程畫面的創(chuàng)建 20 封面窗口及監(jiān)控畫面的制作 21 運行策略的建立及腳本程序的編寫 23 動畫的連接 26 指示燈的動畫連接 26 機械手的動畫連接 27 組態(tài)運行 31結(jié)論與展望 32致 謝 33參考文獻 34附錄A:附加圖 35附圖1 梯形圖 35附圖2 指令表 37附圖3 PLC外部電氣接線圖 39附錄C:英文文獻及其翻譯 40附錄D:參考文獻的題錄及其摘要 45附錄E:MCGS主要源程序 47插圖清單圖21 總體方案圖 4圖22 PLC硬件結(jié)構(gòu)圖 5圖23 組態(tài)環(huán)境和運行環(huán)境關(guān)系圖 7圖24 MCGS用戶應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 7圖31 機械手結(jié)構(gòu)示意圖 9圖32 機械手的動作示意圖 9圖33 接近開關(guān)傳感器與PLC連接的工作原理圖 11圖34 程序流程圖 13圖35 程序流程圖 14圖41 MCGS工作臺窗口 16圖42 實時數(shù)據(jù)庫窗口 18圖43 實時數(shù)據(jù)庫窗口 18圖44 數(shù)據(jù)對象屬性設(shè)置窗口 18圖45 設(shè)備管理窗口 19圖46 設(shè)備組態(tài)窗口 20圖47 設(shè)備屬性設(shè)置窗口 20圖48 工作臺窗口 20圖49 用戶窗口屬性設(shè)置 21圖410 封面窗口 22圖411 對象元件管理 22圖412 機械手監(jiān)控畫面 23圖413 循環(huán)策略窗口 23圖414 循環(huán)策略窗口 24圖415 指示燈動畫組態(tài)屬性設(shè)置 27圖416 啟動按鈕動畫組態(tài)屬性設(shè)置 27圖417 垂直移動量動畫組態(tài)屬性設(shè)置 29圖418 水平移動量動畫組態(tài)屬性設(shè)置 29圖419 工件夾緊標志動畫組態(tài)屬性