MCGS报告机械手20Word下载.docx

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副教授

2013年11月08日

第1章绪论

1.1现实应用的机械手

能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。

机械手是最早出现的工业机器人，也是最早出现的现代机器人，它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。

机械手是最早出现的工业机器人，也是最早出现的现代机器人，它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。

1.2机械手的优势

机械手可以减省工人、提高效率、降低成本、提高产品品质、安全性好、提升工厂形象。

多关节机械手的优点是:

动作灵活、运动惯性小、通用性强、能抓取靠近机座的工件，并能绕过机体和工作机械之间的障碍物进行工作.随着生产的需要，对多关节手臂的灵活性，定位精度及作业空间等提出越来越高的要求。

多关节手臂也突破了传统的概念，其关节数量可以从三个到十几个甚至更多，其外形也不局限于像人的手臂，而根据不同的场合有所变化，多关节手臂的优良性能是单关节机械手所不能比拟的。

1.3机械手的应用领域

工业制造领域：

主要让机器人在机械制造业中代替人完成大批量、高质量要求的工作，如汽车制造、舰船制造及某些家电产品（电视机、电冰箱、洗衣机）的制造等。

化工等行业自动化生产线中的点焊、弧焊、喷漆、切割、电子装配及物流系统的搬运、包装等工作，也有部分是由机器人完成的。

军事领域：

主要让机器人执行一些自动的侦察与控制任务，尤其是一些相对较为危险的任务，比如，无人侦察机、拆除炸弹的机器人及扫雷机器人等。

机器人还可以代替士兵去完成那些不太复杂的工程及后勤任务，从而使战士从繁重的工作中解脱出来，去从事更加重要的工作。

娱乐领域：

机器人在娱乐领域的应用十分广泛，比如，机器人足球大赛、机器人弹钢琴和机器人宠物等。

医疗领域：

机器人主要用来辅助护士进行一些日常的工作，比如，帮助医生运送用药品及自动监测病房内的空气质量，等等。

宜用机器人还可以协助医生完成一些难度较高的手术，例如，眼部手术、脑部手术等。

美国还发明了一种可以进入人体血管的微型机器人，帮助医生在病人的血管内灭杀病毒。

第2章机械手动作的模拟的MCGS监控设计

2.1机械手动作的模拟的实验目的

用数据移位指令来实现机械手动作的模拟。

本实验是将工件由A处传送到B处的机械手，上升/下降和左移/右移的执行用双线圈二位电磁阀推动气缸完成。

当某个电磁阀线圈通电，就一直保持现有的机械动作，例如一旦下降的电磁阀线圈通电，机械手下降，即使线圈再断电，仍保持现有的下降动作状态，直到相反方向的线圈通电为止。

另外，夹紧/放松由单线圈二位电磁阀推动气缸完成，线圈通电执行夹紧动作，线圈断电时执行放松动作。

设备装有上、下限位和左、右限位开关，限位开关用钮子开关来模拟，所以在实验中应为点动。

电磁阀和原位指示灯用发光二极管来模拟。

本实验的启始状态应为原位（即SQ2与SQ4应为ON，启动后马上打到OFF），它的工作过程如图所示，有八个动作，即为：

2.2机械手动作的模拟的实验说明

原位下降夹紧上升右移

左移上升放松下降

图1实验模拟图

2.3控制指标

1．设计MCGS控制界面

2．PLC控制程序

3．联机调试

2.4控制方案

利用MCGS组态软件设计一机械手组态控制系统,利用机械手上下左右移动碰到的限位开关作为系统的输入信号。

系统设置一个启动按钮和一个复位按钮来控制系统的启动和停止。

系统组态软件设计成一个机械手画面，通过动画连接和脚本程序。

与PLC的联合调试使系统达到可以在MCGS系统中监控机械手的运动。

同时可以利用PLC程序控制组态画面的要求。

图2MCGS实验图

2.5PLC硬件部分

2.5.1PLC控制接线面板

2.5.2实验面板图

2.5.2输入/输出端子地址分配

代号

名称

输入编号

输出

SB1

启动按钮

X0

YV1

机械手下降

Y000

SQ1

下限行程

X1

YV2

机械手夹紧/松开

Y001

SQ2

上限行程

X2

YV3

机械手上升

Y002

SQ3

右限行程

X3

YV4

机械手右移

Y003

SQ4

左限行程

X4

YV5

机械手左移

Y004

HL

原位

Y005

表1地址分配

2.6PLC程序设计

2.6.1程序思想

当按下启动按钮SB1，机械手启动，按下SQ1，机械手开始下降，直到夹紧物体，按下SQ2，机械手开始上升到一定高度按下SQ3开始右移到B点上方位置时，按下SQ1让机械手下降到B点时松开物体后，按下SQ2使机械手上升到一定高度后按下SQ4是机械手左移后复位。

2.6.2具体程序如下图所示

第3章针对控制要求设计MCGS控制界面MCGS控制方案

3.1MCGS设计具体步骤

1.新建工程

1）首先双击桌面MCGS组态环境图标，进入组态环境，屏幕中间窗口为工作台。

2）单击文件菜单中“新建工程”选项，自动生成新建工程，默认的工程名为：

“新建工程0.MCG”。

3）选择文件菜单中的“工程另存为”菜单项，弹出文件保存窗口。

在文件名一栏内输入“机械手动作的模拟”，点击“保存”按钮，工程创建完毕。

如图2-1所示。

图3-1新建工程窗口

1、新建窗口并更改窗口属性如下图所示

图3-2窗口属性设置

图3-3用户窗口列表添加

2．添加元件并分布好位置如图2-4所示：

1、元件添加如图2-4所示：

图3-4元件添加表

2、元件选择

图3-5元件1

图3-6元件整体画面

图3-7MCGS实验图

3.3设置各个元件属性

1、机械手属性设置如下图：

图3-8机械手属性设置a

图3-9机械手属性设置b

2、启动提示灯属性设置如下图：

图3-10属性设置a

图3-11属性设置b

复位，上升，下降，左移，右移提示灯同启动提示灯类似相仿，依次做好即可。

3、启动按钮设置如下图：

图3-12属性设置a

在操作台上按钮操作分别为SB1SQ4SQ2SQ1SQ2SQ1SQ3SQ2SQ1SQ2即可看到效果

第4章联机调试

4.1联机设备连接

1．设备窗口

图4-1设备窗口调试a

2.添加通讯父设备

图4-2添加通讯父设备a

图4-3添加通讯父设备b

3．添加子设备

图4-4添加子设备

4．父设备属性设置如下图所示

图4-5父设备属性设置

5．子设备属性设置

图4-7子设备属性设置

6、通道连接设置

4-6属性设置

7.设备调试

第5章触摸屏控制

1、第一步，打开MCGS软件,点击文件——新建文件——确定，会出现如下界面：

图5-1

2、第二步，点击元件——绘图，在里面找到自己要用到的元器件先把菜单做出，如下图：

图5-2

3、第三步，点击元件——按钮，在里面找到需要的按钮，如下图：

图5-3

可以在如下的窗口中对按钮进行设置：

图5-4

4、第四步，点击元件——指示灯，在界面上增加7个指示灯，如下图：

图5-5

在如下界面内设置报警指示灯：

图5-6

点击读取存储器地址，出现如下图：

图5-7

5、完成后的最终界面如下：

图5-8

第6章实验调试与分析

6.1系统调试

（1）硬件检测调试

从硬件方面检查系统的各个方面，保证系统的硬件接线正确

（2）机械手控制程序的调试

操作电梯的控制面板，并观察MCGS组态动画是否与之对应

第7章结论与小结

在本次课题设计中，我选择做机械手动作模拟的MCGS界面控制设计。

第一次让我对机械手有了全面认识，知道了他在生产生活中给人给我们带来的方便。

同时通过用MCGS模拟机械手的动作和通过和PLC相连，使我一方面更好的掌握了这学期的MCGS课程，同时也让我复习了上学期的PLC，知道了两者结合带来的魅力。

亲自设计，调试，虽然费了很大的精力时间，但是当全部成功的那一刻给我带来的高兴喜悦，是任何模仿抄袭也不可能带来的。

我很感谢老师给我这个亲力亲为的机会，让我感受到了设计过程与结果的乐趣，也对此产生了兴趣，期待下一次自己设计的机会到来。

因为这真的给了我很大的收获，学到了各方面的本领。

第8章回答问题

1.机械手的上移下移等怎么实现的？

答：

通过脚本程序中的x,y加1减1控制。

2.如果运行plc时发现程序有错误怎么去检查?

可以打开在线中的监控来结合面板上的按钮一步步检查。

3.MCGS中如何添加元件？

通过工具箱中的按钮中找到相应元件。