MCGS报告--机械手20

CHANGZHOUINSTITUTEOFTECHNOLOGY组态软件与触摸屏控制技术课程设计报告书题目：机械手动作的模拟的MCGS界面控制设计二级学院（直属学部）：电子信息与电气工程学院专业：电气工程及其自动化班级：10电一学生姓名：宋林倩学号：10020320指导教师姓名：史建平职称：副教授2013年11月08日MCGS机械手设计报告1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MCGS机械手设计报告2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。MCGS机械手设计报告3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MCGS机械手设计报告42.3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。MCGS机械手设计报告5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MCGS机械手设计报告62.5.2输入/输出端子地址分配表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。代号名称输入编号代号名称输出SB1启动按钮X0YV1机械手下降Y000SQ1下限行程X1YV2机械手夹紧/松开Y001SQ2上限行程X2YV3机械手上升Y002SQ3右限行程X3YV4机械手右移Y003SQ4左限行程X4YV5机械手左移Y004HL原位Y005MCGS机械手设计报告72.6.2具体程序如下图所示MCGS机械手设计报告8MCGS机械手设计报告9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。MCGS机械手设计报告10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MCGS机械手设计报告11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MCGS机械手设计报告122、元件选择图3-5元件1图3-6元件整体画面MCGS机械手设计报告13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：MCGS机械手设计报告14图3-8机械手属性设置a图3-9机械手属性设置b2、启动提示灯属性设置如下图：MCGS机械手设计报告15图3-10属性设置aMCGS机械手设计报告16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MCGS机械手设计报告17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a2.添加通讯父设备图4-2添加通讯父设备aMCGS机械手设计报告18图4-3添加通讯父设备b3．添加子设备图4-4添加子设备MCGS机械手设计报告194．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MCGS机械手设计报告206、通道连接设置4-6属性设置7.设备调试4-6属性设置MCGS机械手设计报告21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5-12、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5-23、第三步，点击元件——按钮，在里面找到需要的按钮，如下图：MCGS机械手设计报告22图5-3可以在如下的窗口中对按钮进行设置：图5-44、第四步，点击元件——指示灯，在界面上增加7个指示灯，如下图：MCGS机械手设计报告23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：MCGS机械手设计报告24图5-75、完成后的最终界面如下：图5-8MCGS机械手设计报告25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MCGS机械手设计报告26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?答：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？答：通过工具箱中的按钮中找到相应元件。MCGS机械手设计报告目录第1章绪论.................................................................11.1现实应用的机械手.................................................11.2机械手的优势.....................................................11.3机械手的应用领域.................................................2第2章机械手动作的模拟的MCGS监控设计.......................................32.1机械手动作的模拟的实验目的...........................................32.3控制指标.............................................................42.4控制方案.............................................................42.5PLC硬件部分........................................................52.5.1PLC控制接线面板....................................................52.5.2输入/输出端子地址分配..............................................62.6PLC程序设计.........................................................62.6.1程序思想...........................................................62.6.2具体程序如下图所示.................................................7第3章针对控制要求设计MCGS控制界面MCGS控制方案...........................93.1MCGS设计具体步骤....................................................93.3设置各个元件属性....................................................13第4章联机调试.............................................................1