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基于MCGS机械手动作的模拟.pdf

发布时间：2022-06-09 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：11.05M 资料格式：pdf 举报 版权申诉
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    沈阳理工大学学士学位文 摘 要 在工业生和其他域，由于工作的需要，人经常受到高温、腐及有毒气体等因素的危害，增加了工人的动强度，甚至于危及生命。自从机械手世以，相的各种迎刃而解。 发展，描述了机械手控制系统的工作原理和动作实程。研究了基于 在本设中介了国外机械手研究及 PLC he 研究 的机械手模型控制系统的设，研究了 PLC 设了机械手模型控制系统控界面，提供了直、清晰、准确的机械手运行，而修和故障提供了多方面的可能性，充分提高了系统的工作效率。 在机械手控制系统中的用。利用件 MCGS MCGS ： 机械手； PLC MCGS ； I
    沈阳理工大学学士学位文 Abstract In industrial manufacturing and other fields, due to the demand of work, many workers are compelled to expose in harmful circumstance like high temperature, corrosion, toxic gases harm and so on, that increased labor intensity, even imperial their lives. However, since the manipulator came out, many knotty problems are smoothly solved. In the following essay, situations of manipulator research at home and abroad are introduced, also including the research and development trend of PLC control system. Meanwhile, it describes the working principle of manipulator control system and action process. What is more, control system of manipulator model basing on PLC is designed, and also studies the MCGS’s application in manipulator control system. And I design manipulator model control system monitoring by MCGS, which provides intuitive, clear and accurate interface on the running state for manipulators. Therefore, it opens up possibility for fault diagnosis and services, which makes further improvements on the efficiency of the system eventually. Keywords: Manipulator; PLC; MCGS II
    沈阳理工大学学士学位文 目 1 .................................................................................................................................... 1 1.1 ................................................................................................ 1 1.2 研究的目的及意义 国外机械手研究概况 ................................................................................................ 1 2 机械手控制方式的和可程序控制器介 .............................................................. 3 2.1 机械手控制方式的 ................................................................................................ 3 2.1.1 ..................................................................................................... 3 2.1.2 PLC 控制方式的分类 与工业控制算机和集散控制系统的比 ................................................. 3 2.1.3 机械手控制方式的 ......................................................................................... 4 2.2 可程序控制器介 .................................................................................................... 5 2.2.1 PLC 2.2.2 PLC 2.2.3 PLC 2.2.4 PLC 2.2.5 PLC 的构 的特点 的主要功能 的经济分析 发展况及 ............................................................................................................. 5 ............................................................................................................. 6 ..................................................................................................... 8 ..................................................................................................... 8 ............................................................................................. 9 3 机械手自动控制系统的设 ............................................................................................ 11 3.1 PLC 控制系统设原与容 的型 3.2 PLC .................................................................................................................. 11 .................................................................................. 11 3.3 3.4 3.5 3.6 3.2.1 PLC 3.2.2 PLC 3.2.3 PLC 3.3.1 3.3.2 3.6.1 PLC 3.6.2 PLC 3.6.3 PLC 性能与任务相适 处理速度要求 用系统构的要求 ....................................................................................... 11 ............................................................................................... 12 ................................................................................... 12 感器 .......................................................................................................................... 12 行程 力感器 分系统构 分系统工作原理 ............................................................................................................... 12 ........................................................................................................... 13 .............................................................................................................. 14 ...................................................................................................... 15 PLC .............................................................................................................. 15 程序设 的 分配 I/O ................................................................................................... 15 程指令的 程序的设 ........................................................................................... 16 ................................................................................................... 16 III
    沈阳理工大学学士学位文 3.6.4 PLC ................................................................................................... 16 硬件接 4 MCGS ........................................................................................ 17 在机械手控制中的用 4.1 MCGS .............................................................................................................. 17 的概述 4.1.1 MCGS 4.1.2 MCGS 4.1.3 MCGS 4.1.4 MCGS 4.1.5 MCGS 4.1.6 MCGS 的介 的构成 主要特性和功能 的程言 的据构 的作用 ....................................................................................................... 17 ....................................................................................................... 17 ....................................................................................... 18 ............................................................................................... 18 ............................................................................................... 19 ....................................................................................................... 19 4.2 工程的建立与变量的定义 .......................................................................................... 19 4.2.1 4.2.2 4.2.3 4.2.4 4.3.1 4.3.2 4.4.1 4.4.2 4.3 4.4 工程的建立 变量的分配 变量定义的步 设备与变量接 ........................................................................................................... 19 ........................................................................................................... 20 ................................................................................................... 21 ................................................................................................... 23 工程画面的建立 .......................................................................................................... 25 封面窗口及控画面的制作 运行策略的建立及脚本程序的 指示灯的动画接 机械手的动画接 动画的接 运行 .................................................................................................................. 32 ............................................................................................... 32 ............................................................................................... 34 4.5 ...................................................................................................................... 37 .................................................................................................................................. 38 ........................................................................................................................................ 39 .................................................................................................................................. 40 A B C D E F 英文原文 汉翻 系统流程 系统序功能 梯形 硬件接 .................................................................................................................. 41 .................................................................................................................. 46 .............................................................................................................. 49 ...................................................................................................... 50 ....................................................................................................................... 51 ............................................................................................................... 58 5 致 参考文献 附 附 附 附 附 附 ............................................................................... 26 ................................................................... 29 IV
    沈阳理工大学学士学位文 1 1.1 研究的目的及意义 机械手是工业自动化域中经常遇到的一种控制象。近年随着工业自动化的发展机械手逐成一门新兴学科，并得到了快的发展。机械手⼴泛地用与、冲、造、焊接、装配、机加、漆、处理等各个行业。特是在笨重、高温、有毒、危险、放射性、多粉等劣的动境中，机械手由于其著的优点而受到特重视。总之，机械手是提高动生率，改善动条件，减工人动强度和实工业生自动化的一个重要手段。国外都十分重视它的用和发展。 是在工业境下用而设的实工业控制装置。随着微电子技、自动控制技和算机通信技的飞速发展， 可程序控制器 (PLC) 在硬件配置、件程、通联网功能以及模拟量控制等方面均取得了长足的步，已经成工厂自动化的准配置之一 PLC [1] 。 也具有其他控制方式所不具有的特殊优越性，如通用性好、实用性强、硬件配套齐全、程方法易学，因此工业域中⼴泛用 由于自动化可以省大量的人力、物力等，而 。机械手在美国、加拿大等国家用多，如用果实采摘机械手摘果实、装配生上用智能机器人等。我国自动化水平本身比低，因此用 PLC 控制的机械手比少。本次设的机械手就是通 实自动化控制的。通此次设可以更一步学 的相知，了解世界先水平，可能多的用于实。 MCGS PLC 是一套用于快速构造和生成算机控系统的件，它能够在基于 平台上运行，通据的采集处理，以动画示、警处理、流程控制和表输出等多种方式向用户提供解决实际工程的方案，在自动化域中有着⼴泛的用 的各种 Microsoft 32 Windows 位 件机械手行控，机械手的动作程行了动画示，使机械手的动作程更加形象化。 [2] 。本设通 1.2 国外机械手研究概况 多年的发展，在已经成制造业生自动化中重要的机电设备。目前，正式投入使用的大部分机械手属于第一代机械手，即程序控制机械手。代机械手基本上采用点位控制系统，有感外界境信息的感器官，主要用于焊接、漆和上下料。第二代机械手具有感器官，仍然以程 机械手自二十世六十年代初世以，经 PLC 40 MCGS 1 PLC PLC
    沈阳理工大学学士学位文 序控制基，但可以根据外界境信息控制程序行校正。代机械手通常采用接触感器一类的感装置和相的适性算法。在，第三代机械手正在第一、第二代机械手的基上蓬勃发展起，它是能感知外界境与象物，并具有复信息行准确处理，自己行做出自主决策能力的智能化机械手。它能景物，具有触、视、力、听、味等多种感，能实搜索、追踪、辨色等多种仿生动作，具有家知、音功能和自学能力等人工智能 如小工业管道机械手移动探系统、微型飞行器等 目前机械手技有了新的发展：出了仿人型机械手、微型机械手和微操作系统 不可以行事先设定的动作，可按照工作况相地行动作，如回避障碍物的移动，作业序的划，有效的动学等 、机械手化机器、智能机械手 ) ( ( [3] 。 。机械手的用域正在向非制造业和服务业方向展，并且蓬勃发展的用机械手也越越多地装备部 ) 国外方面：近几年国外工业机械手域有如下几个发展。机械手性能不提高，而机价格不下降；机械构向模块化、可重构化发展；控制系统向基于 机的放型控制器方向发展；感器作用日益重要；拟实技在机械手中的作用已从仿真、演发展到用于程控制。 国方面：目前在一些机种方面，如涂机械手、弧焊机械手、点焊机械手、搬运机械手、装配机械手、特种机械手 [4][5] 。 PC 基本掌握了机械手操作机的设制造技，解决了控制动系统的设和配置，件的设和制等技，掌握了自动化漆、弧焊自动及其周边配套设备的全套自动通信、控制技；在基元件方面，波减速器、机械手焊接电源、焊自动跟踪装置也有了突破。从技方面，我国已经具备了立自主发展中国机械手技的基 水下、爬壁、管道、控等机械手 ( ) [6] 。 2
    沈阳理工大学学士学位文 2 机械手控制方式的和可程序控制器介 2.1 2.1.1 机械手控制方式的 控制方式的分类 统的工业设备自动控制主要由电器或分立的电子路实，种控制方式投相少一些，目前在一些式的、的工业设备中有一定市，但控制方式却有以下致命缺陷： 适合特殊的工程目，而有通用性； (1) 适合于的控制； (2) 伴随着工业自动化技的迅速发展，我国工业域的自动化已经基本实了从电器控制到算机控制的变，算机控制方式具有以下两个特点： 硬件上至少有一个微处理器； (3) 有改动和优化的可能性。 (2) 通件实控制思想。 (1) 目前，工业自动化域比典型的控制方式有： (1) 可程序控制器 (PLC) (2) ； 工业控制算机 2.1.2 PLC (IPC) (3) (DCS) 集散控制系统 ； 。 1 与工业控制算机和集散控制系统的比 、各自技发展的起源 算机是了足快速大量据处理要求的设备。硬件构方面，总准化程度高，兼容性强，件源丰富，特是有实操作系统的支持，故要求快速、实性强、模型复和算工作量大的工业象的控制占有优。 集散系统从工业自动化仪表控制系统发展到以工业控制算机中心的集散系统，所以其在模拟量处理、回路方面具有一定优，初期主要用在程控制，重回路功能。 是由电器系统发展而，主要用在工序控制上，初期主要是代替电器控制系统，重于量序控制方面。 PLC 在技和功能上发生了飞跃。在初期运算的基上，增加了值运算、等功能，增加了模拟量和 PLC 的能力赶上了工业控制算机；通信能力的提高发展了多种局部总和网 ，因而也可构成一个集散系统。特是个人算机也被吸收到 在程控制的发展是一智能变送器和总，暨向下拓展功能，放总。 近年随着微电子技、大模集成电路技、算机技和通信技等的发展， 2 、相同点 PID 等功能模块；运算速度提高， CPU (LAN) PLC PLC 系统中。 3
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