维宏?
雕刻机运动控制系统
NC STUDIO?版本5.3.6
软件用户手册
二○○三年二月
上海维宏科技有限公司
感谢您选择了本公司的产品！
本手册帮助您熟悉本公司的产品，了解系统组成配置等方面的信息。
本资料详细介绍系统安装过程及系统的各项功能，在使用本软件系统及相关的机床设备之前，请您详细阅读本手册。这将有助于您更好地使用它。
由于软件、硬件的不断更新，您所收到的软硬件在某些方面可能与本手册的陈述有所出入。在此谨表歉意。
目录
目录............................................................................................................................ I I 1概述.. (1)
2系统安装与连接 (3)
2.1NC STUDIO的系统基本配置 (3)
计算机主机 (3)
操作系统 (3)
2.2NC STUDIO系统的安装 (4)
安装NC STUDIO运动控制卡 (8)
2.3NC STUDIO控制卡与驱动系统的连接 (9)
安装运动控制卡驱动程序 (8)
安装NC STUDIO软件 (4)
3 NC STUDIO基本概念 (10)
3.1操作模式与状态 (10)
操作模式 (10)
操作状态 (11)
3.2机床坐标系 (11)
机械坐标系 (12)
工件坐标系 (12)
4 NC STUDIO操作界面 (13)
4.1标题栏 (14)
4.2菜单栏 (14)
4.3工具栏 (16)
4.4数控信息栏 (16)
4.5状态栏 (16)
4.6数控状态窗口 (17)
当前位置 (17)
进给速度 (18)
主轴转速................................................................................... 错误！未定义书签。
4.7自动操作窗口 (20)
4.8手动操作窗口 (21)
4.9加工轨迹窗口 (24)
三维视图模式 (24)
二维视图模式： (27)
4.10系统日志窗口 (29)
4.11程序管理窗口 (30)
4.12系统参数窗口 (30)
机械参数 (32)
电气参数................................................................................... 错误！未定义书签。
加工参数 (31)
4.13程序编辑窗口 (34)
4.14输入输出状态(I/O状态)窗口 (35)
5 NC STUDIO菜单系统 (36)
5.1“文件”菜单 (36)
打开并装载 (36)
卸载 (37)
新建加工程序 (37)
打开并编辑 (38)
编辑当前加工程序 (38)
保存 (38)
另存为 (38)
保存并装载 (38)
关闭 (39)
最近装载的加工程序 (39)
最近编辑的加工程序 (39)
退出 (39)
5.2“编辑”菜单 (39)
5.3“查看”菜单 (40)
工具栏 (41)
状态栏 (41)
全屏 (42)
显示加工程序行号 (42)
跟踪加工程序当前行 (42)
加工程序信息 (42)
5.4“操作”菜单 (43)
单步执行 (44)
设置当前点为工件原点 (44)
设置当前点工件坐标 (44)
回工件原点 (45)
开始 (45)
暂停 (46)
停止 (46)
开始仿真................................................................................... 错误！未定义书签。高级开始. (47)
断点继续 (47)
执行加工指令 (47)
对刀 (51)
回参考点 (51)
复位 (52)
5.5“机床”菜单 (53)
6操作步骤 (54)
开机 (54)
机械复位(可选) (54)
载入加工程序 (54)
手动操作 (55)
确定工件原点 (55)
执行自动加工 (55)
7操作时的注意事项 (57)
7.1程序跳段执行注意事项 (57)
7.2多任务执行注意事项 (57)
8最终用户软件许可协议 (58)
1概述
NC STUDIO?数控系统是上海维宏科技有限公司自主开发、自有版权的雕刻机运动控制系统，该系统可以直接支持UG、MASTERCAM、CASMATE、Art CAM、AUTOCAD、CorelDraw等多种CAD/CAM软件生成的G代码和PLT代码格式。
NC STUDIO基于Microsoft Windows操作系统，充分发挥32位计算和多任务的强大优势。同时，标准的Windows风格用户界面具有操作简便可靠、简单易学的优点。
该数控系统除具有手动、步进、自动和回机械原点功能外，还具有模拟仿真、动态显示跟踪、Z轴自动对刀、断点记忆（程序跳段执行）和回转轴加工等特有的功能。
该系统可以与各种三维雕刻机、三维雕铣机一起使用。适用于各种复杂模具加工、广告装潢、切割等行业。
1.1软件特性
该软件包括了下列功能。
●基本配置为三个运动轴，并可以进一步扩充。
●数控转台支持。
●自动加工。完整支持ISO标准的G指令和HP绘图仪（HP PLT）格式。
●手动功能。既支持通过机床输入设备，如手持设备等操纵机床，也内嵌地支持
通过计算机输入设备，如键盘、鼠标完成手动操作。
●增量进给功能。方便用户精确设定进给量，且步长可灵活调整。
●用户数据输入（MDI）功能。用户可以在线输入G指令并立即执行。
●高级加工指令。只要简单输入几个参数，就可以完成铣底、勾边等功能。
●单步模式。用户可以把要执行的加工任务设置为单步模式，从而为错误诊断和
故障恢复提供了良好的支持。
●断点记忆、跳段执行等高级自动功能。
●进给轴精确回机械原点（参考点）功能。
●自动对刀功能。这些功能为用户加工提供了极大的方便。
●进给倍率在线调整。在加工过程中用户可以随时调整进给倍率。最小到0，相
当于暂停加工；最大到120%。
●高速平滑速度连接特性。在一般的数控系统中，两条G指令之间的连接速度通
常是一个固定的值，例如等于零或者某一个很小的值。在新版数控系统中，采用了独有的加工速度自适应预测算法，该算法根据连接速度的大小、方向、最大加速度，以及前向预测功能，自适应地决定当前指令与下一条指令间的衔接速度。不仅大大提高了加工效率（大约从30%到300%），而且改善了加工性能，消除了留在加工表面的速度振纹。
●三维模拟显示功能。通过简单的操作可以从各个角度观察三维加工结果，从而
可以更准确、更直观的对加工结果有所了解。
●仿真功能。可以对加工程序进行快速仿真加工，可以在极短的时间内完成，同
时检查加工程序是否出错，加工结果是否满意，并可以准确的计算出实际加工所需要的时间。
●强大、灵活的键盘支持。新版本对键盘操作的支持非常强大。满足了用户在操
作过程中的需要。
●日志功能。系统提供了功能强大的日志功能，帮助用户察看详细的加工信息和
系统诊断。
●内置的加工文件管理器。用户只要把加工程序文件保存到指定的目录，NC
STUDIO就可以在一个内置的管理器中管理这些文件。
●内置的文件编辑器。用户可以随时把加工文件调入编辑器内编辑、修改。
●文件加工信息。通过仿真或者实际加工，文件加工信息窗口可以帮助用户统计
文件执行时间、加工范围等重要信息。
●PCI总线运动控制卡。
2系统安装与连接
2.1NC STUDIO的系统基本配置
计算机主机
CPU：Pentium (586)或以上。
内存：32M以上。
硬盘：2G以上
显示卡：最低支持800*600，增强色模式
显示器：14” VGA以上
光驱：4倍速或更高
主板扩展槽：PCI槽或者ISA槽1个
操作系统
Microsoft Windows 98 中文第二版（4.10.2222 A）操作系统。
那么怎样确定自己安装的Microsoft Windows 98 是否符合要求呢？打开Windows 的控制面板。双击“系统”图标，系统弹出“系统属性”对话框，如下图所示。注意图中的版本号为“第二版4.10.2222 A”，这就是符合要求的版本。
2.2NC STUDIO系统的安装
安装NC STUDIO软件
打开计算机电源。
启动WINDOWS 98并退出所有已打开的程序。
将NC STUDIO系统安装光盘放入光驱。
双击“我的电脑”图标，打开后再双击光驱盘符。待光盘打开后，找到SETUP.EXE 文件，双击。此时显示器上将出现安装画面（如图）：
单击“下一个”，安装画面将会出现软件许可证协议对话框：
会出现简单的软件说明：
单击“下一个”，系统提示选择安装位置（如图）：
单击“下一个”，系统提示选择程序文件夹（如图）：
单击“下一个”，系统提示开始复制文件（如图）：
单击下一个，系统自动完成文件复制过程。结束后，系统提示设置完成(如图)：
在您重新启动计算机后，Ncstudio软件和运动控制卡的驱动程序的安装就自动完成。在桌面上和开始 程序菜单中有相应的快捷方式。如果运动控制卡插在计算机上，此时单击相应的快捷方式，Ncstudio软件即可启动。单击卸载的快捷方式，可以完成Ncstudio软件的卸载。
安装NC STUDIO运动控制卡
关闭主机电源，打开机箱盖，将运动控制卡插入任何一个空的、插口形式匹配的扩展槽内。安装运动控制卡时，用手轻按运动控制卡两侧，确保运动控制卡牢固插入槽中，与计算机底板接触良好、可靠，而且不存在摇晃的情况，然后旋紧板卡的紧固螺钉，最后盖好机箱盖。这样运动控制卡的安装就完成了。
安装运动控制卡驱动程序
请您在安装完软件之后再插入运动控制卡，这样运动控制卡的驱动程序会在安装Ncstudio软件时自动完成，不需要单独安装。
如果您在安装软件之前插入了运动控制卡，系统启动后会提示您安装运动控制卡的驱动程序。请取消驱动程序安装过程，然后安装Ncstudio软件。重新启动系统后，驱动程序的安装会自动完成。
2.3NC STUDIO控制卡与驱动系统的连接
NC STUDIO的机械运动控制信号通过插在计算机扩展槽上的运动控制卡实现NC STUDIO软件系统与安装在机床电气箱的进给电机驱动系统的通讯。NC STUDIO运动控制卡与电机驱动系统连接之前，应先将机床与电气箱安装就位，用两根专用的15芯、25芯电缆将运动控制卡上的15芯、25芯插座与电气箱上的15芯、25芯插座连接，这样NC STUDIO运动控制卡与电机驱动系统的连接就完成了。
3NC STUDIO基本概念
3.1操作模式与状态
操作模式
用户对机床的操作，任何时候都处于以下几种操作模式之一，理解操作模式，对于用户的正确操作是非常必要的。
自动模式
在自动操作模式下，机床运动通过事先准备好的加工程序产生动作。所以在自动模式下，系统必须已经装载加工程序。
点动模式
手动操作模式的一种。在点动模式下，用户通过手动操作设备，如计算机键盘、手持盒、手摇脉冲发生器等控制机床。当用户通过这些设备发出运动信号时，如按下手动按钮，机床持续运动直至信号消失，如用户松开手动按钮。
增量模式
手动操作模式的一种。在增量模式下，用户同样是通过手动操作设备，如计算机键盘、手持盒、手摇脉冲发生器等控制机床。与点动控制不同的是，用户一次按键动作，也就是从按下到松开，机床只运动确定的距离。也就是说，通过增量方式，用户可以精确地控制机床的位移量。
MDI模式
也是一种手动操作模式。在这种模式下，用户可以直接通过输入G指令控制机床。系统在某些情况下执行一些内定的程序操作（如回工件原点）时，也会自动把状态切换到MDI模式。但这不会影响用户使用。
回机械原点模式
此模式下，用户可以，也仅只能执行回机械原点操作。通过该操作建立机械坐标系。
操作状态
在每种操作模式下，又可以分出几种操作状态，可以说操作模式和操作状态一起完整地确定了机床的状态。
空闲状态
这是最常见的状态，在此状态下，机床当前没有动作输出，同时随时准备接受新的任务，开始新的动作。
锁定状态
锁定状态是一种内部状态，一般指出现在状态切换时。所以一般情况下用户接触不到。
紧停状态
这是一种非正常态。机床存在硬件故障或者用户按下“紧停”按钮时，系统进入此状态，并且执行事先规定的保护动作，例如关闭主轴电机、冷却泵等，在此状态下，机床同样被锁定，不能执行任何新的动作。在用户排除硬件故障或者解除紧停开关后，系统自动执行“复位”操作把机床恢复到“空闲”状态。
运行状态
当机床正在执行动作时，系统进入运行状态。
暂停状态
在机床运动时，如果用户执行“操作|暂停”命令，或者系统解析到M01（等待指令），则系统进入暂停状态，等待用户进一步输入。用户可以通过执行“操作|开始”命令继续执行，也可以执行“停止”或者“复位”指令中止当前操作，使系统进入“空闲”状态。
3.2机床坐标系
坐标系统是描述机床运动的术语。为了统一起见，标准的坐标系统是采用右手法则的坐标系统。如下图所示：
在铣床类机床中，机床坐标轴的方向取决于机床的类型和各组成部分的布局，对铣
床而言, 基本坐标轴为X, Y, Z：
—— Z 轴与主轴轴线重合，刀具远离工件的方向为正方向(+Z)；
—— X 轴垂直于Z 轴，并平行于工件的装卡面，如果为单立柱铣床，面对刀具主轴向立柱方向看，其右运动的方向为X轴的正方向(+X)；
—— Y 轴与X 轴和Z 轴一起构成遵循右手定则的坐标系统。
机械坐标系
机械坐标系是一套固定的右手坐标系，其坐标原点始终相对于机床的某个固定位置。所以，在任何时候，空间的某个点都可以用机械坐标系唯一地确定。
对机械坐标系的完整支持需要机床有相应的回机械参考点功能，否则，机械坐标系的概念只在软件中体现。
工件坐标系
在使用机床加工各种工件时，更多地使用工件坐标系。通常，在工件加工时，我们描述某个加工位置总是相对于工件上的某个点的，而工件在机床上的夹装位置相对于机械原点常常是改变的，因此由必要引入一套在工件加工时更为方便的坐标系统，这就是工件坐标系。工件坐标系也是一套右手坐标系，它的原点是相对于工件上的某个点确定的，相对于机械坐标原点则是可以浮动的。
4NC STUDIO操作界面
首先按前面所介绍的步骤将NC STUDIO软件系统安装到MS Windows 98中，此后只要双击桌面上的NC STUDIO快捷方式就可运行系统了。NC STDUDIO数控系统的主操作界面如图所示。
NC STUDIO界面由标题栏、菜单栏、工具栏、状态栏和一些功能窗口组成。
功能窗口分成三个区，包括：
第一区：数控状态窗口；
第二区：加工轨迹、系统日志、程序管理、系统参数、程序编辑、I/O状态窗口；
第三区：自动操作窗口、手动操作窗口。
4.1标题栏
NC STUDIO 软件界面最上端是标题栏，标题栏用于显示软件名称和所装载的加工程序名，标题栏的颜色用于指明对应的窗口是否被激活。
注意：
在MS Windows系统中，活动窗口和非活动窗口是非常重要的概念。
所谓活动窗口是指当前接受键盘输入的窗口，在任何时候，系统只有一
个活动窗口，其它都是非活动窗口。
请区别活动窗口和非活动窗口标题栏颜色的不同。在MS Windows 缺
省设臵中，活动窗口标题栏的颜色为蓝色；而非活动窗口标题栏为灰色。
标题栏左端的图标为系统菜单框，用于打开窗口控制菜单，用鼠标单击该图标或按快捷键“ALT+空格键”，将弹出系统菜单。
该菜单用于控制窗口的大小和位置，如还原、移动、关闭、最大化、最小化等。标题栏右边有3个控制按钮，分别为最小化按钮、还原按钮、最大化按钮。这些按钮用于快速设置窗口大小。详细的操作方式请参考MS Windows 在线帮助。
另外，每个子窗口也有相应的标题栏，活动子窗口与非活动子窗口可以通过子窗口标题栏的颜色区别开来。请参看下面各节的描述。
提示：
三个窗口区的活动子窗口可以通过ESC键切换。
4.2菜单栏
标题栏下面是菜单栏，菜单栏包含了多个平时隐藏起来的下拉菜单，如图所示。
物料分拣机械手自动化控制系统设计 摘要 机械手在先进制造领域中扮演着极其重要的角色。它可以搬运货物、分拣物品、代替人的繁重劳动。可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，因此被广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。 本文在纵观了近年来机械手发展状况的基础上，结合机械手方面的设计，对机械手技术进行了系统的分析，提出了用气动驱动和PLC控制的设计方案。采用整体化的设计思想，充分考虑了软、硬件各自的特点并进行互补优化。对物料分拣机械手的整体结构、执行结构、驱动系统和控制系统进行了分析和设计。在其驱动系统中采用气动驱动，控制系统中选择PLC的控制单元来完成系统功能的初始化、机械手的移动、故障报警等功能。最后提出了一种简单、易于实现、理论意义明确的控制策略。 关键词:机械手；可编程控制器；自动化控制；物料分拣
目录 第一章前言 (1) 1.1研究的目的及意义 (1) 1.2主要研究的内容 (1) 第二章控制系统的组成结构和性能要求 (2) 2.1控制系统的组成结构 (2) 2.2控制系统的性能要求 (2) 第三章传感器的选择 (4) 第四章控制系统PLC的选型及控制原理 (6) 4.1 PLC控制系统设计的基本原则 (6) 4.2 PLC种类及型号选择 (10) 4.3 I/O点数分配 (10) 4.4 PLC外部接线图 (11) 4.5机械手控制原理 (12) 第五章 PLC程序设计 (14) 5.1总体程序框图 (14) 5.2初始化及报警程序 (15) 5.3手动控制程序 (16) 5.4自动控制程序 (16) 第六章总结与展望 (19) 参考文献 (20) 谢辞 (21)
机械手运动控制系统设计 基于S7200PLC村机械于的运动进行一系列控制，这些运动包括手臂上下、左右直线运动，手腕旋转运动，手爪夹紧动作和机械手整体旋转运动等。所采用的动力机构是步进电机，能够做到精确控制。在多个行程开关传感器的保护下，保证了这些运动万无一失。 工业机械手（以下简称机械手）是近代自动控制领域中出现的一项新技术，并已成为现代制造生产系统中的一个重要组成部分，越来越多地被研究和应用。本设汁的控制系统采用小型可编程控制器S7200PLC，具有编程简单、修改容易、可靠性高等优点。 1机械手的选择根据古典力学的观点，物体在三维空间内的静止位置是由三个坐标或围绕三轴旋转的角度来决定的。因此，物体的位置和方向（即关节的角度）能从理论上求得。在实际生产生活中，机械手的自由度不是盲目模仿人手的动作来确定的，而是根据实际需要的动作，设计出最少自由度的机械手来满足作业要求。所以一般专用机械手（不包括握紧动作）通常只具有2～3个自由度。而通用机械手则一般取4～5个自由度。本设计采用的机械手共有5个自由度。 这五个自由度为机械手能够做出手臂伸缩、手臂上下摆动、手臂左右摆动、手腕回转、手指抓紧，该机械手示意图如图1所示。 工业机械手要求精度非常高，所以本设计采用的是步进电机，步进电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数。当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，称为步距角，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数宋控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。 不过步进电机需要在驱动器的作用下才能正常工作，所以还要选择驱动器，本设计选择的是价格便宜而又方便使用的中美合资SH系列步进电动机驱动器，主要由电源输入部分、信号输入部分、输出部分等，实物图和接线原理图分别如图2和图3所示。
前言 随着我国工业生产的飞跃发展，自动化程度的迅速提高，实现工件的装卸、转向、输送或操持焊枪、喷枪、扳手等工具进行加工、装配等作业的自动化，已愈来愈引起人们的重视。 机械手是在机械化、自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。近年来，随着电子技术特别是电子计算机的广泛应用，机器人的研制和生产已成为高技术领域内迅速发展起来的一门新兴技术，它更加促进了机械手的发展，使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。 机械手是模仿着人手的部分动作，按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运或操作的自动机械装置。在工业生产中应用的机械手被称为“工业机械手”。机械手虽然目前还不如人手那样灵活，但它具有能不断重复工作和劳动、不知疲劳、不怕危险、抓举重物的力量比人手大等特点，因此，机械手已受到许多部门的重视，并越来越广泛地得到了应用，生产中应用机械手可以提高生产的自动化水平和劳动生产率；可以减轻劳动强度、保证产品质量、实现安全生产；尤其在高温、高压、低温、低压、粉尘、易爆、有毒气体和放射性等恶劣的环境中，它代替人进行正常的工作，意义更为重大。 本文将通过西门子PLC控制机械手，PLC是可编程控制器（Programmable Logic Controller）的简称，是在继电顺序控制基础上发展起来的以微处理器为核心的通用的工业自动化控制装置。随着电子技术和计算机技术的迅猛发展，PLC的功能也越来越强大，更多地具有计算机的功能。目前PLC已经在智能化、网络化方面取得了很好的发展。该系统利用西门子PLC，在步进电机驱动下，完成对机械手在搬运过程中的下降、夹紧、上升、右旋、下降、放松、上升、左旋等全过程自动化控制，并对非正常情况实行自动报警和自动保护，实现企业的机电一体化，提高企业的生产效率。
维宏系统操作总步骤 Document number：WTWYT-WYWY-BTGTT-YTTYU-2018GT
维宏操作总体步骤： 一、文泰里面布控 1.打开文泰 2.定好版面（版面应该和所要雕刻的材料一致） 3.在里面排版 4.做割2D3D等等的 5.用放大镜检查路径有没问题 6.输出雕刻路径 7.保存到特定的文件夹里面 8.将NC文件输入到运动控制系统里面 二、维宏里面布控（运动控制系统） 1.在维宏打开并装载文件 3.点击仿真[查看在运动控制系统中的文件是否正常雕刻] 4.如果第3步骤正常后，再点主轴旋转，开动主轴后，再点击手动运用方向键8*26*49*1来控制雕刻机找到在木 板上的原点。 5.再次清零这是保证维宏里文件的原 点和机器的原点和木板的原点一致] 6.再次点击仿真查看是否在维宏当中运行正常
7.如果6为正常，就点击开始[注意主轴转速为万转。加工速度为100％---120％] 8.等待雕刻完成【完】 总结其步骤：载文件-对原点-仿真-对原点-仿真-开始加工-完成 三、在维宏当中出现现象处理 1.刻浅了或是雕刻深了【处理方法：（F11）暂停键，后再再下 面的空白处点击右键，看见弹出的对话框 在对话框中的的Z轴处，改变数值，注意改变数值时候如果主轴要加深雕刻就增加Z轴的数值。如果刻深了，就减少Z轴的数值。每次改变数值不能超过±。后点击确定。完成后点击断点继续。 2.停电了怎么办【处理方法：关掉电源铡刀，关掉机箱电源。不要 动机器位置，不要动电脑。等待来电后，开机器电源，开电脑电源。后再打开维宏[运动控制系统]点击断点继续键。 3.关于一个版面做两把刀具的问题：在文泰中应该分两次输出。在维宏中导入第一把刀具对应的文件按照【二、维宏里面布控（运动控制系统）】操作当中的操作进行完毕。在机器停止后在开启主轴，在操作选项当中选择回工件原点，在换下第二把刀具。点
百度文库- 让每个人平等地提升自我 0前言 / 机械手的积极作用正日益为人们所认识，其一，它能部分地代替人的劳动并能达到 生产工艺的要求，遵循一定的程序、时间和位置来完成工件的传送。因为，它能大大地 改善工人的劳动条件，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。因此，受到各先进单 位的重视并投入了大量的人力物力加以研究和应用。尤其在高温、高压、粉尘、噪声的 场合，应用得更为广泛。在我国，近代几年来也有较快的发展，并取得一定的成果，受 到各工业部门的重视。在生产过程中，经常要对流水线上的产品进行分捡，本课题拟开 发物料搬运机械手，采用的德 结束语 目录 0前言 0 1 课程设计的任务和要求 ...................................................................... 1 课程设计的任务 ............................................................................ 1 课程设计的基本要求 (3) 2总体设计 (3) PLC 的选型 端子分配图 3 PLC 程序设计 设计思想... 顺序功能图 4程序调试说明 参考文献
国西门子S7-200系列PLC对机械手的上下、左右以及抓取运动进行控制。我们利用可编 程技术，结合相应的硬件装置，控制机械手完成各种动作。 机电传动以及控制系统总是随着社会生产的发展而发展的。单就机电而言，它的发展大体上经历了成组拖动，单电动机拖动和多电动机拖动三个阶段。所谓成组拖动，就是一台电动机拖动一根天轴，再由天轴通过皮带轮和皮带分别拖动各生产机械，这种生产方式效率低，劳动条件差，一旦电动机放生故障，将造成成组机械的停车；所谓但电动机的拖动，就是用一台电动机拖动一台生产机械，它虽然较成组拖动前进了一步，但当一台生产机械的运动部件较多时，机械传动机构复杂；多电动机拖动，即是一台生产机械的每一个运功部件分别由一台电动机拖动，这种拖动的方式不仅大大的简化了生产 机械的传动机构，而且控制灵活，为生产机械的自动化提供了有利的条件。 、1课程设计的任务和要求 课程设计的任务 1）示教机械手控制系统设计 2）示教机械手系统示意图如下图所示
维宏操作总体步骤： 一、文泰里面布控 1.打开文泰 2.定好版面（版面应该和所要雕刻的材料一致） 3.在里面排版 4.做割 2D 3D 等等的 5.用放大镜检查路径有没问题 6.输出雕刻路径 7.保存到特定的文件夹里面 8.将NC文件输入到运动控制系统里面 二、维宏里面布控（运动控制系统） 1.在维宏打开并装载文件 2.（对原点后）清零X.Y.Z.坐标 3.点击仿真 [查看在运动控制系统中的文件是否正常雕刻] 4.如果第3步骤正常后，再点主轴旋转，开动主轴后，再点击手动运用方向键8*2 6*4 9*1 来控制雕刻机找到在 木板上的原点。 5.再次清零X.Y.Z [这是保证维宏里文 件的原点和机器的原点和木板的原点一致]
6.再次点击仿真查看是否在维宏当中运行正常 7.如果6为正常，就点击开始 [注意主轴转速为2.2万转。加工速度为100％---120％] 8.等待雕刻完成【完】 总结其步骤：载文件-对原点-仿真-对原点-仿真-开始加工-完成三、在维宏当中出现现象处理 1.刻浅了或是雕刻深了【处理方法：（F11）暂停键，后再再下面 的空白处点击右键，看见弹出的对话框 在对话框中的的Z轴处，改变数值，注意改变数值时候如果主轴要加深雕刻就增加Z轴的数值。如果刻深了，就减少Z轴的数值。每次改变数值不能超过±0.8mm。后点击确定。完成后点击断点继续 。 2.停电了怎么办？？【处理方法：关掉电源铡刀，关掉机箱电源。 不要动机器位置，不要动电脑。等待来电后，开机器电源，开电脑电源。后再打开维宏[运动控制系统]点击断点继续键。3.关于一个版面做两把刀具的问题：在文泰中应该分两次输出。在维
摘要 在现代工业中 , 生产过程的机械化、自动化已成为突出的主题。随着工业现代化的进一步发展，自动化已经成为现代企业中的重要支柱，无人车间、无人生产流水线等等。已经随处可见。同时，现代生产中，存在着各种各样的生产环境，如高温、放射性、有 毒气体、有害气体场合以及水下作业等，这写恶劣的生产环境不利于人工进行操作。工 业机械手是近代自动控制领域中出现的一项新的技术，是现代控制理论与工业生产自动 化实践相结合的产物。并以为现代机械制造生产系统中的一个重要组成部分。工业机械 手是提高生产过程自动化、改善劳动条件、提高产品质量和身效益的有效手段之一。尤 其在高温、高压、粉尘、噪声以及带有放射性和污染的场合，应用得更为广泛。在我国， 近几年来也有较快的发展，并取得一定的效果，受到机械工业和铁路工业部门的重视。 机械手是在自动化生产过程中发展起来的一种新装置。广泛应用于工业生产和其他领域。PLC已在工业生产过程中得到广泛应用，应用 PLC控制机械手能实现各种规定工序动作，对生产过程有着十分重要的意义。论文以介绍 PLC在机械手搬运控制中的应用，设计了一套可行的机械手控制系统，并给出了详细的 PLC程序。设计完成的机械手可以在空间抓放、搬运物体等，动作灵活多样。 整个搬运机构能完成四个自由度动作，手臂伸缩、手臂旋转、手爪上下、手爪紧松。关键词：可编程控制器 ,PLC, 机械手操作控制系统 .
目录 第一章概述 (1) 1.1 PLC 控制系统 (1) 1.1.1PLC 的产生 (1) 1.1.2PLC 的特点及应用 (2) 1.2选题背景 (3) 1.2.1机械手简介 (3) 第二章PLC 控制系统设计 (6) 2.1总体设计 (6) 2.1.1制定控制方案 (6) 2.1.2系统配置 (6) 2.1.3控制要求 (9) 2.1.4控制面板 (12) 2.1.5 外部接线图 (13) 2.2.2手动方式状态 (16) 2.2.3回原点状态转移图： (19) 2.2.4自动方式状态 (19) 第三章控制系统内部软组件 (21) 3.1 内部软组件的概述 (21) 3.1.1输入继电器 (21) 3.1.2输出继电器 (21) 3.1.3辅助继电器 (22) 3.1.4状态组件 (23) 3.1.5定时器 (23) 错误！未定义书签。致谢 ........................................................................................................... 参考文献 (24)
威克 雕刻机控制系统VicStudio V5.4 用户指南 南京威克曼科技实业有限公司 二○○四年五月
目录 1概述-----------------------------------------------1 1.1 系统结构及组成 ------------------------------------------------------1 1.2 控制软件特性 --------------------------------------------------------1 2系统安装与连接 -------------------------------------3 2.1VicStudio的系统基本配臵 --------------------------------------------3 计算机主机 操作系统 2.2VicStudio系统的安装 ------------------------------------------------4 安装软件 安装运动控制卡 重新起动计算机 2.3其它安装问题 --------------------------------------------------------5 2.4卸载Vicstudio 系统 --------------------------------------------------5 2.5VicStudio控制卡与驱动系统的连接 -------------------------------------5 2.6雕刻机安装的步骤和要求-----------------------------------------------5 3VicStudio基本概念------------------------- ---------7 3.1操作模式与状态 ------------------------------------------------------7 操作模式 操作状态 3.2机床坐标系 ----------------------------------------------------------8 机械坐标系 工件坐标系 4 VicStudio的操作界面 --------------------------------10 4.1 标题栏---------------------------------------------------------------11 4.2 菜单栏---------------------------------------------------------------12 4.3 工具栏---------------------------------------------------------------13 4.4 数控信息栏-----------------------------------------------------------13 4. 5 状态栏---------------------------------------------------------------13 4. 6 数控状态窗口---------------------------------------------------------14 加工状态和时间信息 当前位臵 进给速度 机床控制 4.7 自动操作窗口---------------------------------------------------------17 4.8 手动操作窗口---------------------------------------------------------18 4.9 加工轨迹窗口---------------------------------------------------------21 三维视图穆式
机械手控制系统设计 摘要 在工业生产和其他领域内，由于工作的需要，人们经常受到高温、腐蚀及有毒气体等因素的危害，增加了工人的劳动强度，甚至于危及生命。自从机械手问世以来，相应的各种难题迎刃而解。 本次设计根据课题的控制要求,确定了搬运机械手的控制方案,设计控制系统的电气原理图，对控制系统进行硬件和软件选型,完成PLC（可编程控制器）用户程序的设计。设计中使用了德国西门子公司生产的S7-200系列的CPU 226。该系列PLC具有功能强大，编程方便，故障率低，性价比高等多种优点。机械手的开关量信号直接输入PLC，使用CPU 226来完成全部的控制功能，包括：手动/自动控制切换，循环次数设定，状态指示，手动完全操控等功能。机械手完成下降、伸出、加紧工件、上升、右旋、再下降、放松工件、缩回、放松、左旋十个动作。通过模拟调试，有序的控制物料从生产流水线上安全搬离，提高搬运工作的准确性、安全性，实现一套完整的柔性生产线，使制造过程变的更有效率。 通过本次毕业设计，对PLC控制系统的设计建立基本的思想：能提出自己的应用心得；可巩固、深化前续所学的大部分基础理论和专业知识，进一步培养和训练分析问题和解决问题的能力，进一步提高自己的设计、绘图、查阅手册、应用软件以及实际操作的能力，从而最终得到相关岗位和岗位群中关键能力和基本能力的训练。 关键词：机械手；PLC（可编程控制器）；CPU；梯形图
II The Design of Manipulator Control System 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. The design requirements under the control of the subject to determine the handling robot control program, designed control system electrical schematic diagram, the control system hardware and software selection, complete the design of the user program in the PLC (programmable controller). Design used in the German company Siemens S7-200 series CPU 226. The series PLC with powerful, easy programming and low failure rate, and cost advantages. Robot switch signal input to the PLC, the CPU 226 to complete all the control functions, including: manual / automatic control switch, set the number of cycles, status indicator, manual complete control and other functions. the production line on the safe move out, so that the manufacturing process becomes more efficient. The graduation project, the design of PLC control system to establish the basic idea: to make their own application experience; can strengthen and deepen the most of the former continued the basic theory and professional knowledge, further training and training to analyze and solve problems the ability to further improve their design, drafting, inspection manuals, application software, as well as the actual ability to operate, and ultimately related jobs and job base in key skills and basic skills training. Key Words: Manipulator;PLC;CPU;Ladder-diagram
河北工程大学 课程设计指导说明书 课程题目: 机械手及控制系统设计 专业: 机械设计制造及其自动化—机电方向 班级: 机制11班 姓名: 唐科 学号 110070118 指导老师: 杨玉敏 目录 第一章绪论 1、1 题目要求。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。3 1、2 题目概况。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。3 1、3 气动机械手。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。3 1、4 气动机械手的发展趋势。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。3 1、5 课题的现实意义。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。4 第二章气动机械手的操作要求及功能 2、1 机械手移动动作示意图。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。5 2、2 机械手操作面板图。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。5 2、3 机械手的输入\输出信号定义图。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。6 2、4 机械手顺序动作的要求。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。6 第三章机械部分设计 3、1 气动搬运机械手的结构。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。8 3、2 机械手的主要部件及运动。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。8 3、3 驱动机构的选择。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。9 3、4 机械手的技术参数列表。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。9 3、5 气动回路的设计。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。9 3、6 末端执行器的设计。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。10 3、7 升降手臂的设计。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。12 3、8 平移手臂的设计。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。14 第四章机械手控制设计
还有一些参数由于用户平时不会涉及到，所以系统界面中没有列出，这样也避免了过于复杂的参数系统使用户感到困惑。
手动速度：包括手动高速速度和手动低速速度，这两个值用来控制用户在“点动”模式下的运动速度。 ●手动低速速度是指只按下手动方向键时的运动速度； ●手动高速速度是指同时按下“高速”键时的运动速度。 这两个值也可以在数控状态窗口中直接设定。参见4.6节。 自动参数： ●空程速度：G00 指令的运动速度； ●加工速度：G01、G02、G03等加工指令的插补速度。 这两个值控制以自动方式运动时的速度，如果自动模式下的加工程序、或者MDI 指令中没有指定速度，就以这里设定的速度运动。 注意： 增量方式的运动速度是空程速度。
这两个值也可以在数控状态窗口中直接设定。参见4.6节。 ●使用缺省速度：是否放弃加工程序中指定的速度，使用上面设臵的系统缺省速 度。 ●使用缺省转速：指示系统是否放弃加工程序中指定的主轴转速，使用人为设臵 的系统缺省转速。 ●速度自适应优化：是否允许系统根据加工工件的连接特性，对加工速度进行优 化。 ●IJK增量模式：圆心编程（IJK）是否为增量模式，某些后处理程序生成的圆弧 编程使用的IJK值是增量值。关于这一点，请参考对应的后处理程序说明。 ●使用Ｚ向下刀速度：是否在Ｚ向垂直向下运动时，采用特定的速度落刀速度。 ●优化Ｚ向提刀速度：是否在Ｚ向垂直向上运动时，采用G00速度提刀。点)。 ●空程（G00）指令使用固定进给倍率100%：这个参数是一个选项。指示系统在 执行空程指令时，是否忽略进给被率的影响。这样当改变倍率时，不影响空程移动的速度。 ●暂停或者结束时，自动停止主轴（需要重新启动）：设定当一个加工程序中途暂 停或加工结束后，是否自动停止主轴转动。 ●X轴镜像：设定X轴进行镜像。 ●Y轴镜像：设定Y轴进行镜像。 换刀位参数： ●使用换刀位：如果希望在加工完成后自动回到某个位臵，请选择该选项。 其他换刀位参数只有在使用换刀位有效时，才起作用。 ●换刀位机械坐标X、Y、Z：设臵换刀位的机械坐标（注意：不是工件坐标！）。 退刀点参数： 退刀点：执行回工件原点、断点继续动作时，刀的上抬高度(相对工件原点)。 文件输入参数： ●二维PLT加工深度：设定载入PLT文件加工时的刀具深度。 ●抬刀高度：设定PLT文件加工时的抬起刀具的高度。 ●PLT单位每毫米：设定PLT单位值。 ●Z轴反向：设定是否启用Z轴反向功能。本系统默认为Z轴向上为正。 旋转轴参数： ●Y轴是旋转轴：如果Y轴是旋转轴，选择该选项。 其他旋转轴参数只有在旋转轴有效时，才可以设臵：
机械手的控制方式及控制系统设计 机械手在工业科技中的应用时间较长，随着工业生产的不断发展进步，机械手的控制技术也得到了较为快速的发展。人们在很早以前就希望能够借助其他的工具替代人类自身的手去从事重复性的工作，或者具有一定危险性的工作，从而提高工业的生产效率，同时也能规避人们在生产实际生产中碰到的危险情况。此外，在一些特殊的场合中，必须要依靠机械手才能加以完成。未来机械手在工业生产中将发挥更大的作用，本文主要对机械手的控制方式及控制系统设计方法进行了较为详细的分析。 2 机械手原理概述 机械手具有很多的优点，比如机械手比人的手具有更大的力气，能够干很多人手所无法干的事情，这样也能提高工业生产中的效率，同时采用机械手进行工业生产时的成本相对而言也会得到一定程度上的降低。机械手通常由三部分组成，即机械部分，传感部分和控制部分。其中，手部安装在手臂的前端，用来抓持物件，这是执行机构的主体，可根据被抓持物件的形状、重量、材料以及作业要求不同而具有多种结构形式。控制部分包括控制系统和人机交互系统。对于机器人基本部件的控制系统，控制系统的任务是控制机械手的实际运动方式。 机械手的控制系统有开环和闭环两种控制方式，如果工业机械手没有信息反馈功能，那么它就是一个开环控制系统。如果有信息反馈功能，它是一个闭环控制系统。对于机器人基本组成的人机交互系统，人机交互系统是允许操作员参与机器人控制并与机器人通信的装置。总之，人机交互系统可以分为两类：指令给定装置和信息显示装置，机械手的控制主要是通过软件程序加以实现。随着科学技术的发展，机械手相关的技术也得到了快速的发展，先进的控制方式和先进的控制技术在机械手的控制领域中也具有一定的采用。现在机械手不仅广
.安装软件：1），文泰安装：直接将光盘中的文泰 拷入D：/根目录下即可 2），维宏控制系统：将安装文件考入D 盘后点击Setup.exe安装软件。 安装完毕后，关掉计算机，然后将维宏数控卡插入电脑主板的PCI插槽， 重新启动计算机，寻找维宏卡的驱动程序，然后打开维宏软件，在其中系统参数里边 加工参数做相应的调整， ★最重要的还是要调整厂商参数（密码：ncstudio）里边的电机参数X=0.003125 Y=0.003125 Z=0.003125 即可正常 使用。 2.文泰中做路径：1）2D雕刻：在此路径中可以根据你要雕刻的字或者是图形的大小选择相应的刀具。 在做路径的时候一定要仔细察看是否有哪一环节出错后者是丢掉， 一般都用阴刻，1.雕刻深度：这要看你的雕刻材料，是否上漆来确定一般我们刻
双色板不上漆的情况下可以是：0.1 上漆的情况下可以是0.3 也可以看情况在 雕刻过程当中做适当的调整。2.雕刻方式：一般是选择水平铣底，有时候针对不 同 的图形可以选择其他的雕刻方式如可以用勾边。3.选择刀具：这个可以根据不同的 文字或者图形选择最适合的刀具一般情况下铣底双色板用平底尖刀或者是切刀， 亚克力还可以用麻花刀，薄一点的可以用尖刀这要看你要雕刻的具体内容而定着这 里没法详细的解释 4.重叠率：其中第二次雕刻方式下的重叠率没有作用（因为是只勾一次边固没有 重 叠率一说）一般重叠率在30% 左右 5.第二次加工方式的刀具的选择一般 要和第一次的相同但是： ★在特殊情况下在提高我们的加工效率的情况下可以适当的改变刀具的大小
1）在笔划很细的地方做不上路径1. 可以在第一个雕刻方式（铣底）刀具不变的 情 况下可以适当的改小第二次加工方式（勾边）刀具（越接近第一次得越好）， 这这个时候不要随意的改小刀具不然就和实际的图形差距太大。 2.也可以利用节点编辑对做不上路 径的部位做一下调整。 2）如果是像黑体或者是笔划差不多粗细的情况下也可以直接第一次加工方式 用勾边，如果第一次勾边勾完后笔划的中间还有一部分没有雕刻，这样可以再 用第二次勾边此时就不能用和第一次勾边同一把刀了，应该把刀具相应的改 大。 ★勾边时：亚克力用逆时针其他的一般都用顺时针这里无论是雕刻还是切割都是一样的
机械手电气控制系统设计
目录 一、机械手设计任务书 (1) 1机械手结构、动作与控制要求 (1) 2设计任务 (1) 二、电器控制部分 (2) 1.电器元件目录表 (2) 2.机械手主电路接线图 (3) 3.继电器控制电路 (4) 4.接线图 (4) 5.电器板元件布置图 (5) 6.控制面板 (5) 三、PLC控制部分 (6) 1.PLC的选型 (6) 2.PLC I/O图 (6) 3.状态转移图 (7) 4.梯形图 (7) 5.指令表 (10) 四、参考文献 (14) 一、机械手设计任务书 1机械手结构、动作与控制要求
机械手在专用机床及自动生产线上应用十分广泛，主要用于搬动或装卸零件的重复动作，以实现生产的自动化。本设计中的机械手采用关节式结构。各动作由液压驱动，并由电磁阀控制。动作顺序及各动作时间的间隔采用按时间原则控制的电气控制系统，动作时间需要可调。 以镗孔专用机床加工零件的上料、下料为例，机械手的动作顺序是：由原始位置将以加工好的工件卸下，放回料架，等待料架转过一定角度后，再将未加工零件拿起，送到加工位置，等待镗孔加工结束，再将加工完毕工件放回料架，如此重复循环。 设计要求 1.1加工中上料和下料各动作采用自动循环。 1.2各动作之间应有一定的延时（由时间继电器调定） 1.3机械手各部分应单独动作，以便调整及维修。 1.4液压泵电动机（Y100L2-4.3KW）及各电磁阀运行状态应有指 示。 1.5应有必要的电气保护与联锁环节。 2设计任务： 2.1绘制电气控制原理线路图，选用电器元件，制订元件目录表。 2.2设计并绘制以下工艺图样中的一种： 电器板元件布置图与底板加工零件图；电器板接线图；控制面 板元件布置图、接线图及面板加工图；电气箱及系统总接线图。 2.3编制设计，使用说明书，设计小结，列出设计参数资料目录。
机械手控制系统 一、工程分析 1.工程框架： 用户窗口：机械手控制系统 定时器构件的使用 策略组：启动策略、退出策略、循环策略 2.数据对象： 整型：S、R、J、SB、UP、X、DOWN、ZUO、YOU 实型：JD、JIA、I、Y1、X1、S0 3.图形制作： 机械手控制系统窗口，机械手及其台架及工件，启动和复位按钮，上移、下移、左移、右移、启动、复位指示灯。 4.流程控制： ①按启动按钮后，机械手下移5S——夹紧2S——上升5S——右移10S——下移5S——放松2S——上移5S——左移10S，最后回到原始位置，自动循环。 ②松开启动按钮，机械手停在当前位置。 ③按下复位按钮后，机械手在完成本次操作后，回到原始位置，然后停止。 ④松开复位按钮，退出复位状态。 二、建立工程 1.鼠标单击文件菜单中“新建工程”选项，工程名为：“机械手控制系统” 2.选择文件菜单中的“工程另存为”菜单项，弹出文件保存窗口。 3.在文件名一栏内输入“机械手控制系统”，点击“保存”按钮，工程创建完毕 三、制作工程画面 1.建立画面 ①在“用户窗口”中单击“新建窗口”按钮，建立“窗口0”。 ②选中“窗口0”，单击“窗口属性”，进入“用户窗口属性设置”。 ③将窗口名称改为：水位控制；窗口标题改为：机械手控制；窗口位置选中“最大化显示”，其它不变，单击“确认”。 ④在“用户窗口”中，选中“水位控制”，点击右键，选择下拉菜单中的“设置为启动
窗口”选项，将该窗口设置为运行时自动加载的窗口。如 2.编辑画面 选中“水位控制”窗口图标，单击“动画组态”，进入动画组态窗口，开始编辑画面。 3.制作文字框图 ①单击工具条中的“工具箱”按钮，打开绘图工具箱。 ②选择“工具箱”内的“标签”按钮，鼠标的光标呈“十字”形，在窗口顶端中心位置拖拽鼠标，根据需要拉出一个一定大小的矩形。 ③在光标闪烁位置输入文字“机械手控制系统”，按回车键或在窗口任意位置用鼠标点击一下，文字输入完毕。 ④如果需要修改输入文字，则单击已输入的文字，然后敲回车键就可以进行编辑，也可以单击鼠标右键，弹出下拉菜单，选择“改字符”。 4.图形的绘制 ①画地平线：单击绘图工具箱中“画线”工具按钮，挪动鼠标光标，此时呈“十字”形，在窗口适当位置按住鼠标左键并拖曳出一条一定长度的直线。单击“线色”按钮选择：黑色。单击“线型”按钮，选择合适的线型。调整线的位置（按住鼠标拖动）。调整线的长短。调整线的角度。线的删除与文字删除相同。单击“保存”按钮。 ②画矩形：单击绘图工具箱中的“矩形”工具按钮，挪动鼠标光标，此时呈“十字”形。在窗口适当位置按住鼠标左键并拖曳出一个一定大小的矩形。单击窗口上方工具栏中的“填充色”按钮，选择：蓝色。单击“线色”按钮，选择：没有边线。调整位置。调整大小。单击窗口其他任何一个空白地方，结束第1个矩形的编辑。依次画出机械手画面9个矩形部分。单击“保存”按钮。 5.构件的选取 ①画指示灯：需要启动、复位、上、下、左、右、夹紧、放松8个指示灯显示机械手的工作状态。 ②画按钮：单击画图工具箱的“标准按钮”工具，在画图中画出一定大小的按钮。调整其大小和位置。 ③机械手的绘制. ④画机械手左侧和下方的滑杆。 四、定义数据对象 定义数据对象的内容主要包括：
搬运机械手运动控制系统设计
搬运机械手运动控制系统设计 第一部分：题目设计要求。 一、搬运机械手功能示意图 二、基本要求与参数 本作业要求完成一种二指机械手的运动控制系统设计。该机械手采用二指夹持结构，如图1所示，机械手实现对工件的夹持、搬运、放置等操作。以夹持圆柱体为例，要求设计运动控制系统及控制流程。机械手经过升降、左右回转、前后伸缩、夹紧及松开等动作完成工件从位置A 到B 的搬运工作，具体操作顺序：逆时针回转(机械手的初始位置在A 与B 之间)—>下降—>夹紧—>上升—>顺时针回转—>下降—>松开—>上升，机械手的工作臂都设有限位开关SQ i 。 A B 工SQ 1 SQ 2 SQ 3 SQ 4 SQ 5 SQ 6 夹松
设计参数： （1）抓重:10Kg （2）最大工作半径：1500mm （3）运动参数： 伸缩行程：0-1200mm； 伸缩速度：80mm/s； 升降行程：0-500mm； 升降速度：50mm/s 回转范围：0-1800 控制器要求： （1）在PLC、单片机、PC微机或者DSP中任选其一； （2）具备回原点、手动单步操作及自动连续操作等基本功能。 三、工作量 （1）驱动及传动方案的设计及部件的选择； （2）二指夹持机构的设计及计算； （3）总体控制方案及控制流程的设计； （4）设计说明书一份。 四、设计内容及说明 （1）机械手工作臂及机身驱动部件的选择及设计，需设计出具体的驱动及传动方案，画出方案原理框图。 （2）末端夹持机构设计，该结构需保证抓取精度高，重复定
位精度和运动稳定性好，并有足够的抓取能力。设计应包括确定夹持方案、计算夹持范围、计算夹紧力及驱动力，完成夹持机构设计图。 （3）控制系统设计，包括确定控制方案、核心功能部件的选择、主要功能模块的实现原理、绘制控制流程框图。 第二部分：设计过程 搬运机械手运动控制系统设计
机械手电气控制系统设计 1.机械手及其应用 机械手：mechanical hand，也被称为自动手，auto hand 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。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。 机械手主要由手部、运动机构和控制系统三大部分组成。手部是用来抓持工件（或工具）的部件，根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种结构形式，如夹持型、托持型和吸附型等。运动机构，使手部完成各种转动（摆动）、移动或复合运动来实现规定的动作，改变被抓持物件的位置和姿势。运动机构的升降、伸缩、旋转等独立运动方式，称为机械手的自由度。为了抓取空间中任意位置和方位的物体，需有6个自由度。自由度是机械手设计的关键参数。自由度越多，机械手的灵活性越大，通用性越广，其结构也越复杂。一般专用机械手有2～3个自由度。 1.1 国内外机械工业、铁路部门中机搬运械手主要应用于以下几方面 1.热加工方面的应用 热加工是高温、危险的笨重体力劳动，很久以来就要求实现自动化。为了提高工作效率，和确保工人的人身安全，尤其对于大件、少量、低速和人力所不能胜任的作业就更需要采用机械手操作 2.冷加工方面的应用 冷加工方面机械手主要用于柴油机配件以及轴类、盘类和箱体类等零件单机加工时的上下料和刀具安装等。进而在程序控制、数字控制等机床上应用，成为设备的一个组成部分。最近更在加工生产线、自动线上应用，成为机床、设备上下工序联接的重要于段。 3. 拆修装方面 拆修装是铁路工业系统繁重体力劳动较多的部门之一，促进了机械手的发展。目前国内铁路工厂、机务段等部门，已采用机械手拆装三通阀、钩舌、分解制动缸、装卸轴箱、组装轮对、清除石棉等，减轻了劳动强度，提高了拆修装的效率。近年还研制了一种客车车内喷漆通用机械手，可用以对客车内部进行连续喷漆，以改善劳动条件，提高喷漆的质量和效率。 近些年，随着计算机技术、电子技术以及传感技术等在机械手中越来越多的应用，工业机械手已经成为工业生产中提高劳动生产率的重要因素。 1.2机械手的应用意义 在机械工业中，机械手的应用意义可以概括如下： 1.可以提高生产过程的自动化程度 应用机械手，有利于提高材料的传送、工件的装卸、刀具的更换以及机器的装配等的自动化程度，从而可以提高劳动生产率，降低生产成本，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。 2.可以改善劳动条件、避免人身事故在高温、高压、低温、低压、有灰尘、噪声、臭味、有放射性或有其它毒性污染以及工作空间狭窄等场合中，用人手直接操作是有危险或根本不可能的。而应用机械手即可部分或全部代替人安全地完成作业，大大地改善了工人的劳动条件。在一些动作简单但又重复作业的操作中，以机械手代替人手进行工作，可以避免由于操作疲劳或疏忽而造成的人身事故。 3.可以减少人力，便于有节奏地生产 应用机械手代替人手进行工作，这是直接减少人力的一个侧面，同时由于应用机械手可以连续地工作，这是减少人力的另一个侧面。因此，在自动化机床和综合加工自动生产线上，目前几乎都设有机械手，以减少人力和更准确地控制生产的节拍，便于有节奏地进行生产。