基于MCGS组态软件的机械手模拟控制系统
李素芳，黄广霞
【摘要】介绍了FX2N-64MR 可编程控器在机械手模拟控制系统中的应用，并利用MCGS组态软件开发了上位机监控界面，能直观检验机械手PLC 控制系统的运行情况。实践证明，PLC 可遍程控制器和MCGS组态软件结合有利于PLC 控制系统的设计、检测，并且具有良好的应用价值。
【期刊名称】机电产品开发与创新
【年(卷),期】2010(023)002
【总页数】2
【关键词】机械手；PLC；组态软件
0 引言
工业生产中，人们经常受高温、辐射及腐蚀等因素的危害，给操作人员增加了劳动强度，甚至危害生命。机械手的出现，使各种难题得到解决。本文利用PLC控制机械手，机械部分主要有机械手、支撑架、执行器、位置传感器和汽缸等组成。上位机用MCGS 监控，控制界面生动直观，运行稳定性好，可靠性强。
1 机械手控制流程
基本控制要求：机械手要将工件从A点传递到B点，机械手的升降和左右移行操作分别由两个具有双线圈的两位电磁阀驱动气缸来完成，其中上升与下降对应电磁阀的线圈分别为YV1 和YV2，左行、右行对应电磁阀的线圈分别为YV3与YV4。一旦电磁阀线圈通电，就一直保持现有的动作，直到相对的另一线圈通电为止；机械手的夹紧、松开的动作由只有一个线圈的两位电磁阀完成，
MCGS报告--机械手20 CHANGZHOU INSTITUTE OF TECHNOLOGY 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
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。
MCGS组态课程设计 题目基于组态软件MCGS的机械手 学号P091812830 姓名戚飞 同组人张雷、侯腾飞、龚友兵、韦善树、王洪特专业班级09级电气工程及其自动化（1）班 学院电气工程学院 指导教师王彩霞 成绩
1章绪论 组态软件的作用 随着中国改革开放的深入，人们对软件的认识有了重大改变，现在组态软件已在中国市场确立了其应有的地位。并逐步进入了上升期，组态软件将在其中扮演重要的佳品、角色。中国的现代化建设正处于上升期，新项目的上马、基础设施的改造大量需要组态软件。了那个一方面，传统产业的改造、原有系统的升级和扩容也需要组态软件的支撑。随着经济水平的提升信息化社会将为组态软件带来更多的市场商机。 组态软件是数据采集与过程控制的专业软件，它们是在自动控制监控层一级的软件平台和开发环境，能以灵活多样的组态方式提供良好的用户开发界面，期与设置的各种软件模块可以非常容易的完成监控层的各项功能，并能同时支持各种硬件厂家的计算机和I/O产品，与工控计算机和网络系统结合，可向控制层和管理层提供软、硬件。 第2章组态软件 2.1 组态软件的概念 MCGS组态软件是在指在软件领域内，操作人员根据应用对象及控制任务的要求，配置用户应用软件的过程，即使用软件工具对计算机及软件的各种资源进行配置，达到让计算机或软件按照预先设置自动执行特定任务、满
足使用者要求的目的，也就是把组态软件视为“应用程序生成器”。从应用角度讲组态软件是完成系统硬件与软件沟通、建立现场与监控层沟通的人机界面的软件平台，他主要应用于工业自动化领域，但有不仅仅局限于此。伴随这集散行控制系统但额出现，组态软件已引入工业控制系统。在工业过程控制系统中存在这两大类可变因素：一是操作人员需求得变化；二是被控对象状态的变化。而组态软件正是在保持组态软件平台执行代码不变的基础上，通过改变软件配置信息适应两大不同系统对两大因素的要求，构建新的监控系统的平台软件。以这种方式构建系统既提高了系统的成套速度，又保证了系统软件的成熟性和可靠性，使用起来方便灵活，而且便于修改和维护。 2.2 组态软件的组成 2.3 组态软件的特点 1.功能多样 2.丰富的画面显示组态功能 3.多任务的软件运行环境、数据库管理及资源共享 第3章组态动画连接 3.1 MCGS实时数据库的概述 MCGS中的数据不通于传统意义上的数据或变量，它不只包含了变量的数值特征，还将与数据相关的其他属性及对数据的操作方法封装在一起，作为一个整体，以对象的形式提供数据服务。这种把数值、属性和方法定义成
(此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！) 以下文档格式全部为word格式，下载后您可以任意修改编辑。 （2011届） 毕业设计（论文） 基于MCGS和PLC的机械手控制系统设 计 学院（部）：电气与信息工程学院 专业：机电一体化技术 2011年6月
摘要 当今社会，科学技术飞速发展，人类活动给世界带来了巨大的改变。在科技进步的同时，以各种控制器控制的不同类型的机械手以其突出的性能越来越多的被人们所应用。机械手在不同的作业场合，尤其是在特殊的环境背景下，为人类活动的顺利快速进行带来了极大的方便和益处，尤为明显的是在工业及军事领域内。工业中大量的生产活动，存在着很多不便于人类操纵的环节，特别是在工作环境较危险的情况下，如果使用具有远程控制功能的机械手，则可以增加系统的安全性，大大的节约损耗，提高效率。可见，在自动化、工业化进程中，在特殊背景环境中使用机械手已成为一种必然的趋势。 在本设计中介绍了国内外机械手研究现状及PLC的研究发展趋势，描述了机械手控制系统的工作原理和动作实现过程。研究了基于PLC的机械手模型控制系统的设计，还研究了MCGS在机械手控制系统中的应用。利用组态软件MCGS设计了机械手模型控制系统监控界面，提供了较为直观、清晰、准确的机械手运行状态，进而为维修和故障诊断提供了多方面的可能性，充分提高了系统的工作效率。 关键词：机械手，PLC，MCGS
ABSTRACT In today's society, science and technology rapid development, activities create world a the meanwhile, technological progress in various controllers different types of manipulator with its outstanding performance more and more used by people. The different occasions manipulator, especially in the special environment context for the activity quickly smoothly caused great convenience and benefit, particularly obvious in the industrial and military field. Industrial large Numbers of production activity, there are many not it is easy for a business environment is dangerous situation, if use automation, the process of industrialization, in special background environment using manipulator inevitable trend. . In this design the present condition of research about domestic and international manipulator and development trend of research concerning PLC were introduced. The principle of work and the process of action’s realization of manipulator control system were described. The design of manipulator model control system based on PLC was researched and MCGS’s application in the manipulator model control system was researched. The interface of supervision for the manipulator model control system was designed by MCGS. An intuitive, clear and accurate manipulator operating state was provided. And then various possibilities for maintain and breakdown’s diagnosis were provided, the work’s efficiency of system was fully elevated. Key words: manipulator，PLC，MCGS目录 第一章绪论 (1) 1.1 课题背景 (1) 1.2设计目的和意义 (1) 1.3 本文主要工作 (2) 第2章可编程序逻辑控制器（PLC）和机械手概述 (3) 2.1 可编程序逻辑控制器（PLC） (3) 2.1.1 PLC的结构 (3) 2.1.2 PLC的发展历程 (4) 2.1.3 PLC的硬件 (5)
一、实验目的 通过使用MCGS组态软件完成六个项目，来了解软件的特点和功能，并学习利用工控组态软件设计计算机控制系统的方法、原则和步骤：包括依据系统的工艺特点和控制要求，绘制完整的动画界面；定义合理的数据对象并进行相应的动画连接；完成一定的脚本程序已达到控制策略定位要求。学会综合调试的方法，并对存在的问题以修正。 二、实验设备 pc机一台；MCGS组态软件。 三、实训内容（项目） 机械手控制系统 （1）控制要求 一个简单的机械手应具有启停、移动和抓放功能。具体控制要求是：按下启动按钮后，机械手下移5s→加紧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。 松开启动按钮，机械手停在当前位置。 按下复位按钮后，机械手完成本次操作后，回到原始位置，然后停止。 松开复位键，退出复位状态。ㄛ （2）实时数据库
（3）控制画
（4）策略
. 脚本程序： '*************动画控制语句**************- IF 右移阀=0 THEN 水平移动量=水平移动量+1 ENDIF IF 左移阀=0 THEN 水平移动量=水平移动量-1 ENDIF IF 下移阀=0 THEN 垂直移动量=垂直移动量+1 ENDIF IF 上移阀=0 THEN 垂直移动量=垂直移动量-1 ENDIF '************定时器控制************************************** IF 启动按钮=1 AND 复位按钮=0 THEN 定时器复位=0 定时器启动=1'如果启动按钮=1且复位按钮=0，则启动定时器工作 ENDIF IF 启动按钮=0 THEN 定时器启动=0'只要启动按钮=0，立刻停止定时器工作 ENDIF IF 复位按钮=1 AND 计时时间 >44 THEN 定时器启动=0 ENDIF ******************运行控制********************************************************* IF 定时器启动=1 THEN IF 计时时间 < 5 THEN 定时器复位=0 下移阀=0 EXIT ENDIF IF 计时时间< 7 THEN 加紧阀=0 下移阀=1
题目名称基于组态软件MCGS的机械手自动分拣监控系统学生姓名梁兆福 学号 0812043005 系、专业工业电气081 指导教师马聪
设计题目: 基于组态软件MCGS的机械手自动分拣监控系统仿真 设计条件：要求利用组态软件MCGS仿真满足控制要求的机械手自动分拣监控系统的运行过程。 设计任务： 机械手分拣系统主要由三个机械手和一条传送带组成，三个机械手的功能分别是上料，正品捡拾和次品捡拾，在每个机械手旁边都有料盒，上料机械手按照一定要求将待分拣产品放在传送带上，分拣机械手是按照检测结果将产品分类，分别放入各自身旁的料盒中，传送带按一定速度运转，其上安装三个间隔相同的位置传感器，第一个位置传感器旁装有产品质量传感器，用来判断到来的产品是否合格，第二个和第三个位置传感器分别放置在两个分拣机械手附近，当传感器感应到产品到时可发出信号驱动相应的机械手动作。 控制要求如下： 1．传送带按间歇方式工作，除在上料和产品捡拾时处于停滞状态，其他时间连续运转。 2.初始时，传送带停止，上料机械手实现上料操作，完成后启动传送带；当产品运行到位置传感器1时，传送带停止，进行产品质量检测，判断是否合格，同时上料机械手再上料，完成后启动传送带。 3.两个产品同时分别到达位置传感器1和位置传感器2，传送带停止，系统判断位置传感器2处的产品是否合格，如合格驱动正品机械手动作，如不合格，正品机械手不动作，等该产品到达位置传感器3时次品机械手动作，位置传感器1处的产品接受质量检测，记录该产品的质量信息，同时上料机械手再进行上料，完成后启动传送带。 毕业设计（论文）内容包括： 1）组态监控画面的设计及实时数据库的构建。 2）脚本程序的设计思路及流程图。 3）脚本软件的编程及设计要求的实现。
机械手模型控制系统设计 摘要：机械手是在自动化生产过程中使用的一种具有抓取和移动工件功能的自动化装置。本装置实现了机械手的自动控制，具体包括开机自复位以及自动完成生产所需的目标操作，并且实现暂停后可继续操作。本装置采用PLC控制，可通过调整机械手的限位开关来调整机械手的活动范围，具体机械手的运作通过控制电机的正反转来实现机械手的前伸和缩回，上升和下降，手的正反转，底盘的正反转以及通过电磁阀来实现机械手的张开和闭合，并通过MCGS组态软件监视和控制。 关键词：机械手；步进电机；直流电机；PLC ；MCGS Design of Manipulator Model Control System Abstract：In automatic manipulator is used in the production process of a kind of has crawled and mobile workpiece function of automatic device.This device realizes the automatic control of the manipulator, specific include boot from dangerous and automatically complete the required for production target operation, and realize suspended after can continue to operate.The device is controlled by PLC,through the adjustment of the manipulator limit switches to adjust manipulator range of activities, and the specific operation of the manipulator by controlling motor are turning and reversal of the manipulator stretch and realize before covering,Up and down, hands are turning and reverse, chassis are turning and reverse and through the electromagnetic valve to realize open and close of the manipulator, and through the MCGS software to monitoring and control. Keywords：Manipulator;Stepping motor;Dc motor;PLC;MCGS;
基于MCGS的机械手控制系统长沙航空职业技术学院（2012届） 毕业设计（论文） 基于MCGS的机械手操纵系统 学院、系：航空电子电气工程系 专业：生产过程自动化技术 学生姓名：龙裕明 班级：自动化0902 学号27 指导教师姓名：阳宇辉职称讲师2012年5月 目录 封面 (1) 摘要 (4) 1绪论 (6) 1.1课题研究的目的及意义 (6) 1.2国内外机械手研究状况 (6) 2机械手操纵方式的选择和可编程序操纵器介绍 (8) 2.1机械手操纵方式的选择 (8) 2.1.1操纵方式的分类 (8)
2.2传感器 (8) 2.2.1行程开关 (8) 2.2.2压力传感器 (9) 3 MCGS在机械手操纵中的作用 (11) 3.1MCGS的概述 (11) 3.1.1 MCGS的简介 (11) 3.1.2 MCGS的构成 (11) 3.1.3 MCGS要紧特性和功能 (12) 3.1.4 MCGS的编程语言 (13) 3.1.5 MCGS的数据结构 (13) 3.1.6 MCGS的作用 (14) 3.2工程的建立与变量的定义 (14) 3.2.1工程的建立 (14) 3.2.2变量的分配 (15) 3.2.3变量的定义步骤 (17) 3.2.4设备与变量连接 (19) 3.3工程画面的建立 (22) 3.3.1监控画面的制作 (24) 3.3.2运行策略的建立及脚本程序的编写 (26) 3.4动画的连接 (31) 3.4.1指示灯的动画连接 (31) 3.4.2机械手的动画连接 (33) 3.5组态运行 (37) 结论 (38) 致谢 (39) 参考文献 (40) 附录A 系统流程图 (41) 附录B 硬件接线图 (42)
组态控制技术及应用 学校：西安航空职业技术学院 二级学院：自动化工程学院 班级：机电一体化五班 姓名：路杰 学号：13602514 指导教师：李宁 日期：2015年6月6日
MCGS实训总结 经过连续两周的组态实训，不管项目是老师讲解，还是照搬原书或者与同学们一起讨论解决相关问题。其任务还是踉踉跄跄的完成了，总的来说，两周的训练我还是对组态（MCGS)软件的运行及使用有了较初步的认识。 近几年，科技迅速发展，自动化产品层出不穷，作为自动化专业的一员，掌握组态控制技术是必要的。现在我就简单先总体介绍一下组态技术。 组态控制技术属于一种计算机控制技术。它是利用计算机监控某种设备使其按照控制要求工作。利用组态控制技术构成的计算机组态监控系统主要由被控对象、传感器、I/O接口、计算机及执行机构等部分组成。 本次实训是借助MCGS组态软件平台来完成组态监控系统人机界面制作和程序的设计的。MCGS(Monitor and Control Generated System, 通用监控系统）组态软件是北京昆仑通态软件公司研发的基于Window平台的，用于快速构造和生成上位机监控系统的组态软件系统。通过对现场数据的采集处理，以动画显示、报警处理、流程控制、报表输出等和多种方式向用户提供解决实际工程问题的开发平台。 由于是国人开发的软件，所以它是全中文的，很适合我们使用，还有它可提供近百种绘图工具和基本图符，快速构造图形界面，此外还提供上千个精美的图库元件及渐进色等多种
动画方式可以快速的构建精美的动画，它还支持温控曲、计划曲线、时实曲线、历史曲线、XY等多种工控曲线。总之使用MCGS软件可以较快速的完成一个运行稳定、功能成熟、维护量小并且具备专业水准的计算机监控控制系统的开发工作。下面我来介绍在使用MCGS组态软件来完成任务的详细过程及遇到的问题和解决的办法。 任务一水泵运行控制 打开MCGS通用版组态软件，我们会看见5个部分，分别为主控窗口、设备窗口、用户窗口、实时数据库和运行策略。 首先我们先新建一个工程，将其命名为水泵控制系统并进行保存。 然后打开用户窗口完成相关图符的建立，老师在建工程时先建立了实时数据库，是因为对图符的控制属性有较清楚的认识，所以对于初学者来说，先画图符是最先的选择。 （1）在用户窗口中新建一个窗口0，并将其重命名水泵运行控制，在动画窗口中用标签建立动画的标题“水泵控制” （2）绘制水泵 在软件中，已经为我们提供了“对象原件库”我们可以在其中选择所要的原件，所以接下来添加一个“泵30”图符再确定，可以调节图符的大小，以至达到美观的效果（3）在泵下面添加两个“按钮”分别将名称改为“启动”和“停止”也可以双击来改变按钮的背景颜色。 （4）因为要展示停止和启动时的状态所以再添加两个指示灯，为了更为清楚的展现启动和停止的状态，也可以自己改造一个指示灯，其改造方法为先用一个库提供的指示灯作为改造对象先分解单元在将最前面的图符拖走，将底层的图符分解图符再改变其颜色和添加一个“可见度”属性并在表达式里填入@开关量，然后再对另一只指示灯做相关属性的设置。 （5）为了显示时间我们再添加两个按钮分别为“定时器启动”和“定时器复位”再添加两个标签分别为控制“计时时间”和“时间到”。 （6)添加四个输入框将其属性设置为数值型， （7）现在我们来进行实时数据库里相关数据的添加，分别为水泵、启动、复位、定时器启动、定时器复位都是开关量，而“计时时间”和“时间到”为数值型。 (8)实时数据建立完成后，再进行用户窗口里图符的相关表达式的关联，由于要有时间控制所以在运行策略里我们要添加一个定时器，和一个脚本程序，在定时器属性里设置时间值为35秒，在脚本程序里用IF-THEN语句来编写控制程序。记住要用EXIT来划分步骤，在最后要进入运行环境测试前，应调节循环策略的属性，将定时循环时间改为200s。 任务二水泵运行监控 前期仅是利用MCGS系统的“设备无关性”在水泵控制组态工程中借助定时器和脚本策略，初步实现了水泵控制系统的模拟运行，并未达到实时监控的目的，所以接下来要监控设置。 我们知道，水泵运行控制主要是使用PLC来控制的，而MCGS系统，一方面需要从PLC 采集相关数据，改变实时数据库中对应变量的值，然后以画面中图符构件的动画形式显示出来，从而达到监视运行的目的；另一方面还需要将上位机组态环境中设置的暂停和运行时间写入PLC中，实现对水泵运行时间到调整，以及通过上位机启动和停止按钮实现对水泵硬件系统的运行和停止的控制。 打开前一个“任务一”将其另存为“水泵运行监控”在将“任务一”组态工程动画及属性设置进行改进。 （1）删除定时器策略及脚本程序策略。【在联机时，PLC完成控制任务，所以组态工程
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。 在本设计中介绍了国内外机械手研究现状及PLC研究he发展趋势，描述了机械手控制系统的工作原理和动作实现过程。研究了基于PLC的机械手模型控制系统的设计，还研究了MCGS在机械手控制系统中的应用。利用组态软件MCGS设计了机械手模型控制系统监控界面，提供了较为直观、清晰、准确的机械手运行状态，进而为维修和故障诊断提供了多方面的可能性，充分提高了系统的工作效率。 关键词：机械手；PLC；MCGS
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
毕业设计（论文） 基于MCGS和PLC的机械手控制系统设 计 学院（部）：电气与信息工程学院 专业：机电一体化技术
摘要 当今社会，科学技术飞速发展，人类活动给世界带来了巨大的改变。在科技进步的同时，以各种控制器控制的不同类型的机械手以其突出的性能越来越多的被人们所应用。机械手在不同的作业场合，尤其是在特殊的环境背景下，为人类活动的顺利快速进行带来了极大的方便和益处，尤为明显的是在工业及军事领域内。工业中大量的生产活动，存在着很多不便于人类操纵的环节，特别是在工作环境较危险的情况下，如果使用具有远程控制功能的机械手，则可以增加系统的安全性，大大的节约损耗，提高效率。可见，在自动化、工业化进程中，在特殊背景环境中使用机械手已成为一种必然的趋势。 在本设计中介绍了国内外机械手研究现状及PLC的研究发展趋势，描述了机械手控制系统的工作原理和动作实现过程。研究了基于PLC的机械手模型控制系统的设计，还研究了MCGS在机械手控制系统中的应用。利用组态软件MCGS设计了机械手模型控制系统监控界面，提供了较为直观、清晰、准确的机械手运行状态，进而为维修和故障诊断提供了多方面的可能性，充分提高了系统的工作效率。 关键词：机械手，PLC，MCGS
ABSTRACT In today's society, science and technology rapid development, human activities create world a huge change. In the meanwhile, technological progress in various controllers different types of manipulator with its outstanding performance more and more used by people. The homework in different occasions manipulator, especially in the special environment context for the human activity quickly smoothly caused great convenience and benefit, particularly obvious in the industrial and military field. Industrial large Numbers of production activity, there are many not it is easy for humans to manipulate the link, especially in a business environment is dangerous situation, if use has remote control functions may be increased manipulator, the security of the system, big save loss, improve efficiency. Visible, in automation, the process of industrialization, in special background environment using manipulator has become an inevitable trend. . In this design the present condition of research about domestic and international manipulator and development trend of research concerning PLC were introduced. The principle of work and the process of action’s realization of manipulator control system were described. The design of manipulator model control system based on PLC was researched and MCGS’s application in the manipulator model control system was researched. The interface of supervision for the manipulator model control system was designed by MCGS. An intuitive, clear and accurate manipulator operating state was provided. And then various possibilities for maintain and breakdown’s diagnosis were provided, the work’s efficiency of system was fully elevated. Key words:manipulator，PLC，MCGS
用MCGS实现机械手监控系统 1.1机械手监控系统的方案设计 1.1.1机械手监控系统的控制要求 机械手(Mechanical Hand)能模仿人手和手臂的某些动作功能，用以抓取、搬运物品或操作工具，被广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和核工业等部门。机械手的控制要求：按下启动停止按钮SB1后，机械手下移至工件处→夹紧工件→携工件上升→右移至下一个工位上方→下移至指定位置→放下工件→上移→左移，回到原始位置，此过程反复循环执行。 机械手运动过程中，松开启动停止按钮SB1，机械手停在当前位置，再次按下启动停止按钮，机械手继续运行。 1.1.2机械手监控系统对象分析 1.气缸的动作控制 机械手的动作可以用电动机（Electromotor）、气缸(Pneumatic Cylinder)或液压缸（Hydraulic Cylinder）等驱动。气缸的动作手电磁阀控制。图1.2是伸缩气缸动作原理图。 由图1.2可以看到，控制伸缩气缸的电磁阀是一个双作用电磁阀，上有两个电磁线圈。 缩回线圈得电是，电磁力使电磁阀处在图1.2（a）所示位置。气流方向为：气源→气源处理组件→电磁阀进气口1→电磁阀气口2→节流阀1→气缸气阀1。 在气流压力作用下，气缸杆向左运动（缩回）。 左侧气室内的气体→气缸气口2→节流阀2→电磁阀气口4→电磁阀气口5→大气。 伸出线圈得电时，电磁电力使电磁阀处在图1.2(b)所示位置。气流方向为：气源→气源处理组件→电磁阀进气口1→电磁阀气口4→节流阀2→气缸气口2. 在气流压力作用下，气缸杆向右运动(伸出)。 右侧气室内的气体→气缸气口1→节流阀1→电磁阀气口2→电磁阀气口3→大气。 可见伸缩气缸动作的基本原理是：当电磁阀线圈得电时，电磁力使电磁阀改变位置，造成流向气缸气流方向改变，从而驱动气缸杆向不同方向运动。表1.1是伸缩线圈控制信号与气缸动作的关系表。 表1.1 伸缩线圈控制信号与气缸动作关系表
MCGS报告机械手20 CHANGZHOU INSTITUTE OF TECHNOLOGY 组态软件与触摸屏操纵技术课程 设计报告书 题目：机械手动作的模拟的MCGS界面操纵设计 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 2019年11月08日
第1章绪论 1.1现实应用的机械手 能仿照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。机械手是最早显现的工业机器人，也是最早显现的现代机器人，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爱护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电能仿照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。机械手是最早显现的工业机器人，也是最早显现的现代机器人，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爱护人身安全，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 机械手能够减省工人、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，其关节数量能够从三个到十几个甚至更多，其外形也不局限于像人的手臂，而依照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： 要紧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： 要紧让机器人执行一些自动的侦察与操纵任务，专门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。机器人还能够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： 机器人要紧用来辅助护士进行一些日常的工作，比如，关心大夫运送用药品及自动监测病房内的空气质量，等等。宜用机器人还能够协助大夫完成一些难度较高的手术，例如，眼部手术、脑部手术等。美国还发明了一种能够进入人体血管的微型机器人，关心大夫在病人的血管内灭杀病毒。
长沙航空职业技术学院（2012届）毕业设计（论文） 基于MCGS的机械手控制系统 2012年 5月
目录 封面 (1) 摘要 (4) 1绪论 (6) 1.1课题研究的目的及意义 (6) 1.2国内外机械手研究状况 (6) 2机械手控制方式的选择和可编程序控制器介绍 (8) 2.1机械手控制方式的选择 (8) 2.1.1控制方式的分类 (8) 2.2传感器 (8) 2.2.1行程开关 (8) 2.2.2压力传感器 (9) 3 MCGS在机械手控制中的作用 (11) 3.1MCGS的概述 (11) 3.1.1 MCGS的简介 (11) 3.1.2 MCGS的构成 (11) 3.1.3 MCGS主要特性和功能 (12) 3.1.4 MCGS的编程语言 (13) 3.1.5 MCGS的数据结构 (13) 3.1.6 MCGS的作用 (14) 3.2工程的建立与变量的定义 (14)
3.2.1工程的建立 (14) 3.2.2变量的分配 (15) 3.2.3变量的定义步骤 (17) 3.2.4设备与变量连接 (19) 3.3工程画面的建立 (22) 3.3.1监控画面的制作 (24) 3.3.2运行策略的建立及脚本程序的编写 (26) 3.4动画的连接 (31) 3.4.1指示灯的动画连接 (31) 3.4.2机械手的动画连接 (33) 3.5组态运行 (37) 结论 (38) 致谢 (39) 参考文献 (40) 附录A 系统流程图 (41) 附录B 硬件接线图 (42)
摘要 MCGS(Monitor and Control Generated System)是一套Windows平台的、用于快速构造和生成上位机监控系统的组态软件系统。MCGS为用户提供了解决实际工程问题的完整方案和开发平台，能完成现场数据采集、实时和历史数据处理、报警和安全机制、流程控制、动画显示、趋势曲线和报表输出以及企业监控网络等功能。MCGS在机械手控制系统中的应用。利用组态软件MCGS设计了机械手模型控制系统监控界面，提供了较为直观、清晰、准确的机械手运行状态，进而为维修和故障诊断提供了多方面的可能性，充分提高了系统的工作效率。 MCGS 具有操作简便、可视性好、可维护性强、高性能、高可靠性等突出特点。 关键词：MCGS 机械手