基于MCGS和PLC的机械手控制系统设计论文.doc

基于MCGS和PLC的机械手控制系统设计毕业论文 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 2.1.4 PLC的主要特点 6 2.1.5 FX2N系列PLC介绍 7 2.2 机械手 9 2.2.1 机械手概述 9 2.2.2机械手的工作原理 9 2.2.3机械手的发展趋势 10 第三章 系统设计 11 3.1 系统方案分析设计 11 3.1.1控制要求 11 3.1.2 方案设计 11 3.2 硬件设计 13 3.2.1 输入/输出端子地址分配 13 3.2.2 PLC接线图 13 3.3 系统程序设计 14 3.3.1 常用编程方法介绍 14 3.3.2流程图 16 3.3.3梯形图 17 3.3.4 语句表 20 3.4 MCGS组态软件 21 3.4.1 MCGS 组态软件结构 功能特点 22 3.4.2 工程的建立和变量的定义 26 3.4.3 动画连接 29 3.4.5 调试 34 第四章 系统的调试及设计总结 35 4.1 系统调试 35 结 论 36 参考文献 37 致 谢 38 附 录1 FX2N基本指令 39 第一章 绪 论 1.1 课题背景 随着计算机技术的飞速发展，PLC（即可编程逻辑编程器的简称）已经进入日常生产、生活的各个方面，PLC的应用在各行各业已成为必不可少的内容。PLC作为通用的工业计算机，其功能日益强大，已经成为工业控制领域的主流控制设备。PLC 从诞生至今，仅有30年的历史，但是得到了异常迅猛的发展，并与CAD/CAM、机器人技术一起被誉为当代工业自动化的三大支柱。 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，现在生产中，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，这些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、提高产品质量和生产效率的有效率的有效手段之一。尤其在高温、高压、粉尘、噪声以及带有放射和污染的场合，应用更为广泛。在我国，近几年来也有较快发展，并取得一定效果，受到机械工业和铁路部门的重视。 本次课题主要是应用三菱公司FX2N系列PLC，对机械手的上下、左右以及抓取运动进行控制。该装置机械部分有滚珠丝杠、滑轨、机械抓手等；电气方面由交流电机、变频器、操作台等部件组成。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。 1.2设计目的和意义 科学技术的飞速发展，产品功能要求的日益增多，复杂性增加，寿命期的缩短，更新换代速度加快。然而，产品的设计，尤其是机械产品方案的设计手段，则显得力不从心，跟不上时代发展的需要。目前，计算机辅助产品的设计绘图、设计计算、加工制造、生产规划已得到了比较广泛和深入的研究，并初见成效，而产品开发初期方案的计算机辅助设计却远远不能满足设计的需要。为此，作者在阅读了大量文献的基础上，概括总结了国内外设计学者进行方案设计时采用的方法，并讨论了各种方法之间的有机联系和机械产品方案设计计算机实现的的发展趋势。 自主创新，重点跨越，支撑发展，引领未来。自主创新，就是从增强国家创新能力出发，加强原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新。重点跨越，就是坚持有所为、有所不为，选择具有一定基础和优势、关系国际民生和国家安全的关键领域，集中力量、重点突破，实现跨越式发展。支撑发展就是从现实的紧迫需求出发，着力突破重大关键、共性技术，支持经济社会的持续协调发展。引领未来，就是着眼长远，超前部署前沿技术和基础研究，创造新的市场需求，培育新兴产业，引领未来经济社会的发展。这一方针是我国半个世纪科技发展实践经验的概括总结，是面想未来，实现中华民族伟大复兴的重要抉择。 科技人才是提高自主创新能力的关键所在。要把创造良好环境和条件，培养和凝聚各类科技人才特别是优秀拔尖人才，充分调动广大科技人员的积极性和创造性，作为科技工作的首要任务，努力开创人才辈出、人尽其才、才尽其用的良好局面，努力建设一支与经济社会发展和国防建设相适用的规模宏大、结构合理的高素质科技人才队伍，为我国科学技术发展提供充分的人才支撑和智力保证。 1.3 本文主要工作 第一章：绪论 介绍该课题背景，对该系统的设计目的和