機(jī)械手自動分揀系統(tǒng)(共31頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 題 目 名 稱 基于組態(tài)軟件MCGS的機(jī)械手自動分揀監(jiān)控系統(tǒng) 學(xué) 生 姓 名 梁兆福 學(xué) 號 系 、專 業(yè) 工業(yè)電氣081 指 導(dǎo) 教 師 馬聰 設(shè)計(jì)題目: 基于組態(tài)軟件MCGS的機(jī)械手自動分揀監(jiān)控系統(tǒng)仿真設(shè)計(jì)條件：要求利用組態(tài)軟件MCGS仿真滿足控制要求的機(jī)械手自動分揀監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行過程。設(shè)計(jì)任務(wù)： 機(jī)械手分揀系統(tǒng)主要由三個機(jī)械手和一條傳送帶組成，三個機(jī)械手的功能分別是上料，正品撿拾和次品撿拾，在每個機(jī)械手旁邊都有料盒，上料機(jī)械手按照一定要求將待分揀產(chǎn)品放在傳送帶上，分揀機(jī)械手是按照檢測結(jié)果將產(chǎn)品分類，分別放入各自身旁的料盒中，傳送帶按一定速度運(yùn)轉(zhuǎn)，其上安裝三個間

2、隔相同的位置傳感器，第一個位置傳感器旁裝有產(chǎn)品質(zhì)量傳感器，用來判斷到來的產(chǎn)品是否合格，第二個和第三個位置傳感器分別放置在兩個分揀機(jī)械手附近，當(dāng)傳感器感應(yīng)到產(chǎn)品到時可發(fā)出信號驅(qū)動相應(yīng)的機(jī)械手動作?？刂埔笕缦拢?傳送帶按間歇方式工作，除在上料和產(chǎn)品撿拾時處于停滯狀態(tài)，其他時間連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。2.初始時，傳送帶停止，上料機(jī)械手實(shí)現(xiàn)上料操作，完成后啟動傳送帶；當(dāng)產(chǎn)品運(yùn)行到位置傳感器1時，傳送帶停止，進(jìn)行產(chǎn)品質(zhì)量檢測，判斷是否合格，同時上料機(jī)械手再上料，完成后啟動傳送帶。3.兩個產(chǎn)品同時分別到達(dá)位置傳感器1和位置傳感器2，傳送帶停止，系統(tǒng)判斷位置傳感器2處的產(chǎn)品是否合格，如合格驅(qū)動正品機(jī)械手動作，如不合格，

3、正品機(jī)械手不動作，等該產(chǎn)品到達(dá)位置傳感器3時次品機(jī)械手動作，位置傳感器1處的產(chǎn)品接受質(zhì)量檢測，記錄該產(chǎn)品的質(zhì)量信息，同時上料機(jī)械手再進(jìn)行上料，完成后啟動傳送帶。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）內(nèi)容包括： 1）組態(tài)監(jiān)控畫面的設(shè)計(jì)及實(shí)時數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建。2）腳本程序的設(shè)計(jì)思路及流程圖。3）腳本軟件的編程及設(shè)計(jì)要求的實(shí)現(xiàn)。摘 要 MCGS(Monitor and Control Generated System)是一套基于Windows平臺的、用于快速構(gòu)造和生成上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件系統(tǒng)。MCGS為用戶提供了解決實(shí)際工程問題的完整方案和開發(fā)平臺，能夠完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、實(shí)時和歷史數(shù)據(jù)處理、報警和安全機(jī)制、流程控制、動畫

4、顯示、趨勢曲線和報表輸出以及企業(yè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)等功能。 MCGS具有操作簡便、可視性好、可維護(hù)性強(qiáng)、高性能、高可靠性等突出特點(diǎn)。 組態(tài)（Configuration）為模塊化任意組合。關(guān)鍵詞：MCGS 組態(tài)專心-專注-專業(yè) 目 錄第一章 緒 論 MCGS(Monitor and Control Generated System)是一套基于Windows平臺的、用于快速構(gòu)造和生成上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件系統(tǒng)。MCGS具有操作簡便、可視性好、可維護(hù)性強(qiáng)、高性能、高可靠性等突出特點(diǎn)。通用組態(tài)軟件主要特點(diǎn)有： （1）延續(xù)性和可擴(kuò)充性。當(dāng)現(xiàn)場（包括硬件設(shè)備或系統(tǒng)結(jié)構(gòu)）或用戶需求發(fā)生改變時，不需作很多修改而方便地

5、完成軟件的更新和升級； （2）封裝性（易學(xué)易用）。通用組態(tài)軟件所能完成的功能都用一種方便用戶使用的方法包裝起來，不需掌握太多的編程語言技術(shù)（甚至不需要編程技術(shù)），就能很好地完成一個復(fù)雜工程所要求的所有功能； （3）通用性，每個用戶根據(jù)工程實(shí)際情況，利用通用組態(tài)軟件提供的底層設(shè)備（PLC、智能儀表、智能模塊、板卡、變頻器等）的I/O Driver、開放式的數(shù)據(jù)庫和畫面制作工具，就能完成一個具有動畫效果、實(shí)時數(shù)據(jù)處理、歷史數(shù)據(jù)和曲線并存、具有多媒體功能和網(wǎng)絡(luò)功能的工程。第二章 機(jī)械手分揀系統(tǒng)的功能要求1傳送帶按間歇方式工作，除在上料和產(chǎn)品撿拾時處于停滯狀態(tài)，其他時間連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。2.初始時，傳送帶停止

6、，上料機(jī)械手實(shí)現(xiàn)上料操作，完成后啟動傳送帶；當(dāng)產(chǎn)品運(yùn)行到位置傳感器1時，傳送帶停止，進(jìn)行產(chǎn)品質(zhì)量檢測，判斷是否合格，同時上料機(jī)械手再上料，完成后啟動傳送帶。3.兩個產(chǎn)品同時分別到達(dá)位置傳感器1和位置傳感器2，傳送帶停止，系統(tǒng)判斷位置傳感器2處的產(chǎn)品是否合格，如合格驅(qū)動正品機(jī)械手動作，如不合格，正品機(jī)械手不動作，等該產(chǎn)品到達(dá)位置傳感器3時次品機(jī)械手動作，位置傳感器1處的產(chǎn)品接受質(zhì)量檢測，記錄該產(chǎn)品的質(zhì)量信息，同時上料機(jī)械手再進(jìn)行上料，完成后啟動傳送帶。第三章 機(jī)械手分揀系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案3.1 組態(tài)畫面的設(shè)計(jì)新建MCGS工程文件，命名為“機(jī)械手分揀控制系統(tǒng)”?？刂葡到y(tǒng)的畫面是自動運(yùn)行界面，如下圖

7、。圖3-1 機(jī)械手分揀系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)圖 該系統(tǒng)的組成部分多，制作過程較為復(fù)雜，按其結(jié)構(gòu)，具體可分為機(jī)械手、傳送帶和質(zhì)檢傳感器的制作。3.1.1 機(jī)械手畫面的設(shè)計(jì)思路該系統(tǒng)中有三個機(jī)械手，雖然每個機(jī)械手的功能不同，但在外形上是一致的，其中2#和3#機(jī)械手是完全一樣的，只要制作出其中一個，另一個在此基礎(chǔ)上進(jìn)行復(fù)制即可獲得。而1#機(jī)械手只需將己完成的機(jī)械手圖符施加一個左右鏡像操作便可得出。因此，需要先出一個機(jī)械手圖符。機(jī)械手的制作包括支架和氣爪。機(jī)械手的支架如圖10-2，機(jī)械手氣爪的組成如圖10-3。 圖3-2 機(jī)械手的組成部分 圖3-3 機(jī)械手氣爪組成部分 圖3-4 伸縮變化的動畫連接圖 圖3-5

8、升降變化的動畫連接圖 圖3-6 旋轉(zhuǎn)變化的動畫連接圖3.1.2傳送帶動畫的設(shè)計(jì)思路 如下圖中所示。圖3-7 靜態(tài)畫面3.1.3檢傳感器動畫的設(shè)計(jì)思路質(zhì)檢傳感器的制作，繪制2個矩形框和2個圓，將其擺放如圖圖3-8 檢傳感器3.2 系統(tǒng)的工作流程機(jī)械手分揀系統(tǒng)主要由三個機(jī)械手和一條傳送帶組成，如圖1-1所示。三個機(jī)械手的功能分別是上料、正品揀拾和次品揀拾，在每個機(jī)械手旁邊都有料盒。上料機(jī)械手按一定要求將待分揀產(chǎn)品放置在傳送帶上，分揀機(jī)械手則是按檢查的結(jié)果將產(chǎn)品分類，分別放入各自旁邊的料盒中。傳送帶按要求以一定速度運(yùn)轉(zhuǎn)，其上安裝有三個間隔相同的位置傳感器，第一個位置傳感器旁裝有產(chǎn)品質(zhì)量檢測傳感器，用

9、來判斷到來的產(chǎn)品是否合格；第二個和第三個位置傳感器分別放置在兩個分揀機(jī)械手附近，當(dāng)該傳感器感應(yīng)到產(chǎn)品到來時可發(fā)出信號以驅(qū)動相應(yīng)機(jī)械手動作。圖3-9 機(jī)械手分揀系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)圖 選用的機(jī)械手均有四自由度氣動機(jī)械手，即機(jī)械手在工作時可以進(jìn)行升降、伸縮、旋轉(zhuǎn)和氣爪的抓放運(yùn)動，在升降、伸縮和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的兩個終端各安裝有一對限位開關(guān)，當(dāng)機(jī)械手運(yùn)動到某方向的極限位置時，相應(yīng)限位開關(guān)會發(fā)出“到達(dá)”信息， 便可反映出機(jī)械手的位置狀態(tài)，以便其進(jìn)行下一步的操作。系統(tǒng)中安裝有氣缸，機(jī)械手的動作由氣缸驅(qū)動。為保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行、停止，分揀系統(tǒng)中具有運(yùn)行和停止控制功能。每個機(jī)械手的受控情況如表1.1所示，傳送帶的受控情況如

10、圖1.2所示。各傳感器能夠正常工作，反映位置狀態(tài)信息。同時，手動控制和自動控制之間可以實(shí)現(xiàn)合理地切換，避免系統(tǒng)工作出錯。表3.1 機(jī)械手的受控過程氣爪上升命令控制器機(jī)械手氣爪上升氣爪下降命令氣爪下降氣爪拉伸命令氣爪前伸氣爪收縮命令氣爪回縮氣爪正旋命令旋向傳送帶氣爪逆旋命令旋向料盒氣爪張命令氣爪張開氣爪合命令氣爪閉合圖3.2 傳送帶的受控過程傳送帶啟動/停止命令控制器傳送帶啟動/停止3.3 控制系統(tǒng)的組成這是一個程序控制系統(tǒng)，如果以計(jì)算機(jī)為控制器，其控制系統(tǒng)如表3. 3所示。表3.3 機(jī)械手分揀控制系統(tǒng) 質(zhì)量檢測傳感器計(jì)算機(jī)上料機(jī)械手位置傳感器正品分揀機(jī)械手位置傳感器次品分揀機(jī)械手位置傳感器傳送

11、帶由表可以看出，計(jì)算機(jī)作為控制單元，其輸入信號為4個傳感器發(fā)出的開關(guān)量信號以及機(jī)械手反饋的狀態(tài)信息，輸出信號則用來控制各個機(jī)械手的動作和傳送帶的運(yùn)轉(zhuǎn)。這些是實(shí)現(xiàn)機(jī)械手分揀系統(tǒng)的必要變量，還需一些支持動畫效果的數(shù)值型數(shù)據(jù)對象、使用定時器的相關(guān)數(shù)據(jù)以及反映工作階段的變量等。有關(guān)傳送帶的數(shù)據(jù)有2個，即“傳送帶啟?！焙汀皞魉蛶D(zhuǎn)”，分別是開關(guān)型和數(shù)值型，無存盤和報警屬性。在實(shí)時數(shù)據(jù)庫窗口中，各建一個開關(guān)型和數(shù)值型對象，將其基本屬性設(shè)置如圖3-10所示，則實(shí)現(xiàn)了這兩個對象的建立。 圖3-10 傳送帶數(shù)據(jù)建立第四章 設(shè)計(jì)思路4.1 機(jī)械手分揀系統(tǒng)控制流程圖圖4-1 上料分揀流程圖腳本程序： IF Sta

12、rt=1 THEN 上料桿伸縮增量=上料桿伸縮增量+1 IF 上料桿伸縮增量>25 THEN 上料桿伸縮增量=25 上料氣爪增量=上料氣爪增量+0.5 ENDIF ENDIFIF 上料氣爪增量>2 THEN 上料氣爪增量=2 m=1ENDIFIF m=1 THEN Start=0 上料桿伸縮增量=上料桿伸縮增量-1 IF 上料桿伸縮增量<0 THEN 上料桿伸縮增量=0 m=0 n=1 ENDIF 料伸縮增量=料伸縮增量-1 IF 料伸縮增量<-25 THEN 料伸縮增量=-25 ENDIFENDIFIF n=1 THEN 上料桿旋轉(zhuǎn)增量=上料桿旋轉(zhuǎn)增量+1 上料正旋限

13、位開關(guān)=1 料旋轉(zhuǎn)增量=料旋轉(zhuǎn)增量+1 IF 料旋轉(zhuǎn)增量>8 THEN 料旋轉(zhuǎn)增量=8 ENDIF IF 上料桿旋轉(zhuǎn)增量>8 THEN 上料桿旋轉(zhuǎn)增量=8 n=0 k=1 ENDIFENDIFIF k=1 THEN 上料桿伸縮增量=上料桿伸縮增量+1 IF 上料桿伸縮增量>50 THEN 上料桿伸縮增量=50 上料氣爪增量=上料氣爪增量-0.5 IF 上料氣爪增量<0 THEN 上料氣爪增量=0 k=0 i=1 a=1 ENDIF ENDIF 料伸縮增量=料伸縮增量+1 IF 料伸縮增量>25 THEN 料伸縮增量=25 ENDIF m=0ENDIFIF a=1

14、THEN 傳送帶旋轉(zhuǎn)增量=傳送帶旋轉(zhuǎn)增量+2 IF 傳送帶旋轉(zhuǎn)增量>50 THEN 傳送帶旋轉(zhuǎn)增量=50 檢測工件=1 ENDIF 傳送帶旋轉(zhuǎn)增量0=傳送帶旋轉(zhuǎn)增量0+1 IF 傳送帶旋轉(zhuǎn)增量0>30 THEN 傳送帶旋轉(zhuǎn)增量0=30 a=0 檢測工件=1 endif c=1 傳送帶啟停1=1ENDIFIF i=1 THEN 上料桿伸縮增量=上料桿伸縮增量-1 IF 上料桿伸縮增量<0 THEN 上料桿伸縮增量=0 i=0 j=1 ENDIFENDIFIF j=1 THEN 檢測工件=1 上料桿旋轉(zhuǎn)增量=上料桿旋轉(zhuǎn)增量-1 IF 上料桿旋轉(zhuǎn)增量<0 THEN 上料桿旋轉(zhuǎn)

15、增量=0 j=0 ENDIF ENDIF 4.2 氣爪張開控制流程圖腳本程序：上料氣爪增量=上料氣爪增量+0.5 IF 上料氣爪增量<2 THEN 上料氣爪增量=2 ENDIF4.3 實(shí)時數(shù)據(jù)庫第五章 程序設(shè)計(jì)5.1 正品機(jī)械手分揀控制程序 IF 正品=1 THEN 傳送帶旋轉(zhuǎn)增量1=傳送帶旋轉(zhuǎn)增量1+1 傳送帶旋轉(zhuǎn)增量=傳送帶旋轉(zhuǎn)增量+1 選擇完=1 傳送帶啟停1=0 傳送帶旋轉(zhuǎn)增量02=0 檢測工件=0 傳送帶啟停=1 檢測正品桿旋轉(zhuǎn)增量=0 檢測正品桿伸縮增量=0 傳送帶啟停3=0 正品提料=0 傳送帶啟停4=0 a=0 IF 傳送帶旋轉(zhuǎn)增量>100 THEN 傳送帶旋轉(zhuǎn)增量

16、=100 ENDIF IF 傳送帶旋轉(zhuǎn)增量1>45 THEN 傳送帶旋轉(zhuǎn)增量1=45 a1=1 選擇完=0 z1=1 Z2=1 ENDIFENDIFIF a1=1 THEN 正品提料=1 正品=0 傳送帶啟停2=1 正品桿旋轉(zhuǎn)增量=正品桿旋轉(zhuǎn)增量+1 '旋轉(zhuǎn) IF 正品桿旋轉(zhuǎn)增量>8 THEN 正品桿旋轉(zhuǎn)增量=8 m1=1 a1=0 ENDIF 傳送帶啟停1=0 檢測工件=0 傳送帶啟停=1 ENDIF IF m1=1 THEN 正品桿伸縮增量=正品桿伸縮增量+1 '下降 傳送帶啟停2=1 IF 正品桿伸縮增量>50 THEN 正品桿伸縮增量=50 正品氣爪增

17、量=正品氣爪增量+0.5 '爪 IF 正品氣爪增量>2 THEN 正品氣爪增量=2 m1=0 n1=1 ENDIF ENDIF 傳送帶啟停1=0 檢測工件=0 傳送帶啟停=1ENDIFIF n1=1 THEN 正品桿伸縮增量=正品桿伸縮增量-1 '升 IF 正品桿伸縮增量<0 THEN 正品桿伸縮增量=0 n1=0 j1=1 ENDIF 檢測正品桿伸縮增量=檢測正品桿伸縮增量-1 '品升 IF 檢測正品桿伸縮增量<-50 THEN 檢測正品桿伸縮增量=-50 ENDIF 傳送帶啟停=1 檢測工件=0 傳送帶啟停1=0 傳送帶啟停2=1ENDIFIF j

18、1=1 THEN 正品桿旋轉(zhuǎn)增量=正品桿旋轉(zhuǎn)增量-1 IF 正品桿旋轉(zhuǎn)增量<0 THEN '旋 正品桿旋轉(zhuǎn)增量=0 j1=0 k1=1 ENDIF 檢測正品桿旋轉(zhuǎn)增量 = 檢測正品桿旋轉(zhuǎn)增量-1 IF 檢測正品桿旋轉(zhuǎn)增量<-8 THEN 檢測正品桿旋轉(zhuǎn)增量 = -8 ENDIF 傳送帶啟停=1 檢測工件=0 傳送帶啟停1=0 傳送帶啟停2=1ENDIF IF k1=1 THEN 正品桿伸縮增量=正品桿伸縮增量+1 IF 正品桿伸縮增量>25 THEN 正品桿伸縮增量=25 正品氣爪增量=正品氣爪增量-0.5 ' 降 IF 正品氣爪增量<0 THEN 正品

19、氣爪增量=0 k1=0 i1=1 ENDIF ENDIF 檢測正品桿伸縮增量=檢測正品桿伸縮增量+1 IF 檢測正品桿伸縮增量>-25 THEN 檢測正品桿伸縮增量=-25 ENDIF 傳送帶啟停=1 檢測工件=0 傳送帶啟停1=0 傳送帶啟停2=1ENDIF IF i1=1 THEN 傳送帶啟停2=0 正品桿伸縮增量=正品桿伸縮增量-1 傳送帶啟停=1 傳送帶啟停1=0 IF 正品桿伸縮增量<0 THEN 正品桿伸縮增量=0 ENDIFENDIF5.2 正次品機(jī)械動作時，新料水平移動程序IF c=1 THEN 傳送帶啟停=1 '隱藏料endifIF i=1 AND K1=

20、1 THEN '當(dāng)正次機(jī)械手動作時，新料在帶上的水平運(yùn)動 傳送帶啟停3=1 傳送帶旋轉(zhuǎn)增量01=傳送帶旋轉(zhuǎn)增量01+2 '傳送帶輪旋轉(zhuǎn) IF 傳送帶旋轉(zhuǎn)增量01>50 THEN 傳送帶旋轉(zhuǎn)增量01=50 檢測工件=1 ENDIF 傳送帶旋轉(zhuǎn)增量02=傳送帶旋轉(zhuǎn)增量02+2 '工件 IF 傳送帶旋轉(zhuǎn)增量02>30 THEN 傳送帶旋轉(zhuǎn)增量02=30 傳送帶旋轉(zhuǎn)增量1=0 endif 傳送帶啟停2=0endifIF ( i=1 OR j=1 ) AND ( 傳送帶旋轉(zhuǎn)增量2>70 OR 傳送帶旋轉(zhuǎn)增量3>24 ) THEN '當(dāng)正次機(jī)械手動作

21、時，新料在帶上的水平運(yùn)動 傳送帶啟停4=1 傳送帶旋轉(zhuǎn)增量01=傳送帶旋轉(zhuǎn)增量01+2 IF 傳送帶旋轉(zhuǎn)增量01>50 THEN 傳送帶旋轉(zhuǎn)增量01=50 檢測工件=1 ENDIF 傳送帶旋轉(zhuǎn)增量022=傳送帶旋轉(zhuǎn)增量022+2 IF 傳送帶旋轉(zhuǎn)增量022>30 THEN 傳送帶旋轉(zhuǎn)增量022=30 endif 傳送帶啟停2=0endifIF 傳送帶旋轉(zhuǎn)增量02>29 THEN '顯示 檢測工件=1endifIF 傳送帶旋轉(zhuǎn)增量2>165 AND 傳送帶旋轉(zhuǎn)增量2<195 THEN 傳送帶旋轉(zhuǎn)增量=傳送帶旋轉(zhuǎn)增量+1 '傳送帶輪旋轉(zhuǎn)endif5.3 限位