组态设计主体.docVIP

第1章 绪论 1.1 本课题研究的意义 组态是使用软件工具对计算机及软件的各种资源进行配置，达到使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。这是一个通过专用软件定义系统的过程。 组态软件能利用系统软件提供的工具，通过简单形象的组态工作构成系统。组态软件具有用户可订制的功能，能开发可编程控制器的控制对象；还具有强大的通讯功能，可以通过RS232接口和可编程控制器之间进行通讯，并监控可编程控制器的所有存储器、控制器及I／O接口的状态，以变量值形式传输到计算机上，供上位机使用、处理。正如文献所述：组态软件能以灵活多样的组态方式提供良好的用户开发界面和间接的使用方法，具有实时多任务、接口开放、使用灵活、功能多样和运行可靠的特点。 本课题对机械手的研究是在工业机械手的基础上，加上MCGS软件对其进行监控，使其在作业时更加人性化、经济化、智能化、现代化。 1.2 本课题研究的背景 自2000年以来，国内监控组态软件产品、技术、市场都取得了飞快的发展，应用领域日益拓展，用户和应用工程师数量不断增多。充分体现了“工业技术民用化”的发展趋势。 监控组态软件是在信息化社会的大背景下，随着工业IT技术的不断发展而诞生、发展起来的。在整个工业自动化软件中，监控组态软件属于基础型工具平台。监控组态软件给工业自动化、信息化、智能化以及社会信息化带来深远的影响，它带动着整个社会生产、生活方式的发展与变化，这种变化仍在继续发展。因此组态软件作为新生事物尚处于高速发展时期，目前还没有专门的研究机构就它的理论与实践进行研究、总结和探讨，更没有形成独立、专门的理论研究机构。所以说，监控软件的发展前景还是很广大的。我们要致力于此领域的不断研究，尽快地使我国的监控组态软件与世界的高科技接轨，从而促进我们国民经济的更好，更快发展。 1.3 本课题研究的内容 本问设计的机械手主要内容就是设计出一款利用MCGS工程组态软件使静止的机械手动态化, 特别是通过编写脚本程序实现了对机械手的定时控制, 建立了实时监控系统, 使机械手在利用MCGS软件对机械手的作业动作状态实施监视与控制时，能方便地获取和存储机械手模型位置和状态信息，使机械手在工业中发挥更加有效的作用, 大大提高工作者的工作效率，而且在增加效率的同时也大大减少了人力资源和人员伤亡，使企业的效益大大的增加，这样的机械手，将会更加经济、快捷和实用。从本质上提高工业的生产效率，使其创造出更大的产值。 1.4 组态王软件简介 本系统采集控制软件选用中国本土软件厂商北京亚控科技发展有限公司生 产的，国内最早的商用组态软件“组态王” 。截止到 2009 年底， “组态王”已在 国内装机量有 10 万套，成功地应用于我国工业领域的各行各业，例如石油、化 工、电力、冶金、造纸、橡胶、环保、机械制造等等，在中国使用的监控软件中， 组态王拥有国内最多的用户。像国外众多的软件一样，组态王软件也经过了一个 发展例程： 1995 年——组态王 V1.01996 年——组态王 V1.2 1997 年——组态王 V1.511998 年——组态王 V2.01999 年——组态王 V5.1 2000 年——组态王 V5.1 for Internet2001 年——组态王 V6.0、组态王电力专业版 6.0 2002 年——组态王 V6.022003 年——组态王 V6.5 2005 年——组态王 V6.512006 年——组态王 V6.522007 年——组态王 V6.53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。控制系统是通过对机械手每个自由度的电机的控制，来完成特定动作。同时接收传感器反馈的信息，形成稳定的闭环控制。控制系统的核心通常是由单片机微控制芯片构成，通过对其编程实现所要功能。机械手是一种能模拟人手臂的部分动作，按预定的程序、轨迹及其它要求，实现抓取、搬运工件或操纵工具的自动化装置。可编程控制器是以微处理技术为基础，综合计算机技术和自动控制技术发展起来的一种新型工业控制器。它在工业现场中对机械手能起到有效而灵活的控制。可编程控制器和监控系统的通讯，往往需要采用高