用MCGS实现机械手监控系统

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(MechanicalHand)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一夹紧工件一携工件上升一右移至下一个工位上方一下移至指定位置一放下工件一上移一左移，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(PneumaticCylinder)或液压缸(HydraulicCylinder)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：气源一气源处理组件一电磁阀进气口1一电磁阀气口2一节流阀1一气缸气阀1。在气流压力作用下，气缸杆向左运动(缩回)。左侧气室内的气体一气缸气口2一节流阀2一电磁阀气口4一电磁阀气口5一大气。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：气源一气源处理组件一电磁阀进气口1一电磁阀气口4一节流阀2一气缸气口2.在气流压力作用下，气缸杆向右运动(伸出)。右侧气室内的气体一气缸气口1一节流阀1一电磁阀气口2一电磁阀气口3一大气。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00保持11不允许、可能会烧毁线圈图1.2所示使用的电磁阀有两个位置、5个通气口、2个线圈，被称为2位5通道双电控阀。2.机械手气路图图1.3是机械手气动回路图。共有3个电磁阀，全部采用2位5通道双作用阀。因此6个电磁阀控制信号，分别控制左移、右移、上移、下移、抓紧和放松动作。3.机械手对象分析被控对象——机械手控制目标——使机械手能够接收启动、停止、复位命令，能够抓取工件运送到指定位置被控对象——使机械手运动轨迹和抓放动作。运动轨迹可分解为四个点：左上位（机械手初始位）、左下位（工件初始位）、右上位、右下位（工件目标位）。控制变量——共六个，分别是伸缩缸电磁阀的深处线圈和缩回线圈、升降缸电磁阀的上升线圈和下降线圈、夹紧缸电磁阀的加紧线圈和放松线圈。1.1.3机械手监控系统出方案制订机械手的控制可采用闭环形式实现，也可采用开环实现。开环方框图如图1.4所示。求，系统需要两个操作按钮输入启停和复位命令。由于机械手系统的各个位置点比较固定，每一段的运行时间已知且相对稳定。计算机接收到启动/停止按钮送来的启动信号后，只要按如下时间顺序接通各个线圈即可：按下启动/停止按钮SB1后，机械手下移5sf夹紧2sf上升5Sf右移IOS-下移5s-放松2s-上移5s-左移10s（s为秒），最后回到原始位置，自动循环。松开启动/停止按钮SB1，机械手停在当前位置。按下复位停止按钮SB2后，机械手在完成本次操作后，回到原始位置，然后停止。松开复位停止按钮SB2,退出复位状态。2.闭环控制机械手监控系统方案闭环控制需要安装六个位置开关（位置检测传感器），检测是否到达左上、左下、