1 機械手的概述
機械手現在已經應用於各行各業中，無論是在工地，港口還是各種各樣的生產過程中，都涉及到機械手的操作。它是一種能模仿人手和臂的某些動作功能，用以按固定程式抓取、搬運物件或操作工具的自動操作裝置。機械手是最早出現的工業機械人，也是最早出現的現代機械人，它可代替人的繁重勞動以實現生產的機械化和自動化，能在有害環境下操作以保護人身安全，因而廣泛應用於機械製造、冶金、電子、輕工和原子能等部門。
機械手主要由手部、運動機構和控制系統三大部分組成。手部是用來抓持工件（或工具）的部件，根據被抓持物件的形狀、尺寸、重量、材料和作業要求而有多種結構形式，如夾持型、託持型和吸附型等。運動機構，使手部完成各種轉動（擺動）、移動或復合運動來實現規定的動作，改變被抓持物件的位置和姿勢。
運動機構的公升降、伸縮、旋轉等獨立運動方式，稱為機械手的自由度 。為了抓取空間中任意位置和方位的物體，需有6個自由度。自由度是機械手設計的關鍵引數。
自由度越多，機械手的靈活性越大，通用性越廣，其結構也越複雜。一般專用機械手有2～3個自由度。控制系統是通過對機械手每個自由度的電機的控制，來完成特定動作。
同時接收感測器反饋的資訊，形成穩定的閉環控制。控制系統的核心通常是由微控制器或dsp等微控制晶元構成，通過對其程式設計實現所要功能。
在現有的各行各業中，機械手的種類繁多，按驅動方式可分為液壓式、氣動式、電動式、機械式機械手；按適用範圍可分為專用機械手和通用機械手兩種；按運動軌跡控制方式可分為點位控制和連續軌跡控制機械手等。
2 機械手的總體設計
2.1 設計目的
1.熟悉並熟練掌握組態王軟體的功能和特點；
2.掌握組態王軟體的系統構成；
3.通過組態王軟體的使用，進一步掌握了解機械手的工作原理；
4.培養自主查詢資料，收索資訊的能力；
5.培養實踐動手能力與合作精神。
2.2 主要任務
1.了解機械手的控制要求。
2.確定系統的控制方案。
3.利用組態軟體編制監控系統圖形畫面。
4.件事實時資料庫，畫面的圖形物件與資料庫的資料變數之間的關係。
5.編制程式實現對機械手以及物品的控制和監視。
6.對本次課程設計進行總結，撰寫課程設計報告。
2.3 設計的主要內容
通過資料詞典的定義，程式的編制以及的動畫的連線，可以實現機械手的正常執行。如圖2-1所示
原始位→下降→上公升→右移
左移←上公升 ←下降
2-1 機械手執行圖
3 機械手的設計過程
3.1資料變數的建立
資料變數是構成實時資料庫的基本單元，建立實時資料庫的過程也即定義資料變數的過程。定義資料變數的內容主要包括：指定資料變數名稱、型別、初始值和數值範圍，確定與資料變數存檔相關的引數，如存檔的週期、存檔的時間範圍和儲存期限等。
資料變數參考定義如圖3-2
3-2 資料詞典部分定義
3.2 系統程式的編制
通過定義的資料詞典，編制機械手執行的程式，系統的部分程式如圖3-3
3-3 系統的部分程式
4.3 動畫連線
由圖形物件搭製而成的圖形介面是靜止不動的，需要對這些圖形物件進行動畫設計，真實地描述外界物件的狀態變化，達到過程實時監控的目的。組態王實現圖形動畫設計的主要方法是將使用者視窗中的圖形物件與實時資料庫中的資料物件建立相關性連線，並設定相應的動畫屬性。動畫效果右移，上移，下移，左移如圖3-4所示
3-4 動畫效果圖
5、提高要求
1、將機械手手部設計為爪狀，用來抓持工件，抓取到工件後手部進行轉動，改變被抓持物件的位置和姿勢。
2、結合實際，機械手上移、下移、左移、右移均由行程開關控制（行程開關可以由按扭或其他元件代替）
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