目前，大多數(shù)生產(chǎn)線上的搬運(yùn)，裝箱工作仍由人工進(jìn)行。為了提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)，需研制出一種簡(jiǎn)單 、實(shí)用的機(jī)械手來(lái)取代這種緊張 繁重 ．枯燥的體力勞動(dòng)，特別是在某些粉塵、噪聲、污染嚴(yán)重的場(chǎng)合尤為迫切。雖然至夸國(guó)內(nèi)外已為自動(dòng)他生產(chǎn)線研制 出了各種工業(yè)機(jī)器人 ，但 趕多數(shù)鮚 構(gòu)復(fù)雜 (以求具備多種功能)，造價(jià)較高，而 且工人 也不容易掌握，難于推廣 。因而不適干簡(jiǎn)單、 繁重的搬運(yùn) 、裝箱操作的場(chǎng)合 。 根據(jù)煤球廠生產(chǎn)過(guò)程的 要求 ，采用以8031單片機(jī)為核心控制裴箱機(jī)械手，代替人 工裝箱。機(jī)械手由步逃電機(jī)驅(qū)動(dòng)，韭采用最 佳升降頰的控制方法，為了保證機(jī)械手的 可 靠性和安壘性 對(duì)其控制系坑建立相應(yīng)的故障自診斷系統(tǒng)以尋找和攆除控制系統(tǒng)在遣行過(guò)程中出現(xiàn)現(xiàn)的故障。
二、總體設(shè)計(jì)方案
機(jī)械手的重要指標(biāo)有快速性 、定位精度 和平穩(wěn)性等 。在煤餅生產(chǎn)線的裝箱工序中， 機(jī)械手完成一次動(dòng)作循環(huán)的時(shí)間為4．45s， 裝箱的定位精度需控制在±2mm之 內(nèi)。剮壓制的煤球結(jié)構(gòu)十分松散，經(jīng)受不了任何稍大的沖擊。顯然，這種機(jī)械手若采用繼電控制是不能滿足要求的 。而運(yùn)用MCS-51單片機(jī)時(shí) ，有價(jià)格低廉 、體 積小 、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 、抗干擾能力強(qiáng)和可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。因此煤餅的裝箱采用了草片機(jī)控稍機(jī)械手和走箱王作臺(tái)相 配臺(tái)的方式 ，機(jī)械手工作軌跡 固定，而 工作 臺(tái)可作績(jī)向移動(dòng)，為提高裝箱速度，在機(jī)械 手卸完煤餅返回的同時(shí)，使工作臺(tái)完成相應(yīng) 的位移量，因而要求單片機(jī)能同時(shí)實(shí)現(xiàn)雙路位置控制 。其l札械手電氣方框圖及機(jī)構(gòu)示意 圖如圖1、圈2所示 。 根據(jù)機(jī)械手的特點(diǎn)，步進(jìn)電機(jī)采用 自動(dòng)最佳升降頻的開(kāi)環(huán)控翩。機(jī)械手的手臂在煤餅輸送帶和煤籍之聞移動(dòng)，煤箱分上、下兩層，每層放三排，每排放五只煤餅，開(kāi)始時(shí)并排放兩只空箱，從第一只煤箱開(kāi)始裝箝，第二只為后集裝箱機(jī)械手開(kāi)始工作時(shí)，若手臂不在傳送帶上方 ，則五相步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，使手臂向初始位置移動(dòng)，在手臂到達(dá)初始位置時(shí)，手臂壹置反饋元件向控制電路發(fā)一信號(hào)，五相步進(jìn)電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。此時(shí)，空箱到達(dá)指定的位置，煤箱位置反饋元件向控制電路進(jìn)出一個(gè)信 號(hào)， 餅計(jì)數(shù)器開(kāi)始計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)1盞等于塒 ，手爪即抓取一排煤餅，沿裝箱動(dòng)作軌跡將煤餅放到空箱下層第一排的 位置 ，手爪松開(kāi) ，放下煤 餅后，手 臂沿原軌跡返回到傳送帶上方，按問(wèn)樣動(dòng)作裝上層 ，然后蝶箱移動(dòng)一步，重復(fù)上述過(guò)程 裝滿 一籟，手爪抓、放煤餅六次，手臂往復(fù)運(yùn)動(dòng)十二改， 煤籍移動(dòng)兩改。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試結(jié)果表明，它是可行的 ，而且是可靠的.
三、 系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)
根據(jù)總設(shè)計(jì)方案中圖片所示的機(jī)械手控制系統(tǒng)方框圈可知，共硬件電路包括：?jiǎn)纹瑱C(jī)用戶系統(tǒng)、接口電路、驅(qū)動(dòng)電路 、主電源、執(zhí)行無(wú)件和反饋元件 (接近開(kāi)關(guān) )等。
1．單片機(jī)用戶系統(tǒng)
圖3所示的8031單片機(jī)用戶系統(tǒng) ，由 8031單片機(jī) 、 擴(kuò)展芯片 8155、地址鎖存器 373、eprom2733和鍵盤 及七 段顯示器組 成。它的功能是 按步進(jìn)電機(jī)的最佳升降頻控制規(guī)律發(fā) 出脈沖方波，驅(qū)動(dòng)兩臺(tái)步進(jìn)電機(jī)按煤餅裝箱運(yùn)動(dòng)軌跡 所需 的時(shí)間 和速度 轉(zhuǎn)動(dòng)，并且發(fā)送電磁鐵控制 信號(hào)號(hào) ，使手爪抓 放，煤餅計(jì)數(shù)信號(hào)、手臂到位反饋信號(hào)和煤箱到位反饋信號(hào)電參與控制 。
查看全部設(shè)計(jì)論文請(qǐng)下載pdf格式的文檔：http://www.zg4o1577.cn/ziliao/file/采用單片機(jī)控制機(jī)械手的設(shè)計(jì).rar