文档介绍：江苏城市职业学院毕业设计(论文) ( 2014 届) 设计(论文)题目工业机械手结构设计及其控制系统办学点( 系) 江苏城市职业学院张家港办学点专业机械设计与制造班级 11 机械(普) 学号 1********** 学生姓名朱涛起讫日期 2013 年 11月1日至 2014 年3月8日地点江苏城市职业学院张家港办学点指导教师王益飞职称讲师-2- 目录一工业机械手的发展趋势………………………………………………….3 二机械手的概述……………………………………………………………..3 三机械手总体方案的设计………………………………………………….4 机械手的执行机构………………………………………………………………….4 机械手的驱动要求………………………………………………………………….5 机械手的控制方案………………………………………………………………….6 四机械手的受力分析及尺寸确定…………………………………………..6 五驱动机构的设计与计算…………………………………………………..9 六控制系统的设计与编程…………………………………………………. 12 单片机控制电路的设计…………………………………………………………… 12 控制面板的设计…………………………………………………………………… 19 控制程序的设计…………………………………………………………………… 20 七机械手控制系统的调试…………………………………………………..22 八设计总结…………………………………………………………………..22 参考文献………………………………………………………………………..23 -3- 工业机械手结构设计及其控制系统朱涛摘要: 机械手技术涉及到电子、机械学、自动控制技术、传感器技术和计算机技术等科学领域, 是一门跨学科综合技术。随着工业自动化发展的需要, 机械手在工业应用中越来越重要。文章主要叙述了机械手的设计过程, 文章中介绍了机械手的设计理论与方法。本设计以 AT89C51 单片机为核心, 控制步进电机的启停、速度和方向, 完成了筛选机械手基本要求和发挥部分的要求。在机械手设计中, 采用了 PWM 技术对电机进行控制,通过对占空比的计算达到精确调速的目的。关键词:四相步进电机, AT89C51 单片机,电机控制一、机械手的发展趋势工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动生产设备。工业机械手也是工业机器人的一个重要分支。他的特点是可以通过编程来完成各种预期的作业,在构造和性能上兼有人和机器各自的优点,尤其体现在人的智能和适应性。机械手作业的准确性和环境中完成作业的能力,在国民经济领域有着广泛的发展空间。机械手的发展是由于它的积极作用正日益为人们所认识:其一、它能部分的代替人工操作; 其二、它能按照生产工艺的要求,遵循一定的程序、时间和位置来完成工件的传送和装卸;其三、它能操作必要的机具进行焊接和装配,从而大大的改善了工人的劳动条件,显著的提高了劳动生产率,加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。因而,受到很多国家的重视,投入大量的人力物力来研究和应用。尤其是在高温、高压、粉尘、噪音以及带有放射性和污染的场合, 应用的更为广泛。在我国近几年也有较快的发展,并且取得一定的效果,受到***的重用。二、机械手的概述工业机器人由操作机( 机械本体) 、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成,是一种仿人操作,自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。特别适合于多品种、变批量的柔性生产。它对稳定、提高产品质量,提高生产效率,改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。机器人应用情况,是一个国家工业自动化水平的重要标志。生产中应用机械手可以提高生产的自动化水平,可以减轻劳动强度、保证产品质量、实现安全生产;尤其在高温、高压、低温、低压、粉尘、易爆、有毒气体和放射性等恶劣的环境中,它代替人进行正常的工作,意义更为重大。因此,在机械加工、冲压、铸、锻、焊接、热处理、电镀、喷漆、装配以及轻工业、交通运输业等方面得到越来越广泛的引用。机械手的结构形式开始比较简单,专用性较强,仅为某台机床的上下料装置,是附属于该机床的专用机械手。随着工业技术的发展,制成了能够独立的按程序控制实现重复操-4- 作,适用范围比较广的“程序控制通用机械手”,简称通用机械手。由于通用机械手能很快的改变工作程序,适应性较强,所以它在不断变换生产品种的中小批量生产中获得广泛的引用。步进电机的技术的日益成熟和广泛应用,使其定位精度高,便于控制的优势得以发挥, 将步进电机与气动组合应用,使机械手的性能大大提高。同时,随着单片机性能价格比的不断提高,单片机的应用领域非常广泛,目前,单片