毕业论文__工业机器手自动控制系统.doc

目录 第1章 绪论 3 1.1机器手系统概述 3 1.3本课题所要做的主要内容、目的及意义 5 1.3.1 本论文主要研究物料分拣机器手以下几个方面的内容： 5 1.3.2 研究工业机器手自动控制系统的目的及意义 5 第2章 单片机机器手系统的总体结构 7 2.1控制系统的总体结构 7 2.2机器手控制系统 8 2.3单片机系统 9 2.3.1 AT89C51的基本结构 9 2.3.2 AT89C51的基本特性及引脚定义 9 2.3.3 AT89C51的引脚功能说明 9 2.4系统主程序程序 12 2.4.1 硬件选择 12 2.4.2 系统主要程序构成 12 2.5驱动电路 13 2.6供电电源 14 第3章 机器手系统的总体设计 16 3.1总体设计方案 16 3.2硬件电路设计 16 3.2.1 步进电机的结构原理和特点 16 3.2.2 机器手的组成 18 3.2.3 机器手的结构原理 19 第4章 系统的程序设计 20 4.1主程序软件设计 20 4.2子程序软件设计 20 4.3系统电路原理图设计 22 4.3.1电源模块 22 4.3.2旋转底盘、机器手爪模块 22 4.3.3指示灯模块 23 4.3.4限位开关模块 23 4.3.5机器手臂步进电机驱动模块 24 4.3.6底盘光电对射耦合器模块 25 4.3.7微控制器核心模块 25 4.3.8系统整体原理图 26 第5章 总结 27 参考文献 28 致谢 29 附录 30 第1章 绪论 1.1机器手系统概述 机械工业是国民的装备部，是为国民经济提供装备和为人民生活提供耐用消费品的产业。不论是传统产业，还是新兴产业，都离不开各种各样的机械装备，机械工业所提供装备的性能、质量和成本，对国民经济各部门技术进步和经济效益有很大的和直接的影响。机械工业的规模和技术水平是衡量国家经济实力和科学技术水平的重要标志。因此，世界各国都把发展机械工业作为发展本国经济的战略重点之一。 工业机器手是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备。工业机器手的是工业机器人的一个重要分支。它的特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现了人的智能和适应性。机器手作业的准确性和各种环境中完成作业的能力，在国民经济各领域有着广阔的发展前景。 机器手是在机械化，自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。在现代生产过程中，机器手被广泛的运用于自动生产线中，机械人的研制和生产已成为高技术邻域内，迅速发展起来的一门新兴的技术，它更加促进了机器手的发展，使得机器手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。机器手虽然目前还不如人手那样灵活，但它具有能不断重复工作和劳动，不知疲劳，不怕危险，抓举重物的力量比人手力大的特点，因此，机器手已受到许多部门的重视，并越来越广泛地得到了应用。 机器手技术涉及到力学、机械学、电气液压技术、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。 机器手是一种能自动化定位控制并可重新编程序以变动的多功能机器，它有多个自由度，可用来搬运物体以完成在各个不同环境中工作。 1.2机器手的发展和现状 机器手首先是从美国开始研制的。1958年美国联合控制公司研制出第一台机器。它的结构是：机体上安装一个回转长臂，顶部装有电磁块的工件抓放机构，控制系统是示教形的。 1962年，美国联合控制公司在上述方案的基础上又试制成一台数控示教再现型机器手。商名为Unimate（即万能自动）。运动系统仿照坦克炮塔，臂可以回转、俯仰、伸缩、用液压驱动；控制系统用磁鼓作为存储装置。不少球坐标通用机器手就是在这个基础上发展起来的。同年该公司和普鲁曼公司合并成立万能自动公司,专门生产工业机器手。 1962年美国机械制造公司也实验成功一种叫Vewrsatran机器手。该机器手的中央立柱可以回转、升降采用液压驱动控制系统也是示教再现型。虽然这两种机器手出现在六十年代初，但都是国外工业机器手发展的基础。 1978年美国Unimate公司和斯坦福大学，麻省理工学院联合研制一种Unimate-Vicarm型工业机器手，装有小型电子计算机进行控制，用于装配作业，定位误差小于±1毫米。 联邦德国机械制造业是从1970年开始应用机器手，主要用于起重运输、焊接和设备的上下料等作业。 日本是工业机器手发展最快、应用最多的国家。自1969年从美国引进两种机器手后大力从事机器手的研究。 目前，随着单片机等控制器的发展，工业机器手在自动控制和定位精度上有了很大提高。机器手是近几十年发展起来的一种高科技自动化的生产设备。机器手是机器人的一个重要分支。它的特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务，在构造和性能上