注塑機(jī)取模機(jī)械手控制系統(tǒng)樣本

1、摘要機(jī)械手是模仿著人手的部分動(dòng)作，按給定程序、 軌跡和要求實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抓取、 搬運(yùn)或操作的自動(dòng)機(jī)械裝置。在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的機(jī)械手被稱為"工業(yè)機(jī)械手”。單旋臂式注塑機(jī)取模機(jī)械手是一種抓取注塑工件的機(jī)械手 ，該機(jī)械手占用空間小， 穩(wěn)定性好、 效率高，是注塑行業(yè)抓取注塑工件不可缺少的自動(dòng)化設(shè)備，該機(jī)械手 以氣動(dòng)方驅(qū)動(dòng)，簡(jiǎn)單可靠，操作、維修方便。有較好的市場(chǎng)應(yīng)用前景。本文主要介紹基于單片機(jī)的單旋臂式取模機(jī)械手的控制板的設(shè)計(jì)，采用直接 控制結(jié)構(gòu)，完成了硬件電路設(shè)計(jì)，包括時(shí)鐘復(fù)位電路、 輸入輸出通道、液晶接口、 鍵盤(pán)接口、 串口下載等，包括菜單、 機(jī)械手動(dòng)作位置監(jiān)督、故障報(bào)警等相關(guān)功能。整個(gè)控制系統(tǒng)

2、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、各模塊功能明確。機(jī)械手采用的不同硬件結(jié)構(gòu)，針對(duì)當(dāng)前開(kāi)發(fā)的單懸臂式注塑機(jī)取模機(jī)械手控 制板提出了相應(yīng)解決方案。該控制板采用模塊化的電路設(shè)計(jì)各部分功能明確。 同時(shí), 考慮到注塑機(jī)取模機(jī)械手惡劣的工作環(huán)境，在硬件上加入了抗干擾設(shè)計(jì)，有效提 高系統(tǒng)的抗干擾能力。在軟件方面，不但滿足了機(jī)械手的動(dòng)作要求，也加入了抗干 擾設(shè)計(jì)，彌補(bǔ)硬件抗干擾的不足。整個(gè)控制系統(tǒng)調(diào)試完成，基本完成機(jī)械手的各功 能要求。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；注塑機(jī)取模機(jī)械手；模塊化；抗干擾AbstractThe take-out robot for Plastie injection15 arobot for grabat work Pi

3、 eceof Plasticinjection .The robot take uPthesmallsPaee, goodStability, highefficieney, it 15 indispensable automation equipments inplastie inj ection fleld.The robot drive with theair pressure, simple andere dibili ty would beser vieeeon venienee.Directeontrolstrueture15usedintheeontrolsystem, asat

4、ake- outrobotforPlastieinjection, hardwaredesignincludetheinPut, outPut, LCDdisPlay, keybo ard, ISP, soflwaredesignineludealarm, malfunetionreasondisPlay, teaeh, ete.Thestrueture15eoneision.Thefunctionofeachmold15exPlieit.AfterinirodueethePresenteonditionandexistentProblemoftake 一 outrobotfor Plasti

5、einjeetion, thearticleillustrateddifferenthardwarestructureandPro PosedthewaytosolVeProblem.ThehardwarePartoftheeontrolsystemchoosesdireeteontrolstrueture, meanwhile;thePlanforconsideranti - inierferencedesignareusedforcanceling thebadenvironmentoftherobotworking.Also, Providefriendlyinierfaeeforsho

6、rtenthetimeofstudyabouttherobotand softwareanii interfereneedesignformakeuPthewea 比 essofthePartofhardwar edesign.ComPletethesystemadjustsandRealizationfunetionoftherobot.KeyWords:MCU:take-out robot for Plastieinjeetion;anti-inierfereneee目錄第一章緒論1.1 注塑機(jī)取模機(jī)械手的發(fā)展歷程與現(xiàn)狀1.2 課題的來(lái)源及任務(wù)1.2.1 課題的來(lái)源1.2.2 課題完成的任

7、務(wù)1.3 課題的意義第二章注塑機(jī)取模機(jī)械手控制板的總體設(shè)計(jì)2.1 控制板的總體方案2.1.1 機(jī)械手控制板典型方案2.1.2 常見(jiàn)核心處理器2.2 控制板功能及基本解決方案2.2.1 控制板功能要求2.2.2 控制板基本解決方案2.3 系統(tǒng)的組成框圖第三章注塑機(jī)取模機(jī)械手控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)3.1 引言3.2 硬件模塊設(shè)計(jì)3.3 CPU ISP、急停、輸入、輸出通道模塊及其電路設(shè)計(jì)3.3.1 CPU選用及其性能介紹3.3.2 ISP及其電路設(shè)計(jì)3.3.3 急停電路設(shè)計(jì)3.3.4 輸入通道及其電路設(shè)計(jì)3.3.5 輸出通道及其電路設(shè)計(jì)3.4 鍵盤(pán)端口和狀態(tài)燈及其電路設(shè)計(jì)3.4.1 鍵盤(pán)、狀態(tài)燈及其電

8、路設(shè)計(jì)3.4.2 鍵盤(pán)接口及其電路設(shè)計(jì)3.5 液晶顯示端口及其電路設(shè)計(jì)第四章注塑機(jī)取模機(jī)械手控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)4.1 引言4.2 軟件總體設(shè)計(jì)4.2.1 功能性設(shè)計(jì)4.2.2 可靠性設(shè)計(jì)4.2.3 運(yùn)行管理設(shè)計(jì)4.3 機(jī)械手控制系統(tǒng)的軟件模塊設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)平臺(tái)、編程語(yǔ)言4.3.1 軟件模塊設(shè)計(jì)4.3.2 開(kāi)發(fā)平臺(tái)和開(kāi)發(fā)語(yǔ)言4.4 機(jī)械手急停程序設(shè)計(jì)4.5 機(jī)械手動(dòng)作程序設(shè)計(jì)4.6 鍵盤(pán)掃描和鍵盤(pán)讀取模塊4.7 液晶顯示模塊硬件抗干擾設(shè)計(jì)第五章注塑機(jī)取模機(jī)械手控制系統(tǒng)的軟、5.1 引言5.2 挑選合適的元器件5.2.1 元器件的失效機(jī)理5.2.2 元器件的選擇5.2.3 降額設(shè)計(jì)5.3 抗干擾措施5

9、.3.1 光電隔離5.3.2 去禍電容、旁路電容、磁珠5.3.3 地線安排5.3.4 看門(mén)狗技術(shù)第六章總結(jié)致謝參考文獻(xiàn) 附錄第一章緒論本章簡(jiǎn)要介紹了國(guó)內(nèi)外注塑用機(jī)械手的發(fā)展歷程和未來(lái)的發(fā)展方向在深入分析當(dāng)前國(guó)內(nèi)對(duì)于注塑機(jī)用機(jī)械手技術(shù)現(xiàn)狀和市場(chǎng)需求之間的關(guān)系和矛盾的基礎(chǔ)上 介紹了本課題的來(lái)源并描述了本課題的意義和及所要完成的具體工作。1.1工業(yè)機(jī)械手的發(fā)展歷程與現(xiàn)狀機(jī)械手是能夠模仿人手和手臂的功能，按固定程序抓取、搬運(yùn)物件或操作 工具的自動(dòng)操作裝置。它能夠部分或全部代替人力 ，從事一些單調(diào)、 繁重的重復(fù) 性勞動(dòng)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化，能在有害環(huán)境中操作得以保護(hù)人身安全當(dāng) 前正廣泛用于機(jī)械制造

10、、冶金、電子、輕工和原子能等部門(mén)。工業(yè)機(jī)械手最早應(yīng)用在汽車(chē)制造工業(yè)，常見(jiàn)于焊接、噴漆、上下料和搬運(yùn)。 工業(yè)機(jī)械手延伸和擴(kuò)大了人的手足和大腦功能，它可替代人從事危險(xiǎn)、有害、有 毒、低溫和高熱等惡劣環(huán)境中的工作；代替人完成繁重、單調(diào)重復(fù)勞動(dòng)，提高勞 動(dòng)生產(chǎn)率，保證產(chǎn)品質(zhì)量。當(dāng)前主要應(yīng)用于制造業(yè)中，特別是電器制造、汽車(chē)制 造、塑料加工、通用機(jī)械制造及金屬加工等工業(yè)。工業(yè)機(jī)械手與數(shù)控加工中心，自 動(dòng)搬運(yùn)小車(chē)與自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)可組成柔性制造系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)生 產(chǎn)自動(dòng)化。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，功能和性能的不斷改進(jìn)和提高，機(jī)械手的應(yīng)用領(lǐng)域日 益擴(kuò)大。早在上個(gè)世紀(jì)40年代，美國(guó)在原子能實(shí)驗(yàn)中，率先采用機(jī)械

11、手搬運(yùn)放射性材 料，工作人員在安全室操縱機(jī)械手完成各種動(dòng)作和實(shí)驗(yàn)，具控制系統(tǒng)采用遙控操 作方式。遙控操作方式是一種最簡(jiǎn)單的機(jī)械手控制形式 ，機(jī)械手（執(zhí)行機(jī)構(gòu)）經(jīng)過(guò)機(jī) 械或電動(dòng)等仿形機(jī)構(gòu)，跟蹤操作人員的手臂（操作機(jī)）動(dòng)作。具突出特點(diǎn)是機(jī)械手工 作過(guò)程中需要人的參與，能夠充分發(fā)揮人的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)等器官的傳感與檢測(cè)能力， 以及人腦的思維、判斷與決策能力。但因?yàn)槠鋵?duì)人的依賴，自動(dòng)化程度不高。50 年代后，機(jī)械手逐步推廣到工業(yè)生產(chǎn)部門(mén)，用于在高溫、污染嚴(yán)重的地方 取放工件和裝卸材料，也作為機(jī)床的輔助裝置，在自動(dòng)機(jī)床、自動(dòng)生產(chǎn)線和加工 中心中應(yīng)用，完成上下料或從刀庫(kù)中取放刀具并按固定程序更換刀具等操作。在這

12、 些機(jī)械手系統(tǒng)中，普遍采用了繼電邏輯控制或計(jì)算機(jī)邏輯控制，機(jī)械手按照事先 編制好的控制邏輯,自動(dòng)完成順序動(dòng)作。進(jìn)入20世紀(jì)90年代，由于具有一般功能的傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用趨向飽和 ， 而許多復(fù)雜操作或特種應(yīng)用卻需要具有一定智能的機(jī)器人參與，使智能機(jī)器人獲 得較為迅速的發(fā)展。智能機(jī)器人的機(jī)械部分與機(jī)械手并無(wú)本質(zhì)區(qū)別，但控制系統(tǒng)發(fā) 生了根本性的變化。智能機(jī)器人不但能夠根據(jù)事先編制的程序?qū)崿F(xiàn)預(yù)定的動(dòng)作，同時(shí)能夠探測(cè)工作過(guò)程中周?chē)ぷ鳁l件的變化，自動(dòng)修正運(yùn)動(dòng)參數(shù)或運(yùn)動(dòng)規(guī)律。近幾年，中國(guó)注塑機(jī)發(fā)展迅猛，每年都以超過(guò)30%勺速度增長(zhǎng)。隨著產(chǎn)業(yè)的發(fā) 展，用戶對(duì)注塑機(jī)自動(dòng)化程度的要求也越來(lái)越高。一個(gè)大型的注塑企業(yè)一般會(huì)有幾 十甚至幾百臺(tái)注塑機(jī)需要管理，無(wú)論是從生產(chǎn)安全、生產(chǎn)