注塑機取模機械手控制系統(tǒng)樣本

1、摘要機械手是模仿著人手的部分動作，按給定程序、 軌跡和要求實現(xiàn)自動抓取、 搬運或操作的自動機械裝置。在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的機械手被稱為"工業(yè)機械手”。單旋臂式注塑機取模機械手是一種抓取注塑工件的機械手 ，該機械手占用空間小， 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化設(shè)備，該機械手 以氣動方驅(qū)動，簡單可靠，操作、維修方便。有較好的市場應(yīng)用前景。本文主要介紹基于單片機的單旋臂式取模機械手的控制板的設(shè)計，采用直接 控制結(jié)構(gòu)，完成了硬件電路設(shè)計，包括時鐘復位電路、 輸入輸出通道、液晶接口、 鍵盤接口、 串口下載等，包括菜單、 機械手動作位置監(jiān)督、故障報警等相關(guān)功能。整個控制系統(tǒng)

2、結(jié)構(gòu)簡潔、各模塊功能明確。機械手采用的不同硬件結(jié)構(gòu)，針對當前開發(fā)的單懸臂式注塑機取模機械手控 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)計各部分功能明確。 同時, 考慮到注塑機取模機械手惡劣的工作環(huán)境，在硬件上加入了抗干擾設(shè)計，有效提 高系統(tǒng)的抗干擾能力。在軟件方面，不但滿足了機械手的動作要求，也加入了抗干 擾設(shè)計，彌補硬件抗干擾的不足。整個控制系統(tǒng)調(diào)試完成，基本完成機械手的各功 能要求。關(guān)鍵詞：單片機；注塑機取模機械手；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 注塑機取模機械手的發(fā)展歷程與現(xiàn)狀1.2 課題的來源及任務(wù)1.2.1 課題的來源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取模機械手控制板的總體設(shè)計2.1 控制板的總體方案2.1.1 機械手控制板典型方案2.1.2 常見核心處理器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取模機械手控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計3.1 引言3.2 硬件模塊設(shè)計3.3 CPU ISP、急停、輸入、輸出通道模塊及其電路設(shè)計3.3.1 CPU選用及其性能介紹3.3.2 ISP及其電路設(shè)計3.3.3 急停電路設(shè)計3.3.4 輸入通道及其電路設(shè)計3.3.5 輸出通道及其電路設(shè)計3.4 鍵盤端口和狀態(tài)燈及其電路設(shè)計3.4.1 鍵盤、狀態(tài)燈及其電

8、路設(shè)計3.4.2 鍵盤接口及其電路設(shè)計3.5 液晶顯示端口及其電路設(shè)計第四章注塑機取模機械手控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計4.1 引言4.2 軟件總體設(shè)計4.2.1 功能性設(shè)計4.2.2 可靠性設(shè)計4.2.3 運行管理設(shè)計4.3 機械手控制系統(tǒng)的軟件模塊設(shè)計和開發(fā)平臺、編程語言4.3.1 軟件模塊設(shè)計4.3.2 開發(fā)平臺和開發(fā)語言4.4 機械手急停程序設(shè)計4.5 機械手動作程序設(shè)計4.6 鍵盤掃描和鍵盤讀取模塊4.7 液晶顯示模塊硬件抗干擾設(shè)計第五章注塑機取模機械手控制系統(tǒng)的軟、5.1 引言5.2 挑選合適的元器件5.2.1 元器件的失效機理5.2.2 元器件的選擇5.2.3 降額設(shè)計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 看門狗技術(shù)第六章總結(jié)致謝參考文獻 附錄第一章緒論本章簡要介紹了國內(nèi)外注塑用機械手的發(fā)展歷程和未來的發(fā)展方向在深入分析當前國內(nèi)對于注塑機用機械手技術(shù)現(xiàn)狀和市場需求之間的關(guān)系和矛盾的基礎(chǔ)上 介紹了本課題的來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)機械手的發(fā)展歷程與現(xiàn)狀機械手是能夠模仿人手和手臂的功能，按固定程序抓取、搬運物件或操作 工具的自動操作裝置。它能夠部分或全部代替人力 ，從事一些單調(diào)、 繁重的重復 性勞動，實現(xiàn)生產(chǎn)的機械化和自動化，能在有害環(huán)境中操作得以保護人身安全當 前正廣泛用于機械制造

10、、冶金、電子、輕工和原子能等部門。工業(yè)機械手最早應(yīng)用在汽車制造工業(yè)，常見于焊接、噴漆、上下料和搬運。 工業(yè)機械手延伸和擴大了人的手足和大腦功能，它可替代人從事危險、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)重復勞動，提高勞 動生產(chǎn)率，保證產(chǎn)品質(zhì)量。當前主要應(yīng)用于制造業(yè)中，特別是電器制造、汽車制 造、塑料加工、通用機械制造及金屬加工等工業(yè)。工業(yè)機械手與數(shù)控加工中心，自 動搬運小車與自動檢測系統(tǒng)可組成柔性制造系統(tǒng)和計算機集成制造系統(tǒng)，實現(xiàn)生 產(chǎn)自動化。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，功能和性能的不斷改進和提高，機械手的應(yīng)用領(lǐng)域日 益擴大。早在上個世紀40年代，美國在原子能實驗中，率先采用機械

11、手搬運放射性材 料，工作人員在安全室操縱機械手完成各種動作和實驗，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單的機械手控制形式 ，機械手（執(zhí)行機構(gòu)）經(jīng)過機 械或電動等仿形機構(gòu)，跟蹤操作人員的手臂（操作機）動作。具突出特點是機械手工 作過程中需要人的參與，能夠充分發(fā)揮人的視覺、聽覺等器官的傳感與檢測能力， 以及人腦的思維、判斷與決策能力。但因為其對人的依賴，自動化程度不高。50 年代后，機械手逐步推廣到工業(yè)生產(chǎn)部門，用于在高溫、污染嚴重的地方 取放工件和裝卸材料，也作為機床的輔助裝置，在自動機床、自動生產(chǎn)線和加工 中心中應(yīng)用，完成上下料或從刀庫中取放刀具并按固定程序更換刀具等操作。在這

12、 些機械手系統(tǒng)中，普遍采用了繼電邏輯控制或計算機邏輯控制，機械手按照事先 編制好的控制邏輯,自動完成順序動作。進入20世紀90年代，由于具有一般功能的傳統(tǒng)工業(yè)機器人的應(yīng)用趨向飽和 ， 而許多復雜操作或特種應(yīng)用卻需要具有一定智能的機器人參與，使智能機器人獲 得較為迅速的發(fā)展。智能機器人的機械部分與機械手并無本質(zhì)區(qū)別，但控制系統(tǒng)發(fā) 生了根本性的變化。智能機器人不但能夠根據(jù)事先編制的程序?qū)崿F(xiàn)預定的動作，同時能夠探測工作過程中周圍工作條件的變化，自動修正運動參數(shù)或運動規(guī)律。近幾年，中國注塑機發(fā)展迅猛，每年都以超過30%勺速度增長。隨著產(chǎn)業(yè)的發(fā) 展，用戶對注塑機自動化程度的要求也越來越高。一個大型的注塑企業(yè)一般會有幾 十甚至幾百臺注塑機需要管理，無論是從生產(chǎn)安全、生產(chǎn)