目前，大多數生產線上的搬運，裝箱工作仍由人工進行。為了提高勞動生產率，降低勞動強，需研制出一種簡單 、實用的機械手來取代這種緊張 繁重 ．枯燥的體力勞動，特別是在某些粉塵、噪聲、污染嚴重的場合尤為迫切。雖然至夸國內外已為自動他生產線研制 出了各種工業機器人 ，但 趕多數鮚 構復雜 (以求具備多種功能)，造價較高，而 且工人 也不容易掌握，難于推廣 。因而不適干簡單、 繁重的搬運 、裝箱操作的場合 。 根據煤球廠生產過程的 要求 ，采用以8031單片機為核心控制裴箱機械手，代替人 工裝箱。機械手由步逃電機驅動，韭采用最 佳升降頰的控制方法，為了保證機械手的 可 靠性和安壘性 對其控制系坑建立相應的故障自診斷系統以尋找和攆除控制系統在遣行過程中出現現的故障。
二、總體設計方案
機械手的重要指標有快速性 、定位精度 和平穩性等 。在煤餅生產線的裝箱工序中， 機械手完成一次動作循環的時間為4．45s， 裝箱的定位精度需控制在±2mm之 內。剮壓制的煤球結構十分松散，經受不了任何稍大的沖擊。顯然，這種機械手若采用繼電控制是不能滿足要求的 。而運用MCS-51單片機時 ，有價格低廉 、體 積小 、結構簡單 、抗干擾能力強和可靠性高等優點。因此煤餅的裝箱采用了草片機控稍機械手和走箱王作臺相 配臺的方式 ，機械手工作軌跡 固定，而 工作 臺可作績向移動，為提高裝箱速度，在機械 手卸完煤餅返回的同時，使工作臺完成相應 的位移量，因而要求單片機能同時實現雙路位置控制 。其l札械手電氣方框圖及機構示意 圖如圖1、圈2所示 。 根據機械手的特點，步進電機采用 自動最佳升降頻的開環控翩。機械手的手臂在煤餅輸送帶和煤籍之聞移動，煤箱分上、下兩層，每層放三排，每排放五只煤餅，開始時并排放兩只空箱，從第一只煤箱開始裝箝，第二只為后集裝箱機械手開始工作時，若手臂不在傳送帶上方 ，則五相步進電機轉動，使手臂向初始位置移動，在手臂到達初始位置時，手臂壹置反饋元件向控制電路發一信號，五相步進電機停止轉動。此時，空箱到達指定的位置，煤箱位置反饋元件向控制電路進出一個信 號， 餅計數器開始計數，當計數1盞等于塒 ，手爪即抓取一排煤餅，沿裝箱動作軌跡將煤餅放到空箱下層第一排的 位置 ，手爪松開 ，放下煤 餅后，手 臂沿原軌跡返回到傳送帶上方，按問樣動作裝上層 ，然后蝶箱移動一步，重復上述過程 裝滿 一籟，手爪抓、放煤餅六次，手臂往復運動十二改， 煤籍移動兩改。經現場調試結果表明，它是可行的 ，而且是可靠的.
三、 系統的總體結構
根據總設計方案中圖片所示的機械手控制系統方框圈可知，共硬件電路包括：單片機用戶系統、接口電路、驅動電路 、主電源、執行無件和反饋元件 (接近開關 )等。
1．單片機用戶系統
圖3所示的8031單片機用戶系統 ，由 8031單片機 、 擴展芯片 8155、地址鎖存器 373、eprom2733和鍵盤 及七 段顯示器組 成。它的功能是 按步進電機的最佳升降頻控制規律發 出脈沖方波，驅動兩臺步進電機按煤餅裝箱運動軌跡 所需 的時間 和速度 轉動，并且發送電磁鐵控制 信號號 ，使手爪抓 放，煤餅計數信號、手臂到位反饋信號和煤箱到位反饋信號電參與控制 。
查看全部設計論文請下載pdf格式的文檔：http://m.zg4o1577.cn/ziliao/file/采用單片機控制機械手的設計.rar