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目前,大多數(shù)生產(chǎn)線上的搬運(yùn),裝箱工作仍由人工進(jìn)行。為了提高勞動生產(chǎn)率,降低勞動強(qiáng),需研制出一種簡單 、實(shí)用的機(jī)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(yán)重的場合尤為迫切。雖然至夸國內(nèi)外已為自動他生產(chǎn)線研制 出了各種工業(yè)機(jī)器人 ,但 趕多數(shù)鮚 構(gòu)復(fù)雜 (以求具備多種功能),造價(jià)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(yùn) 、裝箱操作的場合 。 根據(jù)煤球廠生產(chǎn)過程的 要求 ,采用以8031單片機(jī)為核心控制裴箱機(jī)械手,代替人 工裝箱。機(jī)械手由步逃電機(jī)驅(qū)動,韭采用最 佳升降頰的控制方法,為了保證機(jī)械手的 可 靠性和安壘性 對其控制系坑建立相應(yīng)的故障自診斷系統(tǒng)以尋找和攆除控制系統(tǒng)在遣行過程中出現(xiàn)現(xiàn)的故障。
二、總體設(shè)計(jì)方案 機(jī)械手的重要指標(biāo)有快速性 、定位精度 和平穩(wěn)性等 。在煤餅生產(chǎn)線的裝箱工序中, 機(jī)械手完成一次動作循環(huán)的時間為4.45s, 裝箱的定位精度需控制在±2mm之 內(nèi)。剮壓制的煤球結(jié)構(gòu)十分松散,經(jīng)受不了任何稍大的沖擊。顯然,這種機(jī)械手若采用繼電控制是不能滿足要求的 。而運(yùn)用MCS-51單片機(jī)時 ,有價(jià)格低廉 、體 積小 、結(jié)構(gòu)簡單 、抗干擾能力強(qiáng)和可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。因此煤餅的裝箱采用了草片機(jī)控稍機(jī)械手和走箱王作臺相 配臺的方式 ,機(jī)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(jī)械 手卸完煤餅返回的同時,使工作臺完成相應(yīng) 的位移量,因而要求單片機(jī)能同時實(shí)現(xiàn)雙路位置控制 。其l札械手電氣方框圖及機(jī)構(gòu)示意 圖如圖1、圈2所示 。 根據(jù)機(jī)械手的特點(diǎn),步進(jìn)電機(jī)采用 自動最佳升降頻的開環(huán)控翩。機(jī)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(jī)械手開始工作時,若手臂不在傳送帶上方 ,則五相步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動,使手臂向初始位置移動,在手臂到達(dá)初始位置時,手臂壹置反饋元件向控制電路發(fā)一信號,五相步進(jìn)電機(jī)停止轉(zhuǎn)動。此時,空箱到達(dá)指定的位置,煤箱位置反饋元件向控制電路進(jìn)出一個信 號, 餅計(jì)數(shù)器開始計(jì)數(shù),當(dāng)計(jì)數(shù)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(fù)上述過程 裝滿 一籟,手爪抓、放煤餅六次,手臂往復(fù)運(yùn)動十二改, 煤籍移動兩改。經(jīng)現(xiàn)場調(diào)試結(jié)果表明,它是可行的 ,而且是可靠的.
三、 系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu) 根據(jù)總設(shè)計(jì)方案中圖片所示的機(jī)械手控制系統(tǒng)方框圈可知,共硬件電路包括:單片機(jī)用戶系統(tǒng)、接口電路、驅(qū)動電路 、主電源、執(zhí)行無件和反饋元件 (接近開關(guān) )等。
1.單片機(jī)用戶系統(tǒng) 圖3所示的8031單片機(jī)用戶系統(tǒng) ,由 8031單片機(jī) 、 擴(kuò)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(jìn)電機(jī)的最佳升降頻控制規(guī)律發(fā) 出脈沖方波,驅(qū)動兩臺步進(jìn)電機(jī)按煤餅裝箱運(yùn)動軌跡 所需 的時間 和速度 轉(zhuǎn)動,并且發(fā)送電磁鐵控
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