【正文】 、模數(shù)轉(zhuǎn)換單元和控制單元、驅(qū)動單元和執(zhí)行單元組成。此時，被外部拉低的P3口將用上拉電阻輸出電流。在訪問8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（如執(zhí)行MOVX R1指令）時，P2口輸出P2鎖存器的內(nèi)容。Flash編程和程序校驗期間，P1接收低8位地址。 P1口：P1是一個帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流）4個TTL邏輯門電路。（4）4個8位I/O端口P0、PPP3P0口：P0口是一組8為漏極開路型雙向I/0口，也即地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。欲使CPU僅訪問外部程序存儲器（地址為0000H—FFFFH），EA端必須保持低電平（接地）。此外，該引腳會被微弱拉高，單片機執(zhí)行外部程序時，應(yīng)設(shè)置ALE禁止位無效。要注意的是：每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個ALE脈沖。第二功能VPP為內(nèi)部RAM的備用電源輸入端。XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。工作流程如下圖22所示：22機器手工作流程圖 AT89C51的基本結(jié)構(gòu)單片機的基本結(jié)構(gòu)組成中包含中央處理器CPU、程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器、輸入/輸出接口部件、還有地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線等。（2） 檢測上料位有無工件，若有工件，將信號送入單片機。（4）機身：是支撐手臂的部件，其作用是帶動臂部自轉(zhuǎn)、升降或俯仰運動。執(zhí)行機構(gòu)：執(zhí)行機構(gòu)是機器手完成抓去工件，實現(xiàn)各種運動所必需的機械部件，它包括手部、手臂、腕部、機身等。本設(shè)計是由單片機控制的機器手模型。手部是實現(xiàn)抓持工件（或工具）功能，按工件不同的結(jié)構(gòu)形式有夾持型、托持型和吸附型機器手。目前，大多數(shù)生產(chǎn)線上的搬運，裝箱工作仍由人工進(jìn)行?？删幊绦蚩刂破鲉纹瑱C控制的上下料機器手控制系統(tǒng)動作簡便、線路設(shè)計合理、具有較強的抗干擾能力, 保證了系統(tǒng)運行的可靠性,降低了維修率, 提高了工作效率。隨著工業(yè)自動化的發(fā)展, 出現(xiàn)了數(shù)控加工中心,它在減輕工人的勞動強度的同時, 大大提高了勞動生產(chǎn)率。本課題擬開發(fā)的工業(yè)機器手模型可在空間抓放物體，動作靈活多樣，可代替人工在高溫和危險的作業(yè)區(qū)進(jìn)行作業(yè)，并可根據(jù)工件的變化及運動流程的要求隨時更改相關(guān)參數(shù)。工業(yè)機器手就這樣誕生了,機器手是工業(yè)機器人系統(tǒng)中任務(wù)執(zhí)行機構(gòu)，是機器人的關(guān)鍵部件之一。機器手上升，上升到頂，碰到上限位開關(guān)時，上升停止。機器手上升，上升到頂時，碰到上限位開關(guān)，上升停止。機器手每個工作臂都有上下限位和左右限位開關(guān)，而其夾持裝置不帶限位開關(guān)。（2）物料分揀機器手控制系統(tǒng)的設(shè)計控制系統(tǒng)是機器手的指揮系統(tǒng)，它控制驅(qū)動系統(tǒng)，讓執(zhí)行系統(tǒng)按規(guī)定的要求和時序進(jìn)行工作。隨我國工業(yè)生產(chǎn)的飛躍發(fā)展，自動化程度的迅速提高，實現(xiàn)工件的裝卸，轉(zhuǎn)向，輸送或分揀流程越來越節(jié)約勞動力，可見機器手的大力發(fā)展有著很重要的意義。機器手技術(shù)涉及到力學(xué)，單片機，自動控制技術(shù)，傳感器技術(shù)計算機技術(shù)等科學(xué)領(lǐng)域，是一門跨學(xué)科綜合技術(shù)。容易車體震動干擾，而存在可靠性差，故障多，維修困難等問題。它的特點是可通過編程來完成各種預(yù)期的作業(yè)任務(wù)，在構(gòu)造和性能上兼有人和機器的優(yōu)點。自1969年從美國引進(jìn)兩種機器手后大力從事機器手的研究。1978年美國Unimate公司和斯坦福大學(xué)，麻省理工學(xué)院聯(lián)合研制一種UnimateVicarm型工業(yè)機器手，裝有小型電子計算機進(jìn)行控制，用于裝配作業(yè)，定位誤差小于177。同年該公司和普魯曼公司合并成立萬能自動公司,專門生產(chǎn)工業(yè)機器手。1962年，美國聯(lián)合控制公司在上述方案的基礎(chǔ)上又試制成一臺數(shù)控示教再現(xiàn)型機器手。機器手是一種能自動化定位控制并可重新編程序以變動的多功能機器，它有多個自由度，可用來搬運物體以完成在各個不同環(huán)境中工作。機器手是在機械化，自動化生產(chǎn)過程中發(fā)展起來的一種新型裝置。工業(yè)機器手是近幾十年發(fā)展起來的一種高科技自動化生產(chǎn)設(shè)備。┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊長 春 大 學(xué) 工業(yè)機器手自動控制系統(tǒng)工業(yè)機器手自動控制系統(tǒng)目錄第1章 緒論 3 目的及意義 5 本論文主要研究物料分揀機器手以下幾個方面的內(nèi)容： 5 研究工業(yè)機器手自動控制系統(tǒng)的目的及意義 5第2章 單片機機器手系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu) 7 7 8 9 AT89C51的基本結(jié)構(gòu) 9 AT89C51的基本特性及引腳定義 9 AT89C51的引腳功能說明 9 12 硬件選擇 12 系統(tǒng)主要程序構(gòu)成 12 13 14第3章 機器手系統(tǒng)的總體設(shè)計 16 16 16 步進(jìn)電機的結(jié)構(gòu)原理和特點 16 機器手的組成 18 機器手的結(jié)構(gòu)原理 19第4章 系統(tǒng)的程序設(shè)計 20 20 20 22 2機器手爪模塊 22 23 23 24 25 25 26第5章 總結(jié) 27參考文獻(xiàn) 28致謝 29附錄 30第1章 緒論機械工業(yè)是國民的裝備部，是為國民經(jīng)濟(jì)提供裝備和為人民生活提供耐用消費品的產(chǎn)業(yè)。因此，世界各國都把發(fā)展機械工業(yè)作為發(fā)展本國經(jīng)濟(jì)的戰(zhàn)略重點之一。機器手作業(yè)的準(zhǔn)確性和各種環(huán)境中完成作業(yè)的能力，在國民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域有著廣闊的發(fā)展前景。機器手技術(shù)涉及到力學(xué)、機械學(xué)、電氣液壓技術(shù)、自動控制技術(shù)、傳感器技術(shù)和計算機技術(shù)等科學(xué)領(lǐng)域，是一門跨學(xué)科綜合技術(shù)。它的結(jié)構(gòu)是：機體上安裝一個回轉(zhuǎn)長臂，頂部裝有電磁塊的工件抓放機構(gòu)，控制系統(tǒng)是示教形的。不少球坐標(biāo)通用機器手就是在這個基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。雖然這兩種機器手出現(xiàn)在六十年代初，但都是國外工業(yè)機器手發(fā)展的基礎(chǔ)。日本是工業(yè)機器手發(fā)展最快、應(yīng)用最多的國家。機器手是機器人的一個重要分支。前者費時費工，效力低；后者因設(shè)計復(fù)雜，需要較多繼電器，接線復(fù)雜。提高了工作效率。但現(xiàn)在的變化時那些分布在工業(yè)密集的華南，華東沿海地區(qū)也開始對機器手表現(xiàn)出越來越濃厚的興趣，因為他們要面對工人流失率高，以及交帶來的挑戰(zhàn)。執(zhí)行系統(tǒng)的設(shè)計主要是對機器手的手部、手臂和機座進(jìn)行設(shè)計。機器手由電機驅(qū)動，采用最佳升降頻的控制方法，為了保證機器手的可靠性和安全性對其控制系統(tǒng)建立相應(yīng)的故障白診斷系統(tǒng)以尋找和排除控制系統(tǒng)在運行過程中出現(xiàn)的故障。機器手的動作過程如下：搬取工件時，按下啟動開關(guān)，機器手先由原點下降，碰到下限位開關(guān)后，停止下降；同時接通定時器，機器手開始夾緊工件，定時結(jié)束，夾緊完成。同時接通定時器，機器手放松工件，定時結(jié)束，工件已松開。在工業(yè)生產(chǎn)和其他領(lǐng)域內(nèi)，由于工作的需要，人們經(jīng)常受到高溫、腐蝕及有毒氣體等因素的危害，甚至于危及生命。本文介紹的機器手是由單片機輸出五路來分別驅(qū)動手臂上下直線運動，手臂左右直線運動，手腕旋轉(zhuǎn)運動，機器手整體旋轉(zhuǎn)運動，手爪夾緊動作的精確定位，微動開關(guān)將位置信號傳給單片機；電機拖動手爪和底盤旋轉(zhuǎn)；電磁閥控制氣閥的開關(guān)來控制機器手手爪的張合，從而實現(xiàn)機器手精確運動的功能。機器手作業(yè)的準(zhǔn)確性和各種環(huán)境中完成作業(yè)的能力，在國民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域有著廣闊的發(fā)展前景。 后者因設(shè)計復(fù)雜, 需較多繼電器,接線繁雜, 易受車體振動干擾,而存在可靠性差、故障多、維修困難等問題。在工資水平較低的中國，塑料制品行業(yè)盡管仍屬于勞動力密集型，機器手的使用已經(jīng)越來越普及。第2章 單片機機器手系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)機器手一般由兩個運動機構(gòu)組成，即手部和肘部。自由度多，機器手結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，其靈活性越大，其功能也越強大。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖，如圖21所示，工作過程如下：21機器手工作控制圖機器手主要由機械系統(tǒng)（執(zhí)行機構(gòu)、驅(qū)動機構(gòu)）、控制系統(tǒng)構(gòu)成。（3）手臂：是支撐腕部的部件，作用是承受工件的負(fù)荷，并且把它傳送到預(yù)定的位置。B、控制系統(tǒng)：通過對驅(qū)動系統(tǒng)的控制，使執(zhí)行系統(tǒng)按照規(guī)定的要求進(jìn)行工作，當(dāng)發(fā)生錯誤或故障時，發(fā)出報警信號（1） 系統(tǒng)上電，機器手在原位。此系統(tǒng)兼有故障診斷的功能，在系統(tǒng)出現(xiàn)故障（如電路故障）時，系統(tǒng)可將信號經(jīng)電路保護(hù)單元反饋給單片機，實現(xiàn)對應(yīng)的保護(hù)措施。（2）時鐘振蕩電路引腳XTAL1和XTAL2XTAL1：振蕩器反相放大器的及內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端。（3）控制信號引腳RST/ VPP、ALE/ PROG、PSEN 和EA/ VPP、RST/ VPP：RST是復(fù)位信號輸入端，當(dāng)振蕩器工作時，RST引腳出現(xiàn)兩個機器周期以上高電平將使單片機復(fù)位。一般情況下，ALE仍以時鐘振蕩頻率的1/6輸出固定的脈沖信號，因此它可對外輸出時鐘或用于定時目的。該位置復(fù)位后，只有一條MOVX和MOVC指令才能將ALE激活。EA/VPP：外部訪問允許。Flash存儲器編程時，該引腳加上+12V的編程允許電源VPP，當(dāng)然這必須是該器件是使用12V編程電壓VPP。在Flash編程時，P0口接收指令字節(jié)，而在程序校驗時，輸出指令字節(jié)，校驗時，要求外接上拉電阻。（）和輸入（）。在訪問外部程序存儲器或16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行MOVX DPTR指令）時，P2口送出高8位地址數(shù)據(jù)。對端口P3寫“1”時，它們被上拉電阻拉高并可作為輸入端口。端口引腳第二功能RXD（串行輸入口）TXD（串行輸出口）INT0（外中斷0）INT1（外中斷1）T0（定時/計數(shù)器0）T1（定時/計數(shù)器1）WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通）RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通）表21 P3口的第二功能