【正文】 //啟動(dòng)按鈕 /**************************************************************/ void Run_Led(void) 長(zhǎng) 春 大 學(xué) 工業(yè)機(jī)器手自動(dòng)控制系統(tǒng) 共 38 頁(yè) 第 32 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ { Run = False。 //底盤向左旋轉(zhuǎn) 90 度光電耦合器 sbit Motor = 。 sbit MotorR90 = 。 sbit Motor Arm2_3B = 。 sbit Motor Arm2_1B = 。 sbit Motor Arm1_3B = 。 //底盤旋轉(zhuǎn)電機(jī)使 能端 sbit Motor Arm1_1B = 。 sbit Motor HandEn = 。 sbit Motor Spin+ = 。 //機(jī)器手臂停止工作指示燈 sbit Motor Hand+ = 。 //機(jī)器手臂橫向電機(jī)右限位 sbit Run = 。 //機(jī)器手臂縱向電機(jī)下限位 sbit LimintLift = 。 長(zhǎng) 春 大 學(xué) 工業(yè)機(jī)器手自動(dòng)控制系統(tǒng) 共 38 頁(yè) 第 31 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ //正轉(zhuǎn)控制脈沖 ****************************************************************/ /***************************************************************/ sbit LimintUp = 。 const uchar table[]={0x00,0x01,0x09,0x08,0x0c,0x04,0x06,0x02,0x03}。 uchar Arm1,Arm2。 *************************************************/ include define uint unsigned int define uchar unsigned char define True 1 define False 0 uchar LimintUp,LimintDown,LimintLift,LimintRight。在論文即將完成之際，我的心情無(wú)法平靜，從開始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長(zhǎng)、同學(xué)、朋友給了我無(wú)言的幫助，在這里請(qǐng)接受我誠(chéng)摯謝意！最后再一次感謝所有在畢業(yè)設(shè)計(jì)中曾經(jīng)幫助過我的良師益友和同學(xué)，以及在設(shè)計(jì)中被我引用或參考的論著的作者。授人以魚不如授人以漁，置身其間，耳濡目染，潛移默化，使我不僅接受了全新的思想觀念，樹立了宏偉的學(xué)術(shù)目標(biāo)，領(lǐng)會(huì)了基本的思考方式，從論文題目的選定到論文寫作的指導(dǎo) ,經(jīng)由您悉心的點(diǎn)撥 ,再經(jīng)思考后的領(lǐng)悟 ,常常讓我有 “ 山重水復(fù)疑無(wú)路 ,柳暗花明又一村 ” 。 我不是您最出色的學(xué)生，而您卻是我最尊敬的老師。四年的求學(xué)生涯在師長(zhǎng)、親友的大力支持下，走得辛苦卻也收獲滿囊，在論文即將付梓之際，思緒萬(wàn)千，心情久久不能平靜。 由于本人自身經(jīng)驗(yàn)和時(shí)間有限，本設(shè)計(jì)還存在不足之處，今后還需繼續(xù)努力，懇請(qǐng)各位老師和同學(xué)提出寶貴意見。 系統(tǒng)的功能完全符合設(shè)計(jì)任務(wù)的要求 , 經(jīng)過大量的測(cè)試數(shù)據(jù)顯示 , 系統(tǒng)的可靠性已經(jīng)完全達(dá)到了實(shí)際 機(jī)器手 的設(shè)計(jì)要求 . 同時(shí)系統(tǒng)具有很強(qiáng)的擴(kuò)展性，即擴(kuò)充串口的功能可以得到很好的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng) . 畢業(yè)設(shè)計(jì)使對(duì)大學(xué)四年所學(xué)知識(shí)的一次綜合運(yùn)用的考察，又是對(duì)所學(xué)知識(shí)的 融會(huì)貫通，做到了學(xué)以致用。 雖然我設(shè)計(jì)的只是 機(jī)器手 的簡(jiǎn)單動(dòng)作，但是需要完成 機(jī)器手 的行走、抓取和翻轉(zhuǎn)等各種功能，對(duì)應(yīng)分別要有行走機(jī)構(gòu)，抓取機(jī)構(gòu)，提升機(jī)構(gòu)，翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。這次設(shè)計(jì)給了我一個(gè)很好的機(jī)會(huì)，使我了解了設(shè)計(jì)工作的基本流程的方法以及理念。 機(jī)器手工作流程圖如圖 42 所示 。機(jī)器手上升，上升到頂，碰到上限位開關(guān)時(shí)，上升停止。機(jī)器手下降，下降到底時(shí)，碰到下限位開關(guān)，下降停止。機(jī)器手上升，上升到頂時(shí)，碰到上限位開關(guān)，上升停止。 為初步減小系統(tǒng)誤差 ,置定初值一定要在程序開始時(shí)就設(shè)置。 圖 41主程序流程圖 子程序是中斷響應(yīng)程序 , 它的調(diào)用是系統(tǒng)執(zhí)行過程中采用中斷事件觸發(fā)產(chǎn)生 .中斷是周期性發(fā)生的 。首先是初始化，然后再讀入外部的輸入，接著是由定時(shí)器中斷調(diào)度三個(gè)任務(wù)，然后是運(yùn)行邏輯功能模塊和輸出結(jié)果。因此單片機(jī)程序需要分為主程序和子程序兩大部分組成。 的轉(zhuǎn)盤機(jī)構(gòu) ,由轉(zhuǎn)盤帶動(dòng)機(jī)器手臂做水平方向上的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作 (其電氣部分由直流電動(dòng)機(jī)、限位開關(guān)等組成 )。電氣方面有步進(jìn)電機(jī)、交流伺服電機(jī)、驅(qū)動(dòng)模塊、開關(guān)電源、電磁閥等電子器件組成。 現(xiàn)使用為機(jī)器手模型 ， 模型裝置 主要 由底盤、主機(jī)模塊、運(yùn)動(dòng)機(jī)械、電氣控制及一些電纜電線等部分組成。自由度越多，機(jī)器手的靈活性越大，通用性越廣，其結(jié)構(gòu)也越復(fù)雜。為了抓取空間中任意位置和方位的物體，需有 6 個(gè)自由度。運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，使手部完成各種轉(zhuǎn)動(dòng)（擺動(dòng)）、移動(dòng)或復(fù)合運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)規(guī)定的動(dòng)作，改變被抓持物件的位置和姿勢(shì)。 機(jī)器手的組成 機(jī)器手主要由手部、運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)三大部分組成。將發(fā)給電機(jī)的脈沖，用計(jì)數(shù)器通道計(jì)數(shù)，到最后通過 CPU 停發(fā)脈沖就是了。就是要求精確地發(fā)出定量的步進(jìn)脈沖，例如，機(jī)器手再現(xiàn)工作時(shí)的啟動(dòng)信號(hào)后，要走到示教時(shí)給出的初 始作業(yè)位置，就是用到位置控制。 步進(jìn)電機(jī)的位置控制 步進(jìn)電機(jī)的位置控制是指要求電機(jī)從當(dāng)前位置轉(zhuǎn)過一個(gè)給定的步數(shù)。 FREE 當(dāng)驅(qū)動(dòng)器上電后，步進(jìn)電機(jī)處于鎖定狀態(tài)（未施加 CP 脈沖時(shí)）或者運(yùn)行狀態(tài)（施加 CP 脈沖時(shí)），但當(dāng)用戶想手動(dòng)調(diào)整電機(jī)而又不想關(guān)閉驅(qū)動(dòng)器電源，這時(shí)就可以用到此信號(hào)，當(dāng)此信號(hào)起作用時(shí)（低電平有效），電機(jī)處于自由無(wú)力矩狀態(tài)，當(dāng)此信號(hào)為高電平時(shí)或懸空不接時(shí)，取消脫機(jī)狀態(tài)。 長(zhǎng) 春 大 學(xué) 工業(yè)機(jī)器手自動(dòng)控制系統(tǒng) 共 38 頁(yè) 第 18 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ CP 步進(jìn)脈沖信號(hào) CP 用于控制步進(jìn)電機(jī)的位置與速度，也就是說：驅(qū)動(dòng)器每接受一個(gè) CP 脈沖就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)一個(gè)旋轉(zhuǎn)的步距角， CP 脈沖的頻率改變則會(huì)使步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速改變，控制 CP脈沖的個(gè)數(shù)，則可以使步進(jìn)電機(jī)精確定位。另外，驅(qū)動(dòng)器一般有一個(gè)接入端 OPTO，該端口為三路信號(hào)的公共正端。 步進(jìn)電機(jī)的換向控制 一般來(lái)說，驅(qū)動(dòng)器的輸入共有 3路，它們是：步進(jìn)脈沖信號(hào) CP、方向電平DIR、脫機(jī)信號(hào) FREE。在它的作用下，電機(jī)隨頻率（或速度）的增大而相電流減小，從而導(dǎo)致力矩下降。 （ 3）步進(jìn)電機(jī)的力矩會(huì)隨轉(zhuǎn)速的升高而下降。 （ 2）步進(jìn)電機(jī)外表允許的最高溫度。選擇步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速為 1500r/min?？刂撇竭M(jìn)電機(jī)的速度，即給步進(jìn)電機(jī)發(fā)一個(gè)控制脈沖，它就轉(zhuǎn)一步，再發(fā)一個(gè)脈沖，它會(huì)再轉(zhuǎn)一步，兩個(gè)脈沖的間隔越短，步進(jìn)電機(jī)就轉(zhuǎn)得越快。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)不能直接接到直流或交流電源上工作，必須使用專用的驅(qū)動(dòng)電源（步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器）。當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度，控制換相順序，即通電控制脈沖必須嚴(yán)格按照一定順序分別控制各相的通斷。它具有高精度的定位、位置及速度控制、具定位保持力、動(dòng)作靈敏、中低速時(shí)具備高轉(zhuǎn)矩、高信賴性、小型、高功率等特征，使其具有廣泛的應(yīng)用。 圖 31 總體設(shè)計(jì)方案 硬件電路設(shè)計(jì) 步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)原理 和特點(diǎn) 步進(jìn)電機(jī)是數(shù)字控制電機(jī)，它將脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變成角位移，即給一個(gè)脈沖信號(hào)，步進(jìn)電機(jī)就轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度。機(jī)器手從 A點(diǎn)抓去工件右行至 B 點(diǎn)，放下工件，然后返回到 A點(diǎn)抓取下個(gè)工件，依次反復(fù)。因此煤餅的裝箱采用了單片機(jī)控制機(jī)器手和走箱工作臺(tái)相配合的方式，機(jī)器手工作軌跡固定，而工作臺(tái)可做定向移動(dòng)。 長(zhǎng) 春 大 學(xué) 工業(yè)機(jī)器手自動(dòng)控制系統(tǒng) 共 38 頁(yè) 第 15 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 圖 2— 5單片機(jī)的電源 長(zhǎng) 春 大 學(xué) 工業(yè)機(jī)器手自動(dòng)控制系統(tǒng) 共 38 頁(yè) 第 16 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 第 3 章 機(jī)器手系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) 總體設(shè)計(jì)方案 機(jī)器手的重 要指標(biāo)有快速性 、定位精度和平穩(wěn)性等。此設(shè)計(jì)中用到了單片機(jī)，而單片機(jī)的抗干擾能力很差，所以電源板與單片機(jī)的電路板是分開的。 其電路如圖 25 所示。 長(zhǎng) 春 大 學(xué) 工業(yè)機(jī)器手自動(dòng)控制系統(tǒng) 共 38 頁(yè) 第 14 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 圖 2— 4驅(qū)動(dòng)電路模塊 單片機(jī)、機(jī)器手、各個(gè)芯片要工作，就必須為其提供電源，他們的電源電壓都是 5V。因?yàn)椴竭M(jìn)電機(jī)是靠單片子產(chǎn)生脈沖來(lái)控制轉(zhuǎn)矩的，單片機(jī)本身驅(qū)動(dòng)電流較小，驅(qū)動(dòng)不了電機(jī)繞組，要用驅(qū)動(dòng)電路產(chǎn)生較大電流，直接驅(qū)動(dòng)會(huì)燒壞單片機(jī) 。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)不能直接接到直流或交流電源上工作，必須使用專用的驅(qū)動(dòng)電源（步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器） 。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的性能，不但取決于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)自身的性能，也取決于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器的優(yōu)劣。 （ 3） 定時(shí)子程序是設(shè)定 PWM（脈沖調(diào)制）周期信號(hào)的寬度，從而控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)角精度。 其它子程序 （ 1） A/D轉(zhuǎn)換子程序是將傳感器輸出信號(hào)放大后，經(jīng) A/D 轉(zhuǎn)換器送入單片機(jī)內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，將數(shù)據(jù)按照指定格式存放在對(duì)應(yīng)的位 置。采長(zhǎng) 春 大 學(xué) 工業(yè)機(jī)器手自動(dòng)控制系統(tǒng) 共 38 頁(yè) 第 13 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊