貼標機械手運動控制系統(tǒng)設計

貼標機械手運動控制系統(tǒng)設計,機械手,運動,控制系統(tǒng),設計 南京工程學院 自動化學院 本科畢業(yè)設計（論文）開題報告 題目： 貼標機械手運動控制系統(tǒng)設計 專 業(yè)： 自動化（數控技術應用） 班 級： 數控033 學 號： 203030908 學生姓名： 蔡 衛(wèi) 廷 指導教師： 華茂發(fā) 副教授 2007年3月 本科畢業(yè)設計(論文)開題報告 學生姓名 蔡衛(wèi)廷 學號 203030908 專 業(yè) 自動化（數控技術應用） 指導教師 華茂發(fā) 職稱 副教授 所在院系 自動化學院 課題來源 自擬課題 課題性質 工程設計 課題名稱 貼標機械手運動控制系統(tǒng)設計 畢業(yè)設計的內容和意義 畢業(yè)設計內容： 本課題介紹了母導線貼標機運動機構的總體設計，實現運動機構橫向運動（X軸）、縱向運動（Y軸）、垂直運動（Z軸）三維空間的運動設計。要求母導線貼標機運動機構的機械手能夠自動完成標簽的抓取和粘貼。機械手對標簽的“吸附”和“粘貼”，由簡易的氣壓裝置完成。 選用單片機8031作為CPU，其內部沒有ROM（程序存儲器），需要外部擴展，因此外部擴展8K程序存儲器和4K數據存儲器；用8255作為鍵盤的接口，無需再專門增加芯片，所以鍵盤和I/O口用單片機8255A芯片擴展；手動按鈕接8031的P1口；LED顯示電路顯示機械手的運動坐標；段選信號經鎖存器輸出，位選信號用8031的P2口高位地址譯碼輸出；8031輸出的步進電機脈沖信號經光電耦合器分別控制X軸、Y軸和Z軸，采用89C2051單片機對各軸正反轉脈沖進行相序分配，利用恒流斬波電路對環(huán)型分配后信號進行放大，形成控制步進電機的四相驅動信號，最終實現對各軸步進電機的控制；編寫主要程序流程圖、鍵盤掃描程序流程圖及步進驅動程序。 其研究意義如下： 1、本課題對貼標機械手的應用進行了研究，其中用到了8031單片機，步進電機等基礎專業(yè)課程中的知識。因此這個課題和我的專業(yè)有著很緊密的聯系。我相信通過這次畢業(yè)設計會對以后的工作和學習起一定的鋪墊作用。 2、實現母導線貼表機構運動的自動化，能夠簡化生產流程，實現企業(yè)生產的簡單化、快速化和自動化，降低工人勞動強度，提高生產效率，降低企業(yè)生產成本。 3、這個課題來源于工程實際，具有很強的實用性。在設計過程中要用到模擬電子技術、Protel 99SE、單片機等學科的知識。通過這次畢業(yè)設計，使我對四年來大學所學知識有一個更加深刻的認識，并通過實踐來證明理論的正確與否。 4、單片機技術是工業(yè)控制的三大支柱之一。它應用于很多場合，如電子、冶金、石油、紡織、輕工、醫(yī)藥、食品、建材等行業(yè)。此課題《貼標機械手運動控制系統(tǒng)設計》緊密結合市場實際，因此該技術的研究具有一定的市場價值。 5、單片機構成的應用系統(tǒng)有較大的可靠性，芯片本身具有高可靠性，與應用系統(tǒng)有最少的連接。系統(tǒng)擴展、系統(tǒng)配置較典型、規(guī)范，容易構成各種規(guī)模的應用系統(tǒng)。 文 獻 綜 述 隨著計算機技術的高速發(fā)展,傳統(tǒng)的制造業(yè)開始了根本性變革,普通手工貼標技術已經無法滿足社會發(fā)展的需要。本課題的設計,最主要的是對單片機控制系統(tǒng)的設計。文獻[1][2][3][4][5][6][7]等都是關于單片機方面的內容，主要介紹單片機應用系統(tǒng)設計的基本概念；單片機的系統(tǒng)擴展；單片機的系統(tǒng)配置；應用程序設計基礎；系統(tǒng)的干擾與抗干擾設計。[3][5]以單片機MCS-51系列為背景機，系統(tǒng)地介紹單片機的發(fā)展概況和基本結構、工作原理、基本系統(tǒng)、指令系統(tǒng)、匯編語言程序設計、并行擴展和串行擴展方法、人機接口，以及單片機的開發(fā)應用等方面的內容。[1][4]MCＳ51系列單片機組成原理；應用系統(tǒng)擴展、開發(fā)與調試；鍵盤輸入接口的設計及調試；特別是8031芯片、8255芯片的應用和擴展。其中[3]和[4]介紹了MCS-51系列單片機的基礎知識，如單片機的總體結構，引腳的描述，以及外部擴展問題等；文獻[5]以89C51單片機為典型機，詳細介紹片內結構、工作原理、接口技術和單片機在各領域中的應用；文獻[1][4][7]介紹了如何設計單片機系統(tǒng)，提供了大量實用電路和程序并舉例了應用系統(tǒng)的設計和調試，注重理論聯系實際，著重實際應用。畫電路原理圖和電路板圖需用到軟件PROTEL99SE，文獻[8]詳細介紹了如何設計電路原理圖、畫元件圖、設計電路板圖、畫元件封裝圖和電路仿真等。 參考文獻： 1、何立民．MCS-51單片機應用系統(tǒng)設計．北京：北京航空航天大學出版社，1990年 2、 李朝青. 單片機原理及接口技術.北京：北京航空航天大學出版社，1999年 3、趙德安等．單片機原理與應用．北京：機械工業(yè)出版社，2004 4、 王樹勛. MCS-51單片機開發(fā)系統(tǒng)與監(jiān)控分析.北京：機械工業(yè)出版社，1992年 5、李學海．標準80C51單片機基礎教程．北京：北京航空航天大學出版社，2006 6、 何立民. 單片機應用技術選編（4）.北京：北京航空航天大學出版社，1997年 7、 余永權等. 單片機應用系統(tǒng)的功率接口技術.北京：北京航空航天大學出版社，1992 8、 夏路易 石宗義.電路原理圖與電路板設計教程Protel 99SE. 北京：北京希望電子希望出版社，2002年 研 究 內 容 設計CPU擴展電路 設計鍵盤及I/O接口電路 設計LED顯示電路 設計步進驅動電路程序流程圖，編寫步進驅動相序分配中斷程序 設計步進驅動電路 繪制控制系統(tǒng)電路圖和PCB圖 研 究 計 劃 第一周 熟悉課題 第二周 查看資料，研究課題 第三周 擬訂、修改設計方案 第四周 設計CPU擴展電路部分； 第五周 設計LED顯示電路部分； 第六周 設計鍵盤電路部分； 第七周 設計I/O擴展電路部分； 第八周 繪制貼標機控制系統(tǒng)印制電路板圖； 第九周 設計步進驅動相序分配電路部分； 第十周 畢業(yè)設計期中檢查和總結； 第十二周 設計步進驅動橫流斬波電路； 第十三周 設計主程序、鍵盤掃描程序、相序分配流程圖； 第十四周 編寫相序分配程序； 第十五周 總結畢業(yè)設計，起草畢業(yè)設計論文； 第十六周 修改論文，準備畢業(yè)設計答辯. 特 色 與 創(chuàng) 新 利用單片機MCS-51系列實現母導線貼標機運動控制機構的設計，利用簡易的機械手，實現標簽粘貼的自動化。 指導教師 意 見 指導教師簽名： 年 月 日 教研室意見 主任簽名： 年 月 日 系部意見 教學主任簽名： 年 月 日