毕业设计（论文）-单片机机械手设计.docx

毕业设计（论文）-单片机机械手设计.docx江苏城市职业学院
毕业论文
课题名称
姓 名
学 号
专 业
班 级
指导老师
2011年 月
前言 2
摘要 3
第一章 前言 5
1机械手的概述 5
第二章总体方案的设计 7
1设计要求
2基本设计思路 8
3
—— ■ | '
1塑料及其分类 10
2壳体塑料选材途径及注意点 10
3注塑模的工作原理及应用 12
3. 4旋钮外壳注塑成型及其存在的主要问题 13
3. 5电火花成型机加工旋钮型腔 15
第四章 Mastercam构图的方法 17
17
第五章 用Mastercam绘制旋钮的外形 18
1绘制旋钮模型 18
第六章 Mastercam***库设定方法 21
***库的建立 21
2***的发展及其选择 24
第七章 Mastercam***轨迹仿真 28
***轨迹的仿真 28
2程序的仿真 30
第八章 Mastercam程序的后置处理 32
1后置处理文件 32
8. 2后处理文件编辑的一般规则 34
8. 3机床参数的定义 34
34
第九章 Mastercam程序 35
毕业设计总结 39
参考文献 41
摘要
机械手技术涉及到电子、机械学、自动控制技术、传感器技术和计算机技等科学 领域，是一门跨学科综合技术。随着工业自动化发展的需要，机械手在工
业应用中越来越重要。文章主要叙述了机械手的设计过程，文章中介绍了机械 手
的设计理论与方法。
本设计以AT89C51单片机为核心，采用LMD18200电机控制芯片达到控制直流 电机的启停、速度和方向，完成了筛选机械手基本要求和发挥部分的要求。在筛 选机械手设计中，采用了 PWM技术对电机进行控制，通过对占空比的计算达到精 确调速的目的。
【关键词】：筛选机械手，AT89C51单片机，LMD18200电机控制芯片，PWM 技术，电机控制。
1前言
1机械手概述
机械化、自动化已成在现代工业中突出的主题。化工等连续性生产过程的自 动化已基本得到解决。但在***中，加工、装配等生产是不连续的，机器人 的出现并得到应用，为这些作业的机械化奠定了良好的基础。
机械手，多数是指程序可变（编）的独立的自动抓取、搬运工件、操作工具 的装置（国内称作工业机械手或通用机械手）。
机械手是一种具有人体上肢的部分功能，工作程序固定的自动化装置。机械 手具有结构简单、成本低廉、维修容易的优势，但功能较少，适应性较差。目前 我国常把具有上述特点的机械手称为专用机械手，而把工业机械手称为通用机械 手。
简而言之，机械手就是用机器代替人手，把工件由某个地方移向指定的工作 位置，或按照工作要求以操纵工件进行加工。
机械手一般分为三类。第一类是不需要人工操作的通用机械手，也即本文所 研究的对象。它是一种独立的、不附属于某一主机的装置，可以根据任务的需要 编制程序，以完成各项规定操作。它是除具备普通机械的物理性能之外，还具备 通用机械、记忆智能的三元机械。第二类是需要人工操作的，称为操作机
（Manipulator）。工业中采用的锻造操作机也属于这一范畴。第三类是专业机械 手，主要附属于自动机床或自动生产线上，用以解决机床上下料和工件传送。这 种机械手在国外通常被称之为“Mechanical Hand",它是为主机服务的，由主机 驱动。除少数外，工作程序一般是固定的，因此是专用的。
机械手按照结构形式的不同又可分为多种类型，其中关节型机械手以其结构 紧凑，所占空间体积小，相对工作空间最大，甚至能绕过基座周围的一些障碍物 等这样一些特点，成为机械手中使用最多的一种结构形式。
要机械手像人一样拿取东西，最简单的基本条件是要有一套类似于指、腕、 臂、关节等部分组成的抓取和移动机构一一执行机构；像肌肉那样使手臂驱动一 传动系统；像大脑那样指挥手动作的控制系统。这些系统的性能就决定了运动的 机械手的性能。一般而言，机械手通常就是由执行机构、驱动一传动系统和控制 系统这三部分组成，如图 1T 所示。
图IT机械手的一般组成
对于现代智能机械手而言，还具有智能系统，主要是感觉装置、视觉装置和 语言识别装置等。目前研究主要集中在赋予机械手“眼睛”，使它能识别物体和 躲
避障碍物，以及机械手的触觉装置。机器人的这些组成部分并不是各自独立的， 或者说并不是简单的叠加在一起，从而构成一个机械手的。要实现机械手所期望 实现的功能，机械手的各部分之间必然还存在着相互关联、相互影响和相互制约。 它们之间的相互关系如图1-2所示。
机械手的机械系统主要由执行机构和驱动一传动系统组成。执行机构是机械 手