貼標機械手運動控制系統(tǒng)設(shè)計

貼標機械手運動控制系統(tǒng)設(shè)計,機械手,運動,控制系統(tǒng),設(shè)計 南京工程學院 自動化學院 本科畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 題目： 貼標機械手運動控制系統(tǒng)設(shè)計 專 業(yè)： 自動化（數(shù)控技術(shù)應(yīng)用） 班 級： 數(shù)控033 學 號： 203030908 學生姓名： 蔡 衛(wèi) 廷 指導(dǎo)教師： 華茂發(fā) 副教授 2007年3月 本科畢業(yè)設(shè)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(shù)控技術(shù)應(yīng)用） 指導(dǎo)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(zhì) 工程設(shè)計 課題名稱 貼標機械手運動控制系統(tǒng)設(shè)計 畢業(yè)設(shè)計的內(nèi)容和意義 畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容： 本課題介紹了母導(dǎo)線貼標機運動機構(gòu)的總體設(shè)計，實現(xiàn)運動機構(gòu)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(shè)計。要求母導(dǎo)線貼標機運動機構(gòu)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(nèi)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(shù)據(jù)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(jīng)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(jīng)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(zhuǎn)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(qū)動信號，最終實現(xiàn)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(qū)動程序。 其研究意義如下： 1、本課題對貼標機械手的應(yīng)用進行了研究，其中用到了8031單片機，步進電機等基礎(chǔ)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(lián)系。我相信通過這次畢業(yè)設(shè)計會對以后的工作和學習起一定的鋪墊作用。 2、實現(xiàn)母導(dǎo)線貼表機構(gòu)運動的自動化，能夠簡化生產(chǎn)流程，實現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)的簡單化、快速化和自動化，降低工人勞動強度，提高生產(chǎn)效率，降低企業(yè)生產(chǎn)成本。 3、這個課題來源于工程實際，具有很強的實用性。在設(shè)計過程中要用到模擬電子技術(shù)、Protel 99SE、單片機等學科的知識。通過這次畢業(yè)設(shè)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(shù)是工業(yè)控制的三大支柱之一。它應(yīng)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(shè)計》緊密結(jié)合市場實際，因此該技術(shù)的研究具有一定的市場價值。 5、單片機構(gòu)成的應(yīng)用系統(tǒng)有較大的可靠性，芯片本身具有高可靠性，與應(yīng)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(gòu)成各種規(guī)模的應(yīng)用系統(tǒng)。 文 獻 綜 述 隨著計算機技術(shù)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(shù)已經(jīng)無法滿足社會發(fā)展的需要。本課題的設(shè)計,最主要的是對單片機控制系統(tǒng)的設(shè)計。文獻[1][2][3][4][5][6][7]等都是關(guān)于單片機方面的內(nèi)容，主要介紹單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)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(yīng)用程序設(shè)計基礎(chǔ)；系統(tǒng)的干擾與抗干擾設(shè)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(jié)構(gòu)、工作原理、基本系統(tǒng)、指令系統(tǒng)、匯編語言程序設(shè)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(yīng)用等方面的內(nèi)容。[1][4]MCＳ51系列單片機組成原理；應(yīng)用系統(tǒng)擴展、開發(fā)與調(diào)試；鍵盤輸入接口的設(shè)計及調(diào)試；特別是8031芯片、8255芯片的應(yīng)用和擴展。其中[3]和[4]介紹了MCS-51系列單片機的基礎(chǔ)知識，如單片機的總體結(jié)構(gòu)，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(nèi)結(jié)構(gòu)、工作原理、接口技術(shù)和單片機在各領(lǐng)域中的應(yīng)用；文獻[1][4][7]介紹了如何設(shè)計單片機系統(tǒng)，提供了大量實用電路和程序并舉例了應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計和調(diào)試，注重理論聯(lián)系實際，著重實際應(yīng)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(shè)計電路原理圖、畫元件圖、設(shè)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(yīng)用系統(tǒng)設(shè)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(shù).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(yīng)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(chǔ)教程．北京：北京航空航天大學出版社，2006 6、 何立民. 單片機應(yīng)用技術(shù)選編（4）.北京：北京航空航天大學出版社，1997年 7、 余永權(quán)等. 單片機應(yīng)用系統(tǒng)的功率接口技術(shù).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(shè)計教程Protel 99SE. 北京：北京希望電子希望出版社，2002年 研 究 內(nèi) 容 設(shè)計CPU擴展電路 設(shè)計鍵盤及I/O接口電路 設(shè)計LED顯示電路 設(shè)計步進驅(qū)動電路程序流程圖，編寫步進驅(qū)動相序分配中斷程序 設(shè)計步進驅(qū)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(shè)計方案 第四周 設(shè)計CPU擴展電路部分； 第五周 設(shè)計LED顯示電路部分； 第六周 設(shè)計鍵盤電路部分； 第七周 設(shè)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(shè)計步進驅(qū)動相序分配電路部分； 第十周 畢業(yè)設(shè)計期中檢查和總結(jié)； 第十二周 設(shè)計步進驅(qū)動橫流斬波電路； 第十三周 設(shè)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(jié)畢業(yè)設(shè)計，起草畢業(yè)設(shè)計論文； 第十六周 修改論文，準備畢業(yè)設(shè)計答辯. 特 色 與 創(chuàng) 新 利用單片機MCS-51系列實現(xiàn)母導(dǎo)線貼標機運動控制機構(gòu)的設(shè)計，利用簡易的機械手，實現(xiàn)標簽粘貼的自動化。 指導(dǎo)教師 意 見 指導(dǎo)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