机械手加工单元控制系统设计(硬件)

河南科技大学毕业设计（论文）IMT-MPS加工单元控制系统设计(硬件)摘要本文是在熟悉MT-MPS加工单元工作原理的基础上，设计了以STC89C52单片机为核心的控制系统，以实现该加工单元对钻孔加工的控制。该控制系统主要由硬件部分和软件部分两大模块构成。硬件部分主要由数码管显示电路、按键输入电路、传感器信号输入电路、LED状态指示电路、动作控制输出电路、电源电路等组成。软件部分主要是在硬件的基础上通过程序实现对加工单元的各个动作进行控制，其中包括功能状态指示灯的亮灭，钻孔工作过程中各动作的实现以及对加工工件数量的统计等。考虑到要实现的功能程序算法复杂多变，因此采用C语言来编写程序。本系统要实现对加工单元钻孔加工整个工作过程的控制，整个过程可分为等待工件、模拟钻孔加工、模拟检测已加工工件质量等三部分。本设计中用到了四个传感器，分别用于检测旋转工作台是否到位，检测输入工位是否有工件和控制钻头的行程。用户按下开始键，加工单元进入工作运行模式，工作时通过传感器扫描的信号来执行与之对应的动作，状态指示灯显示相应的工作状态。按下停止键，加工单元不再接收新的工件，但是要将已进入到加工单元的工件加工完成后才停止运行。关键词：STC89C52，加工单元，传感器，工件，钻孔河南科技大学毕业设计（论文）IITHEDESIGNOFCONTROLSYSTEMFORTHEPROCESSINGUNITOFMT-MPS(HARDWARE)ABSTRACTThisarticlewhichisbasedonbeingfamiliarwiththeworkingprincipleoftheMT-MPSprocessingunit,designsthecontrolsystemwithsinglechipSTC89C52ascoreinordertoletthecontrolofdrillingoftheprocessingunitcometrue.Thissystemmostlyismadeupofhardcontrolsystemandsoftcontrolsystem.Hardcontrolsystemiscomposedofsomepartssuchasdigitaldisplaycircuit,presskeyinputcircuit,sensorsignalinputcircuit,LEDdisplaycircuit,actioncontroloutputcircuit,basicpowercircuitandsoon.SoftwarecontrolsystemwhichisbasedonthehardcontrolsystemandmakesuseofprogramrealizingtocontrolaseriesofactionsoftheMT-MPSprocessingunit.However,softwarecontrolsystemcontainsoneofthefunctiontocontrolthelightbeingonorout.Otherwise,itcontainstherealizationofeveryactionindrillingworkingprocess,aswellasthenumberofworkpieceprocessingstatisticsandsoon.Onaccountofthefunctionprogramarithmeticistoocomplex,thewholeprogramismadeuseofClanguagetocompileindesign.Thesystemneedtorealizecontrollingallthedrillingworkingprocessoftheworkingunit.Thewholeprocessisabletobedividedintothreepartssuchas,waitingfortheworkpiece,simulatingtodrillingworkpiece,simulatingtocheckupthequalityoftheworkpiecewhichhasbeenmachininged.Thedesignmakesuseoffoursensors.Oneofthemisusedtodetectwhetherthecircumrotatedworktableisattherightplace.Onedetectswhethertheworkpieceisontheneededworkplace.Theothertwocontrolthemovementjourneyofdriller.Assoonasuserpressesthestartbutton,theprocessingunitbeginstoworkon.Whilepressingthestopbutton,theprocessingunitwillnottakeovernew河南科技大学毕业设计（论文）IIIworkpiece,butwillbestoppedintimeaftercompletingthewholeprocess.KEYWORDS：STC89C52,processingunit,sensor,workpiece,drilling河南科技大学毕业设计（论文）目录前言..............................................................................................1第1章系统总体方案设计..............................................................5§1.1功能要求..............................................................................5§1.2系统的设计方案..................................................................5第2章系统硬件设计.....................................................................7§2.1系统硬件结构.....................................................................7§2.2系统各模块控制电路..........................................................8§2.2.1单片机小系统模块..........................................................8§2.2.2数码管显示模块...........................................................11§2.2.3按键输入模块...............................................................13§2.2.4传感器检测电路...........................................................14§2.2.5LED指示模块...............................................................14§2.2.6驱动电路.......................................................................15§2.3电源电路设计....................................................................15第3章系统软件设计...................................................................17第4章系统调试和结果分析........................................................17§4.1软件调试过程...................................................................19§4.2联机调试过程...................................................................19§4.3调试结果............................................................................19§4.4调试故障及原因分析........................................................20结论............................................................................................21参考文献........................................................................................22致谢............................................................................................24附录............................................................................................26河南科技大学毕业设计（论文）前言模块化生产培训系统（ModularProductiontrainingSystem）如图1所示，是为提高学生的实践操作技能而设计、生产的一套实用性实验设备，给学生提供了一个综合技术环境，让学生能够在学校将所学的专业课知识技能融会贯通。该设备由多套各自独立而又紧密相连的工作站组成。目前提供的各个工作站分别为：上料站、检测站、上料检测站、搬运站、加工检测站、安装站、操作手站、传送带单元、搬运分拣站和分类存储站。图1模块化生产培训系统该系统中工件从一站到另一站的物流传递过程如图2所示，上料检测单元将大工件顺次输出料仓，提升判断颜色后输出。操作手单元将大工件从上料检测单元搬至加工单元。加工单元将大工件加工后送出工位。搬运单元将加工好的工件搬运至传送带上，由传送带传送至下一个工位。安装搬运单元将大工件搬至安装工位放下。安装单元再将对应的小工件装入大工件中。而后，安装搬运单元再将安装好的工件送立体存储单元，立体存储单元再将工件送入相应的料仓。1河南科技大学毕业设计（论文）上料检测单元安装单元立体存储单元安装搬运单元传送带模块加工单元操作手单元搬运单元图2模块化生产培训系统物流传递图该实验装置的一大显著特点是：具有较好的柔性，即每站各有一套PLC控制系统独立控制。将各个模块分开培训可以容纳较多的学员同时学习。在基本单元模块培训完成以后，又可以将相邻的两站、三站……直至八站连在一起，学习复杂系统的控制、编程、装配和调试技术。由于该系统囊括了机电一体化专业学习中所涉及的诸如电气安装技术、传感器技术、电机拖动技术、气动技术、PLC技术等多种技术，给学生提供了一个典型的综合科技环境，使学生将学过的诸多单科专业知识在这里得到全面认识、综合训练和相互提升。因此该套装置非常适合对在校学生和初上岗位的工程技术人员进行培训，是培养机电一体化人才的理想设备。该设计主要是对