基于单片机齿轮热模锻机械手控制系统设计

《基于单片机齿轮热模锻机械手控制系统设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、机械设计与制造第7期182MachineryDesign&Manufacture2012年7月文章编号：1001—3997(2012)07—0182～03基于单片机齿轮热模锻机械手控制系统设计术杨健朱瑞祥吴光明(西北农林科技大学机械与电子工程学院，杨凌712100)DesignofControlSystemforGearHotForgingManipulatorBasedOnSCMYANGJian．ZHURui—xiang。WUGuang—ming(No~hwestAgriculture&ForestryUnivers

2、ity，Mechanical&ElectronicEngineeringCollege，Yangling712100，China)l【摘要】齿轮作为机械传动中的重要组成部分，在机械中广泛使用。现在齿轮热模锻造的操作大：}部分还是人工操作，不仅劳动强度大，而且易出现作业安全事故等问题。针对国内齿轮热模锻行业普遍{l采用人工作业，劳动强度大、生产效率低等问题，设计了一套基于AT89S51单片机为核心的齿轮热模锻i》机械手的自动控制系统，以满足现代工业齿轮生产的需要。该系统能实现机械手的旋转、上升、下降、伸{}缩、夹紧松开等

3、功能。模拟显示，该控制系统稳态误差在2．0％以内，超调量约为18．0％，可以满足齿轮锻；}造工艺的需要。{；关键词：单片机；控制系统；齿轮热模；机械手{}【Abstract】Gear∞animportantpartofthemechanicaltransmission,iswidelyusedinmachinery．{；Mostofthegear0feforgingismanualoperation，workersarenotonlylabor—intensive，andproneto06{lsecurityincid

4、ents．Stampforginginourcountrynowadaysisstillwidelyworkedbyhuman，whichisnotonly2}highlaborintensityandunsafe，alsolowproductionefficiency．Thereforethecontrolsystemforgearauto一{imat&hotforgingmanipulatorisdesignedforthissituationtomeettheneedsofgearproduction．esyst

5、em2》enablestherobotrotation，up，down，stretching,clampingreleaseandotherfunctions．Simulationsshowthat{}fhec。nfr0fsystemsfeady—smeerr0risithin2．0％0rless,andfhe。eho。￡isaboM18．0％，hichc肌{，≮}meettheneedsofgearforgingprocess．{}KeyWords：SCM；ControlSystem；GearHotMold；Mani

6、pulator；中图分类号：TH16，TP241-3文献标识码：A1引言进电机传动和液压传动部分组成。本设计以控制步进电动机和液压油缸来实现系统的工作，机械手一个热模齿轮的锻造过程中包我国是一个机械制造大国，锻压是机械制造过程中不可缺含旋转、上升、下降、伸缩、翻转、夹持等26个动作，总的可归结为少的中环街，年生产量大，质量要求高，对生产设备的工作可靠性以下几个动作：旋转、上升、下降、伸缩、翻转、夹持6个动作。热模和加精度也要求较高『lI。但是，目前大多数机械制造企业的模锻工件从传送带传送过来，首先由光电传感器检测模锻工

7、件，若有造仍然由人工操作，产效率低，产品质量不稳定，热模在锻造时工件，则传感器输出电信号；输出的电信号经过处理后送人单片的上、下料操作，翻模过程，不但劳动强度大而且危险，容易发生机。单片机根据传输信号启动齿轮模锻工件抓取、搬运、下料、翻刚被加热过的毛坯烫伤的事故131。在这种高温、多粉尘、多有害气模等程序。机械手的旋转，翻转动作由步进电机完成，上升、下降、体的危险环境中，工业机械手的应用就尤为显得重要[41。伸缩由液压传动系统实现。研究设计了一套基于单片机AT89S52的齿轮模锻机械手控制系统，以提高热模锻造工作效率和

8、工业生产水平，降低齿轮模锻造过程中的劳动强度及危险性，为齿轮锻造提供稳定、安全、高效的生产环境。2系统的构成与工作原理2．2系统结构齿轮模锻机械手硬件装置，如图1所示。由图1可以看出，齿轮模锻机械手控制的部分主要由机座底部、升降臂、伸缩臂、手指4部分组成。图1齿轮热模锻机械手模型网2．3系统工作原理1．底座2．电机一3．传动齿轮4