典型自动控制设备应用与维护宁秋平等第二章节工业模型

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1、第二章　工业模型第一节　工业模型基本构件第二节　机械手模型的控制系统第三节　机械手模型的组装第一节　工业模型基本构件一、机械手的组成机械手主要由执行机构、驱动系统、控制系统以及检测系统(有的配有数据远传装置)等组成，如图2⁃1所示。图2-1　机械手的主要组成部分第一节　工业模型基本构件201B.TIF第一节　工业模型基本构件201C.TIF第一节　工业模型基本构件图2-1　机械手的主要组成部分(续)1—手部　2—手腕　3—手臂　4—立柱　5—机座　6—行走机构　7—手指夹持机构　8—手臂上下摆动机构　9—机械手回转

2、机构　10—行走驱动机构　11—机械手机构　12—储币仓第一节　工业模型基本构件1.执行机构2.驱动系统3.控制系统4.检测系统5.数据传输装置二、机械手的分类1.按用途分类(1)专用机械手　特点是：结构简单，动作少，工作对象单一。(2)通用机械手　特点是：通用性强，动作灵活，定位精度高，程序可变，有独立控制系统。2.按驱动方式分类(1)液压传动型　是以油液的压力来驱动执行机构运动的机械手。第一节　工业模型基本构件(2)气压传动型　是以压缩空气的压力来驱动执行机构运动的机械手。(3)电力传动型　是由特殊结构的直线电

3、动机、异步电动机、步进电动机等直接驱动执行机构运动的机械手。(4)机械传动型　是由机械传动机构驱动执行机构运动的机械手。3.按控制方式分类(1)点位控制　特点是：它的运动为空间点到点之间的移动，不控制其运动轨迹。(2)连续轨迹控制　特点是：它的运动轨迹为空间的任意连续曲线，整个移动过程任何点均处于控制之下。4.按种类分类第一节　工业模型基本构件(1)串联机械手　串联机械手一般是由机座、腰部、大臂、小臂、腕部和手部构成，大臂、小臂以串联方式连接。(2)并联机械手　并联机械手是用6根支杆将上下两平台连接而形成的，这6根

4、支杆都可以独立地自由伸缩，它们分别用球铰和虎克铰与上下平台连接，上平台与下平台可进行6个独立运动，即有6个自由度，在三维空间可以作任意方向的移动和绕任何方向、位置的轴线转动。三、仿真模型本节将对仿真模型自动找币机械手、三自由度机械手的结构和工作原理加以分析。1.自动找币机械手模型(1)技术参数第一节　工业模型基本构件1)三种储币仓：1号仓储1分，2号仓储2分，3号仓储5分。2)最大找币额：80分/次。3)找币频率：5次/min。(2)结构和工作原理　模型的结构如图2-1d所示，它的机构大致分四部分：行走机构、行走驱

5、动机构、储币仓和各种固定支架。2.三自由度机械手模型(1)机械手的技术参数1)最大抓重：100g。2)手指夹持工件最大直径：40mm。3)手臂上下摆动最大角度：60°。4)手臂回转最大角度：90°。5)运料频率：5次/min。第一节　工业模型基本构件(2)结构和工作原理　三自由度机械手的结构如图2-1c所示，主要由手指夹持机构、手臂上下摆动机构、机械手回转机构和各种固定支架等组成。图2-2　机械手完成一个循环的动作顺序第一节　工业模型基本构件四、微动开关、直流电动机1.微动开关图2-3　微动开关的结构1—常闭触点　

6、2—动触点3—推杆　4—弓簧片5—壳体　6—常开触点第一节　工业模型基本构件2.直流电动机1)电压：DC3～9V。2)电流：小于550mA。图2-4　直流电动机正反转工作原理图第二节　机械手模型的控制系统一、自动找币机械手模型单片机控制系统控制系统采用AT89C51单片机，该单片机是ATMEL公司的8位Flash单片机系列。下面简单介绍AT89C51在控制程序中用到的相关知识和指令(指令详见附录A)。1.单片机结构和指令(1)主要特性1)与MCS-51兼容。2)4KB闪烁可编程可擦除只读存储器。3)寿命：1000写

7、/擦循环。4)数据保留时间：10年。5)三级程序存储器锁定。6)128×8位内部RAM。第二节　机械手模型的控制系统7)32可编程I/O线。(2)引脚说明　介绍双列直插式40脚封装，图2-5为引脚排列图。图2-5　引脚排列图第二节　机械手模型的控制系统1)VCC：供电电压。2)GND：接地。3)P0口：P0口为一个8位漏极开路双向I/O口，每脚可吸收8个TTL门电流。4)P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收、输出4个TTL门电流。5)P2口：P2口为一个内部提供上拉电阻的8位双

8、向I/O口，P2口缓冲器可接收、输出4个TTL门电流。6)P3口：P3口是内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，可接收或输出4个TTL门电流。7)XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。8)XTAL2：来自反向振荡器的输出。第二节　机械手模型的控制系统(3)芯片复位　RST/VPD为复位信号输入端：振荡器工作时，该引脚上持续2个机器周期的高电