单片机在机械行业中的应用.doc

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1、单片机原理及接口技术——论文题目名称：单片机在机械行业方面的应用专业班级：机械10-1班学号：3100644183学生：全鹏指导老师：汪彦君-11-单片机在机械行业方面的应用【摘要】机械制造工业的信息化、自动化应运而生，使得单片机技术在我国得到深入广泛应用，把单片机技术融入到机械行业的生产中，不仅能提高企业生产效率，还能减少企业的人力资源成本，并且提高企业的生产自动化，还能保证企业生产的产品质量和精度。【关键词】单片机机械手机械制造1.引言在国民经济中，机械工业一直起着举足轻重的作用。但是传统的机械产品一般仅是与强

2、电相结合。当前正面临着新技术强有力的挑战。它已不能满足生产力发展的需求，只有迅速地实现对老产品的改造，形成更新换代的新产品才能应付这种挑战。随之机械制造工业的信息化、自动化应运而生，使得单片机技术在我国得到深入广泛应用，而机械制造业已经被国家政府列入支柱性产业之一。把单片机技术融入到机械行业的生产中，不仅能提高企业生产效率，还能减少企业的人力资源成本，并且提高企业的生产自动化，还能保证企业生产的产品质量和精度。所以单片机技术怎么与机械行业更好的融合是当前各个企业和学术界研究的更要课题。这种变革必须依赖近二十年来飞速

3、发展的微电子技术，单片机的出现为电子计算机在机械工业中的广泛应用打开了大门。2.单片机的概念单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术在一块芯片上集中了中央处理器（CPU）、一定容量的RAM和ROM(或EPROM、FlashROM)、定时/计数器及I/O接口电路等部件，构成一个完整的微型计算机。3.单片机的特点（1）优异的性价比；（2）集成度高、体积小、适应性强、可靠度高；-11-（1）控制功能强大；（2）低功耗、低电压、便于生产便携式产品；（3）外部总线增加了I^2C及SPI等串行总线方式，简化了结构；

4、（4）单片机系统扩展、配置较典型和规，易构成各种规模的应用系统。所以，用单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统、通信系统、信号检测系统、无线感知系统、测控系统、机器人等应用控制系统。例如工厂流水线的智能化管理，电梯智能化控制、各种报警系统，与计算机联网构成二级控制系统等。4.以单片机在机械行业中机械手方面的应用4.1机械手的简介机械手是模仿着人手的部分动作，按照给定程序、轨迹和要求能实现自动抓取、搬运的自动机械装置。在工业生产中应用的机械手叫做“工业机械手”。在实际生产中，应用机械手可以提高生产的自动化水平

5、和劳动生产率，可以减轻劳动强度、保证产品质量、实现安全生产。尤其在高温、高压、低温、低压、粉尘、易爆、有毒气体和放射性等恶劣的环境下，它代替人进行正常的工作，意义更为重大。随着生产的发展，功能和性能的不断改善和提高，在机械加工、冲压、锻、铸、焊接、热处理、电镀、喷漆、装配以及轻工业、交通运输业等领域得到了越来越广泛的应用。国外对机器人及机械手所作的定义不尽相同。国际标准化组织对机器人的定义:机器人是一种能自动定位、可控的可编程的多功能操作机。这类操作机具有几个轴在可编程序操作下，能处理各种材料、零件、工具和专用装置

6、，以执行各种任务。美国国家标准(NBS)对机器人的定义:“一种可编程，并在自动化控制下执行某种特定操作和移动作业任务的机械装置。”日本工业机器人协会对工业机器人的定义:“一种装备有记忆装置和最终执行装置，能够完成各种移动来代替人类劳动的通用机器。”它又分为以下两种情况来定义:(1)工业机器人:“一种能执行与人的上肢类似动作的多功能机器。”(2)智能机器人:“-11-一种具有感觉和识别能力，并能够控制自身行为的机器。”机械手由执行机构、驱动－传动系统和控制系统这三部分组成，如下图所示。4.2机械手的类型机械手一般分为

7、三类。第一类是不需要人工操作的通用机械手，它是一种独立的不附属于某一主机的装置。它可以根据任务的需要编制程序，以完成各项规定工作。它的特点是除具备普通机械的物理性能外，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。它起源于原子、军事工业，先是通过操作机来完成特定的作业，后来发展到用无线电信号操作机械手来进行探测月球、火星等。第三类是专用机械手，主要附属于自动机床或自动线上，用于解决机床上下料和工件传送。这种机械手在国外称为“MechanicalHand”，它是为主机服务的，由主机驱动，除少

8、数外，工作程序一般是固定的，因此是专用的。4.3机械手的基本结构机械手是一个水平、垂直运动的机械设备，用来将工件由左工作台搬到右工作台。有上升、下降运动，左移、右移运动和夹紧、放松动作和位置控制。简易机械手在各类全自动和半自动生产线上应用得十分广泛，主要用于零部件或成品在固定位置之间的移动，替代人工作业，实现生产自动化。本设计中的机械手采用上下升降加平面转动