自动输送带及机械手.doc

编号:
自动输送带及机械手
作 品 说 明 书
目 录
一、作品概述:
随着经济的发展,在各行各业的生产及运输过程中,自动运输带及机械手的使用已经相当普及了。如码头集装箱的装卸、物流系统等等。也正是因为这些现代化设备的使用,大大节省了人力、物力资源,极大地提高了生产效率。
我们可以看到,在不同的场合,输送带的方式有许多种,机械手也一样。输送带和机械手的复杂程度不同,随着生产工艺和自动化程度的不同,控制方式也各异。然而,虽然存在以上差别,但是,在控制思想和电路方面,有很多的共同之处,中间都少不了检测输入、数据处理、决策判断、驱动控制等环节。所以,我们制作了这套模拟实际生产流水线的自动输送带及机械手系统,相当于是把规模庞大的设备缩小了,该系统运用在教学过程中,作为一个教具,起到了很好的效果。
在自动输送带上采用了红外光电检测技术,一旦在起始端检测到有产品,输送带便自动起动运行;在输送带末端,同样设置了红外光电检测,当产品运送到末端时,输送带自动停止,同时起动机械手。机械手自动运行到产品上方,向下接触到产品,电磁铁通电,将产品提起,送到指定位置。另外,系统中还设置了产品数量的计数装置,通过LED显示屏,可准确统计运送的产品数量。
整个系统采用单片机来进行控制,所有的硬件及程序均为自行设计、制作和编制,在制作过程中,为实现预期功能,有很多创新之处。
在整个设计和制作过程中,综合运用了电子技术、电气控制技术、单片机技术、传感器技术和机械技术的知识。通过调试,该系统工作可靠、运行平稳,是一套比较成熟的系统。
二、结构及工作原理
1、硬件设计
(1)自动输送带
我们的输送带,是一个链板运输机的模型,采用交流单相异步电动机驱动,通过蜗杆、蜗轮和齿轮传动来进行减速,使输送带缓速运行,从而满足了我们的要求。
在输送带的起始端和末端,采用光电检测,作为输送带各项功能控制的检测输入。红外光电检测原理图如下:
在开始端,检测有没有产品。如果有,单片机发出通电指令,输送带通电开始工作。到了末端,检测到了产品以后,单片机发出断电指令,让输送带断电停止工作。同时,发出控制信号给机械手,使机械手起动运行。输送带控制电路如下:
我们还设计了产品的计数装置,设定好一定的产品数量,到输送带末端对产品个数进行减计数。当减计数到零时,说明货物已满一包,同时对产品包数进行加计数,从而可以很容易的得到产品的包数和总个数,实现了自动统计。产品计数装置的实物图和电路原理图如下:
(2)机械手
机械手实物图:
机械手的工作过程:
机械手控制电路原理图:
2、软件设计
自动输送带和机械手均采用ATMEL公司的AT89C2051单片机来进行控制, AT89C2051是一个低电压,高性能CMOS 8位单片机,片内含2k bytes的可反复擦写的Flash存储器,性价比极高,同时兼容MCS-51指令系统。所有的控制程序都是自行编制的,经过反复调试,同时解决了单片机的抗干扰问题以后,终于调试成功。参考程序如下:
(1)自动输送带
T BIT P3.7
LIGHT BIT P1.2
START BIT P1.3
STOP BIT P1.4
RUN BIT P1.7
SETC BIT P1.5
ORG 0000H
SETB START
SETB STOP
SETB SETC
SETB T
MOV 30H,#03H
MOV R0,#00H;BAG
MOV R1,30H;TIME
ACALL DISPLAY
WAIT: JB START,KEY1
ACALL TIME10MS
JB START,KEY1
LJMP TURN
KEY1: LCALL KEY
SJMP WAIT
KEY: JB SETC,NOKEY
ACALL TIME10MS
JB SETC,NOKEY
MOV A,30H
ADD A,#01H
DA A
CJNE A,#10H,ROOT1
CLR A
ROOT1: MOV 30H,A
MOV R1,30H;TIME
MOV R7,#20H
ROOT2: ACALL TIME10MS
DJNZ R7,ROOT2
ACALL DISPLAY
NOKEY: RET
TURN: CLR T
LCALL TIME10MS
ACALL DISPLAY
TURN1: JB STOP,$
LCALL TIME10MS
JB STOP,TURN1
SETB T
LCALL TIME10MS
ACALL DISPLAY
CLR RUN
CLR C
MOV A,#99H
ADD A,R1
DA A
MOV R1,A
JNZ BAG
MOV R1,30H
MOV A,R0
ADD A,#01H
DA A
MOV R0,A
BAG: ACALL DISPLAY
ROOT10:JNB STOP,$
LCALL TIME10MS
JNB STOP,ROOT10
SETB RUN
CLR T
LCALL TIME10MS
ACALL DISPLAY
LJMP TURN1
DISPLAY:MOV SCON,#00H
MOV A,R1
MOV SBUF,A
JNB TI,$
CLR TI
MOV A,R0
MOV SBUF,A
JNB TI,$
CLR TI
NOP
RET
TIME10MS:NOP
MOV TMOD,#01H
MOV TH0,#0D8H
MOV TL0,#0F1H
SETB TR0
JNB TF0,$
CLR TF0
RET
END
(2)机械手
UP BIT P1.0
DOWN BIT P1.1
LEFT BIT P1.2
RIGHT BIT P1.3
START BIT P1.4
TV BIT P1.5
TVS BIT P1.6
TH