基于单片机的油封自动生产装置控制系统的研制

论文摘要

油封是用来封油的机械元件,它将传动部件中需要润滑的部件与出力部件隔离,防止润滑油渗漏。本课题中的油封是铁质材料的,经过冲床多次冲压而成(上料—拉伸—反拉—冲孔四道冲压工序)。目前每道工序都要靠人工操作来完成。人工生产方式落后,效率低,而且人工操作极不安全。为此需要开发一种油封自动生产装置,实现油封的连续生产和冲压工位间物料的自动传送,而冲压多工位搬运机械手就实现了这种功能。开发冲压多工位搬运机械手的关键是物料的取放定位是否准确,因此,本文主要对机械手的控制系统进行研究,由于采用单片机控制器具有成本低、效益高的突出优点。所以对于自动机械手的控制采用单片机控制。主要工作如下:在研究油封冲压成型工艺与功能要求基础上,对冲压多工位机械手控制系统进行整体方案设计,以凌阳SPMC75F2413A单片机为核心,以传感器检测到的位置信号作为系统的输入,以电磁阀为主要输出元件,进而控制气缸、电机及冲床等执行元件的动作。由于检测信号及输出信号众多,所以需用芯片对I/O口进行扩展。在本设计中设置了自动模式和手动模式两种工作方式,自动模式下机械手配合冲床连续动作,正常运行;手动模式主要用于维护和调试,采用键盘控制,操作简单,安全可靠。另外,设计了液晶屏显示输出系统,可以使工作人员能够清楚地了解机械手的运行状态,便于工作人员的监控;系统运行出现故障时能够进行故障报警,并停止运行,使工作人员能够及时的发现故障并排除,提高生产效率的同时也保障了工作人员的安全。通过对机械手控制系统软硬件部分的调试,说明该控制系统设计比较合理,操作简单,安全可靠,有很高的实用价值,可以继续开发完善。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• §1-1 引言
• §1-2 气动机械手的发展现状及应用
• 1-2-1 气动技术及气动机械手的发展过程
• 1-2-2 气动机械手的应用
• §1-3 单片机的应用现状
• 1-3-1 单片机的功率接口
• 1-3-2 单片机的应用领域
• §1-4 本课题的研究意义和研究内容
• 1-4-1 课题的研究意义
• 1-4-2 课题的研究内容
• 第二章 油封自动生产装置的功能分析和控制系统总体方案设计
• §2-1 冲压机械手的功能分析
• 2-1-1 机械手的总体结构
• 2-1-2 机械手的功能要求
• §2-2 控制系统整体方案设计
• 2-2-1 控制方案的选择
• 2-2-2 总体方案的确定
• §2-3 本章小结
• 第三章 油封自动生产装置控制系统的硬件设计
• §3-1 基于凌阳SPMC75F2413A 微处理器平台介绍
• 3-1-1 u ’nSPTM 内核简介
• 3-1-2 SPMC75 硬件结构
• 3-1-3 SPMC75F2413A 的开发及应用
• §3-2 硬件电路的搭建
• 3-2-1 SPMC75F2413A 芯片的基本电路
• 3-2-2 SPMC75F2413A 的外围电路
• §3-3 其它硬件介绍
• 3-3-1 磁性开关
• 3-3-2 光电传感器
• 3-3-3 电磁阀
• §3-4 伺服系统
• §3-5 PCB 板的设计
• 3-5-1 设计流程
• 3-5-2 抗干扰措施
• §3-6 控制面板的设计
• §3-7 本章小结
• 第四章 油封自动生产装置控制系统的软件设计
• §4-1 软件集成开发环境功能简介
• §4-2 程序的模块化设计及流程图
• §4-3 自动运行程序的设计
• §4-4 中断的设置
• §4-5 伺服电机程序
• §4-6 部分模块电路的基本测试
• 4-6-1 输入输出的单路测试
• 4-6-2 LCD 显示部分测试
• §4-7 本章小结
• 第五章 油封自动生产装置控制方案的改进
• §5-1 应用SPMC75F2413A 进行交流变频技术
• §5-2 通用变频器总体方案设计
• §5-3 硬件设计
• 5-3-1 硬件整体方案
• 5-3-2 SPMC75F2413A 最小系统
• 5-3-3 电源电路
• 5-3-4 功率模块电路
• 5-3-5 系统保护模块
• §5-4 软件设计
• 5-4-1 电机的核心驱动程序
• 5-4-2 系统控制程序
• 5-4-3 人机接口界面程序
• 5-4-4 参考代码
• §5-5 本章小结
• 六 总结与展望
• §6-1 总结
• §6-2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间所取得的相关科研成果
• 附录A
• 附录B
• 附录C
• 附录D