低成本专用取料机械手快速定位分析

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1、Abstractbewidelyusedininjectionmolding，mechanical，electronic，chemical，foodandpackagingindustries．Keywords：Industryreclaimsmanipulators，MathematicalModeling，Pneumaticservosystem，PIDcontrolsystem．IV插图目录图1．1国外机械手⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．5图1．2气压驱动机械手⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．6图1．3电动机械手⋯⋯

2、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．7图1．4专用机械手⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．7图1．5通用机械手⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．8图2．1机械手结构图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．12图2．2X自由度运动图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．13图2．3Y自由度运动图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．13图2．4Z自由度运动图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．14图2．5取料机械手侧姿结构图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯14图2．6取料机械手工作流程图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯15图2．7取料机械手实物图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

3、⋯⋯⋯⋯⋯⋯．16图3．IY、Z自由度气缸伺服系统图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．18图3．2取料机械手侧姿结构图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯18图3．3吸盘旋转气动控制图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．19图3．4吸盘部分真空发生器⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．20图3．5气缸活塞受力分析图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯24图3．6进气口面积变化活塞速度变化曲线图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯25图3．7排气口面积变化活塞速度变化曲线图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯26图3．8比例阀输入电压一开口面积特性图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯27图3．9比例阀流量特性图⋯⋯⋯

4、⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯27图3．10系统方框图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯29图4．1取料机械手系统控制图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3l图4．2处理器模块图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯32图4．3ST一3HB05与微处理器接线图⋯⋯⋯⋯⋯．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯34图4．4电机控制模块的原理图⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯．35图4．5旋转自由度和吸盘控制电路图⋯．．⋯．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯．36图4．6继电器驱动电路图⋯⋯．⋯．．⋯⋯．．．⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯37图4．7LCD显示原理图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．⋯⋯⋯．．⋯⋯⋯⋯38IX

5、插图目录图4．8图4．9图5．1图5．2图5．3图5．4图5．5图5．6图5．7图6．1图6．2图6．3图6．4图6．5图6．6图6．7图6．8图6．9图6．10图6．11图6．12图6．13图6．14图6．15键盘原理图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．39软件总体流程图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯40电机矩频特性曲线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．42S形升降速曲线图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．43f(t)的实现曲线⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯44升降频软件流程图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．46PID控制原理图⋯⋯

6、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．47增量式PID算法流程图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯49PID控制闭环系统图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯50无负载时S形升降速步进电机升速段速度逼近曲线⋯⋯⋯⋯⋯532．5Kg负载时S形升降速步进电机升速段速度逼近曲线⋯⋯⋯⋯545Kg负载时S形升降速步进电机升速段速度逼近曲线⋯⋯⋯⋯．．54无负载时直线升降速步进电机升速段速度逼近曲线⋯⋯⋯⋯⋯552．5Kg负载时直线升降速步进电机升速段速度逼近曲线⋯⋯⋯⋯555Kg负载时直线升降速步进电机升速段速度逼近曲线⋯⋯⋯⋯．．56PID控制系统阶跃信号响应

7、图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．62PID控制系统斜坡信号响应图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．63PID控制系统正弦信号响应图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．63‘PID控制系统参数整定后阶跃信号响应图⋯⋯⋯．：_⋯⋯⋯64PID控制系统参数整定后斜坡信号响应图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．64PID控制系统参数整定后正弦信号响应图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．65PID控制系统参数整定前后输入阶跃信号系统输出对比图⋯⋯⋯65PID控制系统参数整定前后输入斜坡信号系统输出对比图⋯⋯⋯66PID控制系统参数整定前后输入正弦信号系统输出对比图⋯⋯⋯66表格目录表4．1ST一3

8、HB05接口功能表⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．33表4．2SEDl335管脚功能表⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯37表5．1频率一步数(脉冲数)表⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．45表6．12．5Kg负载时S形升降速曲线实际角度表⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯56表6．25Kg负