目前，大多数生产线上的搬运，装箱工作仍由人工进行。为了提高劳动生产率，降低劳动强，需研制出一种简单 、实用的机械手来取代这种紧张 繁重 ．枯燥的体力劳动，特别是在某些粉尘、噪声、污染严重的场合尤为迫切。虽然至夸国内外已为自动他生产线研制 出了各种工业机器人 ，但 赶多数鲒 构复杂 (以求具备多种功能)，造价较高，而 且工人 也不容易掌握，难于推广 。因而不适干简单、 繁重的搬运 、装箱操作的场合 。 根据煤球厂生产过程的 要求 ，采用以8031单片机为核心控制裴箱机械手，代替人 工装箱。机械手由步逃电机驱动，韭采用最 佳升降颊的控制方法，为了保证机械手的 可 靠性和安垒性 对其控制系坑建立相应的故障自诊断系统以寻找和撵除控制系统在遣行过程中出现现的故障。
二、总体设计方案
机械手的重要指标有快速性 、定位精度 和平稳性等 。在煤饼生产线的装箱工序中， 机械手完成一次动作循环的时间为4．45s， 装箱的定位精度需控制在±2mm之 内。剐压制的煤球结构十分松散，经受不了任何稍大的冲击。显然，这种机械手若采用继电控制是不能满足要求的 。而运用MCS-51单片机时 ，有价格低廉 、体 积小 、结构简单 、抗干扰能力强和可靠性高等优点。因此煤饼的装箱采用了草片机控稍机械手和走箱王作台相 配台的方式 ，机械手工作轨迹 固定，而 工作 台可作绩向移动，为提高装箱速度，在机械 手卸完煤饼返回的同时，使工作台完成相应 的位移量，因而要求单片机能同时实现双路位置控制 。其l札械手电气方框图及机构示意 图如图1、圈2所示 。 根据机械手的特点，步进电机采用 自动最佳升降频的开环控翩。机械手的手臂在煤饼输送带和煤籍之闻移动，煤箱分上、下两层，每层放三排，每排放五只煤饼，开始时并排放两只空箱，从第一只煤箱开始装箝，第二只为后集装箱机械手开始工作时，若手臂不在传送带上方 ，则五相步进电机转动，使手臂向初始位置移动，在手臂到达初始位置时，手臂壹置反馈元件向控制电路发一信号，五相步进电机停止转动。此时，空箱到达指定的位置，煤箱位置反馈元件向控制电路进出一个信 号， 饼计数器开始计数，当计数1盏等于埘 ，手爪即抓取一排煤饼，沿装箱动作轨迹将煤饼放到空箱下层第一排的 位置 ，手爪松开 ，放下煤 饼后，手 臂沿原轨迹返回到传送带上方，按问样动作装上层 ，然后蝶箱移动一步，重复上述过程 装满 一籁，手爪抓、放煤饼六次，手臂往复运动十二改， 煤籍移动两改。经现场调试结果表明，它是可行的 ，而且是可靠的.
三、 系统的总体结构
根据总设计方案中图片所示的机械手控制系统方框圈可知，共硬件电路包括：单片机用户系统、接口电路、驱动电路 、主电源、执行无件和反馈元件 (接近开关 )等。
1．单片机用户系统
图3所示的8031单片机用户系统 ，由 8031单片机 、 扩展芯片 8155、地址锁存器 373、eprom2733和键盘 及七 段显示器组 成。它的功能是 按步进电机的最佳升降频控制规律发 出脉冲方波，驱动两台步进电机按煤饼装箱运动轨迹 所需 的时间 和速度 转动，并且发送电磁铁控制 信号号 ，使手爪抓 放，煤饼计数信号、手臂到位反馈信号和煤箱到位反馈信号电参与控制 。
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