中小型五金冲压制品主要以人工生产为主,其生产环境恶劣,产品一致性差,生产效率低,且存在极大的安全隐患。为了改善中小五金冲压制品的生产方式,课题组以企业的迫切需求为契机,研发了专门适应于中小五金制品生产搬运的直进式多工位搬运机械手设备。为了实现中小五金制品的自动化生产,进一步提高产品的一致性和生产效率,同时降低系统成本,论文研制了该搬运机械手设备的嵌入式控制系统,并在现场进行了调试和应用。主要从以下几个方面进行研究:1.阐述了直进式搬运机械手的工作原理,分析了现场需求,研究总结了控制系统的功能需求和性能指标。2.运用模块化的设计思想,设计了以主从C8051F020片上系统为核心,辅以工业触摸屏为上位机的嵌入式硬件系统总体方案。进一步地,对嵌入式控制系统的结构进行了模块化设计。在模块化硬件系统设计的基础上,提出了由系统主程序、通讯程序、故障诊断等七个模块构成的软件系统方案。3.分析总结出了直进式搬运机械手控制系统的工艺优化和系统精确定位两个关键问题。通过工艺流程图和时序分析法找到工艺执行效率低的阶段,以工艺过程时间最短原则对工艺进行优化,满足了系统的效率要求;对系统进行建模分析,设计了前馈加反馈的系统控制器,并运用MATLAB进行仿真分析,结果表明,控制器有效地提高了系统的稳定性和定位精度。4.根据硬件系统的总体方案,完成了硬件系统的分模块设计和开发;依据软件系统方案开发了软件系统,对关键模块进行了详细阐述,包括基于SPI协议的主从通讯程序和伺服电机驱动程序;开发了基于RS485协议的上、下位机通讯程序,设计了具有极强故障诊断功能的人机交互系统。5.搭建了搬运机械手实验平台并进行了系统调试;进一步在现场进行了调试和应用,完成了单向移动和往复运动的定位试验以及工作效率测试。试验结果表明,系统的定位精度在误差允许范围内,满足系统性能要求,且系统生产效率达到30个/分钟,合格率为98%以上,满足企业需求。