各位答辩老师你们好：
我是机械设计制造及其自动化专业2011级172班的高仕君 我的学号是20112803
在此次毕业设计过程中，我选择的论文课题是太阳能电池板压印机器人的控制系统设计，论文的主体框架分为五个方面，分别为课题背景，控制系统总体设计，控制系统硬件选型，控制系统软件设计，总结和展望。
在课题背景方面，我将其分为三个不同的方面来分别论述，分别是太阳能电池方面，工业机器人方面和机器人控制系统方面来阐述其在国内为的现状
由此揭示太阳能电池板压印机器人的控制系统研究的目的及意义 其目的为通过对太阳能电池板压印机器人控制系统的设计，来实现人通过计算机、传感器和控制系统来控制太阳能电池板压印机器人的动作的目的，以此实现太阳能电池板压印的自动化生产过程。
其研究的意义为通过对太阳能电池板压印机器人控制系统的设计，立足于实际，根据社会对于太阳能电池板压印机器人的需求，深入研究太阳能电池板压印机器人的控制系统，为太阳能电池板压印机器人实现工作目的提供了较完整的技术和理论指导，同时对于其他机器人领域也具有较高的参考价值。
但是在设计太阳能电池板压印机器人的控制系统的过程中，遇到了很多的难题，其中最为困难的是
太阳能电池板压印机器人在世界上是一个新兴的机器人行业，没有与之相关的任何资料可供查询，需要从零开始逐步开始研究。由此，对于太阳能电池板压印机器人的研究就会变成反复的研究，以保证其准确性。 为此，在我设计太阳能电池板压印机器人的过程中查询了许多与之相关的文献，对我论文进行完善和补充（运动控制
数字控制
嵌入式控制）
在论文的第二章中 本论文简单地介绍了下控制系统总体设计，利用三自由度的直角坐标运动平台，采用辊轮压印太阳能电池板表面，来完成太阳能电池板的压印过程。整个太阳能电池板压印机器人系统的硬件结构由三个主要部分组成：电气控制系统、驱动系统以及机械系统。 其中着重介绍的是电气控制系统和机械系统设计
在电气控制系统设计方面
主要分为三个方向
运动控制系统
PLC控制系统
控制单元
运动控制的执行元件为步进电动机 而反馈元件是接近开关传感器
PLC的执行元件为PLC即可编程逻辑控制器
而反馈元件是各个传感器 控制单元的执行元件为控制系统主版
而反馈元件是传感器反馈信号
在机械系统设计方面 如图所示 有运动平台 机械框架 压印辊轮
第三章 控制系统硬件选型
主要需要选取的是控制系统主板 控制系统驱动板 电机 传感器 其他硬件 控制系统总布局
控制系统主板选用的是arduino uno r3 的控制系统 微控制器：ATmega328； 工作电压：5V； 输入电压（推荐）：7-12V； 工作电压（范围）：6-20V；
数字I/O引脚：14 (其中6提供PWM输出)； 模拟输入引脚：6；
I / O引脚的直流电流：40 mA； 3.3V引脚的直流电流：50 mA；
闪存：32 KB（ATmega328）其中0.5 kb的启动加载程序使用； SRAM：2 KB (ATmega328)； EEPROM：1 KB (ATmega328)； 时钟频率：16 MHz。
而我主要选用这个的原因是 arduino是一个开放性的源代码平台，可以支持各种常用的软件 同时网上也有各种例子可供我参考
控制系统驱动板选用的是L298N双H桥直流电机驱动芯片
2、驱动部分端子供电范围Vs：+5V~+35V；如需要板内取电，则供电范围Vs：+7V~+35V
3、驱动部分峰值电流Io：2A
4、逻辑部分端子供电范围V：+5V~+7V（可板内取电+5V）
5、逻辑部分工作电流范围：0~36mA
6、控制信号输入电压范围 低电平：-0.3V≤Vin≤1.5V 高电平：2.3V≤Vin≤V
7、使能信号输入电压范围
低电平：-0.3V≤Vin≤1.5V（控制信号无效） 高电平：2.3V≤Vin≤V（控制信号有效）
8、最大功耗：20W（温度T=75℃时）
9、存储温度：-25℃~+130℃
10、驱动板尺寸：55mm*49mm*33mm（带固定铜柱和散热片高度）
11、驱动板重量：33g
12、其他扩展：控制方向指示灯、逻辑部分板内取电接口
电机选用的是型号为36PA5.2G/42BYG40-160-4A的42式步进电动机
技术规格
步距角：1.8°/步 相电流：1.6A/相 相电阻：1.73Ω/相 相电感：3.2mH/相 静转矩：3600g·cm 减速比：5.18:1 绝缘等级：B 外形尺寸：42×42×40mm 安装孔规格：4-M3 安装孔节径：Φ28
在传感器选型方面 共有三款传感器
接近开关传感器
本论文共用了三个接触开关传感器：两个光
电式传感器，一个电容式传感器。 光电式传感器
光电式传感器利用的是光电效应。将发光器件与光电器件按一定方向装在同一个检测头内。当有反光面（被检测物体）接近时，光电器件接收到反射光后便在信号输出，由此便可“感知”有物体接近。
利用光电式传感器制作的光电式接近开关可以检测各种物质，但是对于流体的检测误差较大。 电容式传感器
这种传感器的测量通常是传感器固定处构成电容器的一个极板，而另一个极板是在测量过程中通常是接地或与设备的机壳相连接。当有物体移向传感器时，不论它是否为导体，由于它的接近，总会使电容器两极板间的介电常数发生变化，从而使电容器的电容量发生变化，使得和测量头相连的电路状态也随之发生变化，由此便可达到非接触式的检测目的。这种接近开关检测的对象，不限于导体，可以绝缘的液体或粉状物等。
温度传感器
温度传感器是指能感受温度并转换成可
用输出信号的传感器。 型号：WZP-PT100 温度系数：TCR=3850ppm/k 温度范围：-20ºC~500ºC 电线：镀铂镍线
长期稳定性：R0飘逸小于等于0.04%（500ºC，1000小时后） 抗振动等级：至少40g加速度（10~2000Hz） 绝缘电阻：>100M,20ºC时；>2M,500ºC时 自然系数：0.4K/mW（0ºC时）
芯片响应时间：水@2m/s t0.5=0.05s t0.9=0.15s
空气@2m/s t0.5=3.0s t0.9=10.0s 外形尺寸：长（mm）*直径（mm）*线长（m）
4*30*2
型号：Arduino Force Sensing ResistorFSR4020.5\"电阻式压力传感器
感测范围：0.5”的圈子
输出信号：被动的可变电阻
压力感测范围：100g到10kg 使用寿命：>1千万次
其他硬件的选型
气缸选用的是标准行程为10mm，内径为16mm的三轴气缸
滚珠丝杆选用的是 两种方向上的运动
一个是水平方向运动 一个是竖直方向运动
控制系统总布局
在第三章 讲述的是控制系统软件设计
所选用的是GX Developer 是一款三菱的PLC编程软件 他所拥有的特点是
能够制作Q系列，QnA系列，A系列（包括运动控制（SCPU）），FX系列的数据，能够转换成GPPQ、GPPA格式的文档。
能够将Excel、Word等作成的说明数据进行复制，粘贴，并有效利用。 程序的标准化
能够简单设定和其他站点的链接
能够用各种方法和可编程控制器CPU连接 丰富的调试功能
软件系统的流程
总结
太阳能电池板压印是太阳能电池板制作工艺中的重要工序，太阳能电池板压印机器人的研究又是当今社会最新也是最为至关重要的一项研究，因而本论文的研究对于提高我国太阳能电池板压印机器人技术在国际上的竞争力有着极其重要的作用。本论文结合了机器人系统、气动控制系统、机械系统、PLC等，提出了一种全新的自动化的太阳能电池板压印技术，设计出了太阳能电池板压印机器人的控制系统。具体研究成果总结如下：
( 1 ) 设计了由电气控制系统、驱动系统以及机械系统所构成的新型太阳能电池板压印机器人总体结构。机器人的机械系统包括两部分，分别为运动平台、定位机构。机器人的电气控制系统包括三部分，分别为运动控制系统、PLC、控制单元。
( 2 ) 对太阳能电池板压印机器人的硬件进行了选型，结合太阳能电池板压印机器人所需的运动元件和反馈元件，选择控制系统主板、控制系统驱动板、电机、气缸、传感器、滚珠丝杆，最后将其整理布局。
( 3 ) 设计了太阳能电池板压印机器人的软件，结合所选的太阳能电池板压印机器人硬件绘制出流程图。
展望
随着时代的发展，二十一世纪是一个属于能源的时代，全世界各国都在为取得更大能源资源产生着或大或小的摩擦，而太阳能的发展正好弥补了不可再生资源的能源短缺问题，这种可再生的、绿色的新型能源将会成为全世界各国径向竞争的又一能源。太阳能电池板就是产生太阳能的最主要工具，太阳能电池板压印机器人就是使太阳能电池板能够更好地更为高效的将太阳能转换成电能的改进装置。本论文对于太阳能电池板压印机器人的控制系统进行了研究，但是由于时间的原因、自我知识储量的不足等等不同的因素，使得本论文在太阳能电池板压印机器人控制系统方面还有很多不足之处，还有很多方面值得进一步研究。 就如同定位系统，初始的定位系统并不是很完善，虽然可以定位但是却不能精确的定位到中心，因此可以设计一个对中台，运用气缸压紧太阳能电池板的四边使中心确定。
还有就是压印过程中不能完全保证压印平面的平衡度，需要设计一个装置来保证其平衡度的统一，这样压印出来的太阳能电池板的工作效率就会大大提高。 其他还有许多可以改进的地方，但是我的水平有限，无法一一指出，还需要以后继续研究，从而使其更加完善。
