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我国的机械手控制系统1970年之后开始进行研究，前十年进度相对迟缓，1985年列入国家计划经过几年攻关完成了成套技术[2]。目前国内企业通过模仿研发的注塑机机械手还不是很稳定，技术还不是很成熟，所以还有很多值得提高的地方。
1.2 设计研究的任务
本设计所选研究对象为三轴伺服注塑机机械手，为了实现安全、稳定、方便和高效搬运产品满足市场和设计需求，适应工厂的复杂干扰环境，本设计对注塑机机械手控制系统中的系统设计、软硬件设计和界面设计进行了系统研究[3] ，主要包括以下部分：
（1）设计三轴注塑机专业机械手控制系统的硬件电路，并通过实物现场测试确定其是否符合设计要求。
（2）软件控制方面包括：各模块初始化程序、中断模块设计、程序示教、端口监控、信息报警等。
（3）研究迪文DGUS界面设计，并设计本系统人机交互界面。
2. 注塑机控制器系统硬件设计与实现
2.1 硬件总体设计
整个控制系统的硬件框图包括STM32控制器（用于运行轨迹控制、加减速规划、数据存储、数据通讯和I/O控制）、迪文DGUS屏（用于人机交互实现、实现示教功能和电机参数设置等）、电源模块（为整个系统提供稳定电压）、存储器模块（用于存储系统参数和示教程序）、继电器模块、脉冲输出模块、信号检测模块、I/O扩展模块、通信模块等，如图1所示：
图1 整体设计框图
2.2 控制器选型和接口分配
在控制系统的设计中，首先要考虑的就是控制核心的选择而且选择一个适合的芯片是一件艰巨的任务，一般要考虑以下因素：第一，对外设的需求，比如一般会用到USB、I2C、SPI、UART和以太网等还需要考虑的是控制器的引脚数，内部RAM等；第二，软件构架的选择，一般简单控制像12MHZ晶振频率的MSC-51足够，对处理能力要求很高的可以使用80MHZ的DSP等；第三，还要考虑芯片的价格和功耗，价格和功耗有时会成为产品成败的关键因素；第四，芯片学习难以程度，一般来说，项目的开发要求时间很短，如果开发周期过大那么可能开发出来就已经被淘汰。本设计综合考虑以上因素选择了自己熟悉的Cortex-M3构架的芯片，由ST公司开发的STM32F103ZET6，他有144个引脚，Flash为超大型的512KB，系统频率为72MHZ可以满足系统设计需要，外设资源丰富，性价比非常高大仅需10元左右，功耗超低官方数据显示在停止模式仅为400nA。STM32F103ZET6资源如图2所示：
图2 STM32F103ZET6资源框图
机械手主控板需要同多设备相连接，包含了很多的信号线，主要有脉冲、方向、使能、限位、通信、以及动作输入信号[4]，主要部分输入输出对应的硬件接口如表1所示：
表1 I/O硬件接口
引脚名 功能 具体功能 引脚名 功能 具体功能
BOOTO BOOT0 启动模式 PB1 TIM3 X脉冲
PB2 BOOT1 PA0 TIM2 Y脉冲
PA2 USART2 RS232 PA1 TIM5 Z脉冲
PA3 PB0 X方向
PB3 USB PG0 Y方向
PB4 PE15 Z方向
PB5 74hc595 X使能
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