視覺(jué)定位裝配機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、在人工成本不斷攀升的背景下，企業(yè)對(duì)自動(dòng)化以及智能化產(chǎn)品的需求不斷擴(kuò)大，不同功能類(lèi)型的機(jī)器人在企業(yè)中逐漸普及。作為工業(yè)領(lǐng)域最重要機(jī)種之一的裝配機(jī)器人在企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的運(yùn)用越來(lái)越廣泛，設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)也日趨成熟。然而，受到裝配精度、價(jià)格以及智能化程度的影響，裝配機(jī)器人很難被大眾化中小型企業(yè)所接受，在很多裝配車(chē)間，依然依靠大量的人工對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行裝配。
　　運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)是裝配機(jī)器人實(shí)現(xiàn)復(fù)雜裝配技術(shù)的關(guān)鍵系統(tǒng)。本文以視覺(jué)定位裝配機(jī)器人為研究對(duì)象，實(shí)

2、用性為理念，控制精度為核心，實(shí)現(xiàn)精密裝配為最終目標(biāo)，開(kāi)發(fā)一款經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、智能的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)在工件和裝配點(diǎn)位姿隨機(jī)的情況下，高精度、高效率地完成自動(dòng)化裝配的目的。
　?。?）通過(guò)詳細(xì)地分析裝配工藝過(guò)程，明確裝配機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)所要實(shí)現(xiàn)的功能。并以此為依據(jù)，完成各主要硬件的選型，并結(jié)合所選硬件和實(shí)際控制要求，完成運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì)。上位機(jī)選用電腦，下位機(jī)選用PLC，上位機(jī)與PLC之間通過(guò)RS485串口通信；同時(shí)，PLC

3、通過(guò)另一組485端口，以RS485總線的形式實(shí)現(xiàn)對(duì)四組伺服電機(jī)的控制。
　?。?）根據(jù)視覺(jué)定位裝配機(jī)器人的實(shí)際結(jié)構(gòu)，利用第一桿件坐標(biāo)系，建立運(yùn)動(dòng)學(xué)方程，求出關(guān)節(jié)變量表達(dá)式，并對(duì)逆解存在多解的情況進(jìn)行分析，利用“最接近解”原則刪選出最優(yōu)解。利用帶拋物線過(guò)渡的線性規(guī)劃完成路徑規(guī)劃，并得到最終的速度和加速度表達(dá)式。
　?。?）采用PR模式控制伺服驅(qū)動(dòng)器，結(jié)合外圍硬件特點(diǎn)和實(shí)際功能需求，分析PLC所需要的I/O點(diǎn)數(shù)和應(yīng)具備的功能，完

4、成PLC的選型及其I/O地址的分配，完成電氣系統(tǒng)和氣動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，組裝好控制柜。并采用模塊化的編程思想，利用梯形圖完成PLC控制系統(tǒng)程序的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了PLC通過(guò)RS485總線、Modbus協(xié)議對(duì)四組伺服電機(jī)的精確控制。
　?。?）在Visual Studio2012開(kāi)發(fā)環(huán)境下，利用MFC開(kāi)發(fā)上位機(jī)系統(tǒng)和人機(jī)交互界面。采用C/C++高級(jí)語(yǔ)言，完成通信程序的編寫(xiě)，實(shí)現(xiàn)了電腦與PLC之間通過(guò)RS485串口的通信。同時(shí)，上位機(jī)對(duì)視覺(jué)系統(tǒng)提