面向數(shù)控機床群的上下料機器人設(shè)計與控制研究.pdf

1、隨著中國制造的全球化和市場競爭的日趨激烈，產(chǎn)品的生產(chǎn)周期已在逐步縮短，客戶的要求也日益多樣化，許多產(chǎn)品已由傳統(tǒng)大批量單品種的生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)變?yōu)樾∨慷嗥贩N的生產(chǎn)模式。為了適應(yīng)時代的發(fā)展需求，我國的裝備制造業(yè)正面臨著產(chǎn)業(yè)的升級換代。工業(yè)機器人在先進制造業(yè)中起到了不可替代的作用，隨著計算機技術(shù)和控制技術(shù)的發(fā)展，它已經(jīng)成為衡量一個國家制造業(yè)水平和科技發(fā)展水平的重要標志。本課題中，針對企業(yè)實際的發(fā)展需要，研究并構(gòu)建了面向多臺數(shù)控機床的上下料機器人運

2、動控制系統(tǒng)。
　　 論文首先闡述了課題研究的背景和意義，介紹了上下料機器人國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢及其分類，對國內(nèi)外運動控制技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和存在的關(guān)鍵問題進行了分析和研究。
　　 其次，根據(jù)上下料機器人實際應(yīng)用的需求，結(jié)合雙四桿機器人本體結(jié)構(gòu)和實際加工環(huán)境的特點，設(shè)計了雙四桿上下料機器人的工作流程，提出了面向多臺數(shù)控機床的上下料機器人運動控制系統(tǒng)總體設(shè)計方案，對上下料機器人運動控制平臺的芯片和電機等硬件部分進行了分析和選

3、型。
　　 然后，利用坐標變換D-H參數(shù)法的基本原理，對上下料機器人進行運動學分析和研究。針對上下料機器人雙四桿的機構(gòu)特性，用解析法對雙四桿機構(gòu)末端輸出位置進行速度和加速度分析，在ADAMS軟件中建立模型對雙四桿機構(gòu)進行運動學仿真，并對上下料機器人的工作空間進行模擬。
　　 再次，概述了關(guān)節(jié)空間和直角坐標空間兩種主要的軌跡規(guī)劃方法的特點，對上下料機器人工作路徑進行了討論和分析，在擬定的電機控制方案基礎(chǔ)上，利用平面矢量分解

4、的方法將直角坐標空間的運動軌跡轉(zhuǎn)換為關(guān)節(jié)空間變量，并對上下料機器人的關(guān)鍵軌跡進行了分析和研究。
　　 最后，對ARM嵌入式操作系統(tǒng)μClinux進行了移植和配置，在CCS開發(fā)環(huán)境中對DSP芯片進行了電機控制程序的設(shè)計;以DSP運動控制芯片為目標板，對直線插補算法進行了實驗驗證。
　　 本文對上下料機器人雙四桿機構(gòu)進行了運動學和軌跡規(guī)劃研究，應(yīng)用了一種基于ARM+DSP的運動控制方法，驗證了上下料機器人運動控制方法的正確性