基于PMAC運(yùn)動(dòng)控制器的弧焊機(jī)器人控制系統(tǒng)研究.pdf

1、工業(yè)機(jī)器人在生產(chǎn)制造業(yè)中廣泛應(yīng)用，極大地降低了勞動(dòng)的強(qiáng)度和危險(xiǎn)性?，F(xiàn)代生產(chǎn)對(duì)工業(yè)機(jī)器人的需求將越來(lái)越大，機(jī)器人市場(chǎng)前景十分廣闊。而開(kāi)發(fā)功能全面、開(kāi)放性強(qiáng)、可靠性高的機(jī)器人控制系統(tǒng)對(duì)工業(yè)機(jī)器人的自主研發(fā)至關(guān)重要。本文在分析和研究了國(guó)內(nèi)外工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，搭建了以PMAC運(yùn)動(dòng)控制器為基礎(chǔ)的弧焊機(jī)器人硬件系統(tǒng)，并設(shè)計(jì)了弧焊機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制軟件。
　　本文首先建立了六自由度弧焊機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型。利用齊次變換矩陣法建立了正運(yùn)動(dòng)學(xué)模

2、型，推導(dǎo)出關(guān)節(jié)空間至直角坐標(biāo)空間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。然后利用幾何法導(dǎo)出了相應(yīng)的逆運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，建立了末端執(zhí)行器從直角坐標(biāo)空間與關(guān)節(jié)空間的映射關(guān)系。為之后的軟件編程提供理論基礎(chǔ)。
　　然后搭建了弧焊機(jī)器人的硬件系統(tǒng)。核心運(yùn)動(dòng)控制器采用美國(guó)Delta Tau公司生產(chǎn)的多軸運(yùn)動(dòng)控制器（PMAC），該運(yùn)動(dòng)控制器能夠?qū)崿F(xiàn)多軸聯(lián)動(dòng)，能夠與多種伺服系統(tǒng)匹配，且支持用戶(hù)植入運(yùn)動(dòng)學(xué)程序，具有良好的開(kāi)放性。上位機(jī)選用工控機(jī)，使系統(tǒng)緊湊。伺服系統(tǒng)選用日本三菱最新

3、推出的J3伺服系統(tǒng)，具有良好的控制性能。
　　之后設(shè)計(jì)了PMAC控制軟件以實(shí)現(xiàn)控制要求。控制軟件主要分三大種類(lèi)—運(yùn)動(dòng)程序，正逆運(yùn)動(dòng)學(xué)程序和PLC程序。運(yùn)動(dòng)程序用于描述各種運(yùn)動(dòng)的特征，包括運(yùn)動(dòng)模式、運(yùn)動(dòng)速度、目標(biāo)位置等。正逆運(yùn)動(dòng)學(xué)程序?qū)C(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型用PMAC語(yǔ)言描述，并作為PMAC控制器的固件在需要的時(shí)候自動(dòng)執(zhí)行。PLC程序用于系統(tǒng)的初始化、系統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)控、程序的組織調(diào)用。
　　最后，對(duì)機(jī)器人控制系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與調(diào)試。首先