基于開放式結(jié)構(gòu)的機器人控制系統(tǒng)的研究和設(shè)計.pdf

1、隨著科技的發(fā)展,機器人技術(shù)在各個行業(yè)得到了日益廣泛的應(yīng)用,已經(jīng)成為自動化生產(chǎn)的主要組成部分.計算機技術(shù)與控制方法的快速發(fā)展,大大拓展了機器人技術(shù)應(yīng)用的靈活性,更是對控制系統(tǒng)的性能、結(jié)構(gòu)等多方面都產(chǎn)生了極為深刻的影響.機器人控制系統(tǒng)由封閉走向開放逐漸成為一種趨勢.該文首先對機器人開放式控制系統(tǒng)的標(biāo)準和特征進行了研究,隨后比較了開放式控制系統(tǒng)的幾種實現(xiàn)方式.在此基礎(chǔ)上,我們決定研制基于工業(yè)計算機+DSP模式的開放式機器人控制系統(tǒng).為了精確確

2、定機器人手臂末端的位姿及空間運動軌跡,必須對機器人運動學(xué)、機器人運動軌跡規(guī)劃等基本理論進行研究,并運用這些數(shù)學(xué)工具建立了IGM六自由度關(guān)節(jié)型機器人連桿坐標(biāo)系、運動學(xué)方程等;同時在比較、分析各種常用插補算法的基礎(chǔ)上,結(jié)合生產(chǎn)現(xiàn)場的實際情況,我們決定采用CP+PTP的軌跡規(guī)劃方法.最后在前四章理論研究和分析的基礎(chǔ)上,我們設(shè)計了IGM弧焊機器人控制系統(tǒng)的硬件和軟件.具體包括,硬件部分:弧焊機器人硬件整體系統(tǒng)集成及其工作原理,原系統(tǒng)控制信號的分

3、離和提取,控制系統(tǒng)的開放式設(shè)計及組成原理,基于DSP的運動控制卡結(jié)構(gòu)和原理,基于USB接口的觸摸屏式遙控示教盒/控制面板的設(shè)計,系統(tǒng)抗干擾的軟、硬件措施;軟件部分:提出了弧焊機器人的三層開放式軟件結(jié)構(gòu)模型,軟件結(jié)構(gòu)模型與OSACA的模型進行開放性比較,給出軟件系統(tǒng)各模塊線程間優(yōu)先級和通訊的解決方案,使用動態(tài)鏈接庫技術(shù)實現(xiàn)軟件模塊化設(shè)計并給出了框架代碼,給出了CP+PTP方式的軌跡規(guī)劃軟件實現(xiàn)過程,Windows2000操作系統(tǒng)實時性問題