基于STM32F4的碼垛機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制器研究.pdf

1、在自動(dòng)化生產(chǎn)水平不斷提高的今天，碼垛機(jī)器人在提高生產(chǎn)效率和減少人力成本上的作用日益凸顯。國(guó)內(nèi)對(duì)碼垛機(jī)器人的研究取得了許多成果，但在運(yùn)動(dòng)控制器的研究上與國(guó)外仍然存在較大差距。運(yùn)動(dòng)控制器過(guò)高的研發(fā)成本使得許多機(jī)器人公司一直采用國(guó)外品牌的運(yùn)動(dòng)控制器，這限制了國(guó)內(nèi)機(jī)器人系統(tǒng)成本的降低和核心技術(shù)的掌握。針對(duì)這一現(xiàn)狀，需要對(duì)運(yùn)動(dòng)控制器軟硬件架構(gòu)進(jìn)行研究，在保證對(duì)碼垛機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制的同時(shí)研究降低運(yùn)動(dòng)控制器的研發(fā)、使用和升級(jí)成本以及開(kāi)發(fā)難度的解決方案，

2、給國(guó)內(nèi)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)運(yùn)動(dòng)控制器發(fā)展提供新的可行的方向。
　　本論文面向碼垛機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制需求，研究運(yùn)動(dòng)控制器軟硬件架構(gòu)，在保證達(dá)到控制要求的情況下研究如何降低研發(fā)和制造成本，設(shè)計(jì)低成本的運(yùn)動(dòng)控制器。首先，研究運(yùn)動(dòng)控制器硬件架構(gòu)，提出以STM32F4微控制器為核心的控制電路板方案，并采用模塊化方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)充分考慮工業(yè)應(yīng)用要求，選用工業(yè)級(jí)的芯片，并對(duì)輸入輸出接口進(jìn)行隔離設(shè)計(jì)。相比于目前商用運(yùn)動(dòng)控制器精簡(jiǎn)了電路，有效降低了電路板設(shè)

3、計(jì)和制造成本。針對(duì)STM32F4微控制器特性進(jìn)行機(jī)器人開(kāi)放式軟件系統(tǒng)研究，使用μC/OS-III嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制器軟件系統(tǒng)搭建，保證系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和多任務(wù)并行處理能力，使用通用C語(yǔ)言進(jìn)行軟件系統(tǒng)各層次的代碼編寫，降低了研發(fā)難度和成本。同時(shí)設(shè)計(jì)基于WPF框架的人機(jī)界面程序，可通過(guò)上位機(jī)向運(yùn)動(dòng)控制器下發(fā)指令和監(jiān)控系統(tǒng)狀態(tài)。針對(duì)碼垛機(jī)器人點(diǎn)到點(diǎn)運(yùn)動(dòng)要求，實(shí)現(xiàn)適用于微控制器實(shí)時(shí)運(yùn)算的軌跡規(guī)劃及閉環(huán)控制算法，并對(duì)運(yùn)動(dòng)控制器進(jìn)行試驗(yàn)。結(jié)