基于實時以太網(wǎng)及KRTS的機器人控制系統(tǒng)研究.pdf

1、工業(yè)機器人作為新興的高科技自動化設(shè)備已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)制造中，極大地解放了勞動力，提高生產(chǎn)效率，并取得了顯著的經(jīng)濟效益。隨著工業(yè)領(lǐng)域自動化程度的加強，工業(yè)機器人正向高速度、高精度、智能化、通用化和模塊化的方向發(fā)展，這就要求運動控制系統(tǒng)具有較快的響應(yīng)速度、很強的實時性能和開放式的軟硬件平臺。國內(nèi)機器人控制系統(tǒng)與國外先進技術(shù)相比，不論從效率、可靠性、平臺化和模塊化程度上，都存在很大的差距，并且國外技術(shù)壁壘和封閉式的控制平臺對我國機器人產(chǎn)業(yè)

2、的發(fā)展產(chǎn)生了極大的阻礙，因此研發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高水平開放式機器人運動控制系統(tǒng)對促進我國機器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重大意義。
　　首先，本文對SCARA機械手進行了運動學分析，基于D-H連桿坐標系法建立數(shù)學模型并求得運動學正解和逆解，為下文提供數(shù)學工具和理論基礎(chǔ)。結(jié)合SCARA機械手在PTP作業(yè)中的應(yīng)用，分別在關(guān)節(jié)空間下和笛卡爾空間下進行了門字形軌跡的規(guī)劃。分析了數(shù)控系統(tǒng)中常用的S曲線算法和一種加減速更為柔順的正余弦修正梯形加減速算法

3、，在此基礎(chǔ)上提出Jerk曲線連續(xù)的多項式修正梯形加減速算法。根據(jù)以上理論基礎(chǔ)和算法，采用虛擬樣機仿真技術(shù)對SCARA機械手進行動力學仿真，驗證算法正確性，為實驗提供一定的參考依據(jù)。
　　其次，針對工業(yè)機器人控制系統(tǒng)存在的問題和發(fā)展方向進行了重點研究，提出基于EtherMAC實時以太網(wǎng)總線平臺和KRTS軟件架構(gòu)的機器人運動控制系統(tǒng)平臺，利用了KRTS實時拓展和EtherMAC總線平臺獨特的從節(jié)點同步與時鐘補償技術(shù)以及組件化開放式軟件