六關(guān)節(jié)噴涂機(jī)器人的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā).pdf

1、與傳統(tǒng)的人工噴涂相比，運(yùn)用機(jī)器人噴涂技術(shù)可大大提高噴涂的質(zhì)量及效率，因而越來(lái)越多企業(yè)引進(jìn)機(jī)器人技術(shù)實(shí)現(xiàn)噴涂工藝。但傳統(tǒng)噴涂機(jī)器人往往通過(guò)編程輸入和示教盒示教的方式控制機(jī)器人作業(yè)，當(dāng)噴涂工件擁有不規(guī)則的曲面且表面較復(fù)雜時(shí)，利用這兩種控制方式都難以規(guī)劃出合適的噴涂軌跡。而且中小型企業(yè)并沒(méi)有配備專門技術(shù)人員對(duì)機(jī)器人進(jìn)行編程調(diào)試及維護(hù)，從而大大阻礙了噴涂機(jī)器人普及。因此有必要研究更簡(jiǎn)單易用且能有效解決復(fù)雜噴涂軌跡難題的噴涂機(jī)器人控制系統(tǒng)及設(shè)備。

2、
　　課題設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)主要通過(guò)軌跡重新復(fù)現(xiàn)來(lái)控制機(jī)器人進(jìn)行作業(yè)。有三種途徑得到復(fù)現(xiàn)軌跡，一是通過(guò)直接示教方式得到拖動(dòng)示教軌跡；二是通過(guò)輸入直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)等編程指令得到直線、圓弧等編程軌跡；三是通過(guò)已有軌跡進(jìn)行首尾拼接得到新的組合軌跡，從而允許一個(gè)組合軌跡程序同時(shí)存在拖動(dòng)示教軌跡和編程軌跡。這樣的工作方式使得噴涂機(jī)器人達(dá)到易用高效且操作方便，并可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜噴涂工藝的目的。
　　針對(duì)系統(tǒng)硬件架構(gòu)，分析了噴涂機(jī)器人本體的機(jī)械結(jié)

3、構(gòu)，接著分析了控制硬件平臺(tái)的結(jié)構(gòu)組成，并對(duì)組成控制硬件平臺(tái)的工控機(jī)和運(yùn)動(dòng)控制器、伺服驅(qū)動(dòng)器與伺服裝置、位置檢測(cè)裝置等模塊進(jìn)行選型設(shè)計(jì)。針對(duì)系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)，利用模塊化設(shè)計(jì)思想對(duì)軟件結(jié)構(gòu)進(jìn)行模塊的劃分，從而能夠?qū)ο到y(tǒng)開發(fā)流程進(jìn)行管理，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，提高系統(tǒng)的開發(fā)進(jìn)度以及明確系統(tǒng)的需求等。
　　利用D-H法則建立自主研發(fā)的噴涂機(jī)器人本體的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型并進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析。建立噴涂機(jī)器人的連桿坐標(biāo)系以及通過(guò)連桿變換得到各連桿的變換矩陣，最后求

4、解出機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)正、逆解。
　　針對(duì)控制系統(tǒng)核心功能模塊：直接示教模塊和簡(jiǎn)易編程模塊的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行深入探討。其中，直接示教功能主要為了得到拖動(dòng)示教軌跡，其由手把手拖動(dòng)示教和示教軌跡再現(xiàn)兩個(gè)環(huán)節(jié)組成。分別對(duì)這兩個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行探討及設(shè)計(jì)，并對(duì)遇到的技術(shù)難題，如確定采樣周期和施加輔助力等問(wèn)題進(jìn)行討論并設(shè)計(jì)算法。而簡(jiǎn)易編程模塊主要是通過(guò)指令生成直線、圓弧等規(guī)律軌跡。針對(duì)簡(jiǎn)易編程模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，基于詞法分析工具LEX和語(yǔ)法分析器YACC設(shè)計(jì)的編譯