本文關(guān)鍵詞：弧焊機器人系統(tǒng)控制器研究

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【摘要】：自動焊接是制造業(yè)中重要的、先進的工藝技術(shù),焊接機器人的發(fā)展極大地促進了焊接工藝的整體水平,具備龐大的市場潛力和廣闊的提升空間。焊接機器人的自主研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化對我國制造業(yè)的發(fā)展具有重要意義。本文結(jié)合國內(nèi)外焊接機器人的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢,對弧焊機器人系統(tǒng)控制器進行設(shè)計并對其控制技術(shù)進行研究。以“XYZ三軸直角坐標(biāo)+焊接擺動”的焊接小車為控制對象,基于ARM系列STM32微處理器設(shè)計控制器硬件電路,并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建μC/OS-II嵌入式操作系統(tǒng)平臺,設(shè)計遠程操作端Android應(yīng)用程序�？刂破髯鳛橄到y(tǒng)控制中心處理焊接輸出控制、運動路徑規(guī)劃和遠程通信等,采用PWM信號控制弧焊電源功率的輸出和焊槍的擺動,利用霍爾傳感器采集焊接參數(shù)反饋調(diào)節(jié);通過CAN總線與焊接小車通信,驅(qū)動其執(zhí)行示教再現(xiàn)功能;使用WIFI與上位機通信,應(yīng)用程序處理用戶操作。主要為系統(tǒng)開發(fā)了示教再現(xiàn)、焊接控制、參數(shù)設(shè)置與調(diào)節(jié)、程序存儲和無線控制等功能。分析優(yōu)化了運動插補算法,并提出了一種應(yīng)用于焊接控制的新型PID算法,使系統(tǒng)能夠保持良好的控制性能。最后,搭建實驗平臺并對示教焊接軌跡進行仿真和分析,對焊接擺動和焊接輸出調(diào)節(jié)進行整體實驗測試。
【關(guān)鍵詞】：機器人 控制器 示教焊接 嵌入式系統(tǒng)
【學(xué)位授予單位】：南昌大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG409
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第1章 緒論8-14
• 1.1 課題來源8
• 1.2 課題研究背景及意義8-10
• 1.3 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢10-12
• 1.3.1 國外發(fā)展現(xiàn)狀10
• 1.3.2 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀10-11
• 1.3.3 發(fā)展趨勢11-12
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容12-13
• 1.5 本章小結(jié)13-14
• 第2章 系統(tǒng)總體設(shè)計方案14-22
• 2.1 弧焊機器人系統(tǒng)14-16
• 2.1.1 弧焊機器人系統(tǒng)組成14-15
• 2.1.2 弧焊機器人系統(tǒng)工作原理15-16
• 2.2 系統(tǒng)組成方案16-20
• 2.2.1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)16-17
• 2.2.2 執(zhí)行機構(gòu)選擇17-18
• 2.2.3 處理器選擇18-19
• 2.2.4 人機交互選擇19
• 2.2.5 通信方式選擇19-20
• 2.3 系統(tǒng)功能分析20-21
• 2.4 系統(tǒng)主要控制規(guī)劃21
• 2.5 本章小結(jié)21-22
• 第3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計與接口電路22-35
• 3.1 系統(tǒng)硬件總體設(shè)計22-23
• 3.2 控制器基本單元模塊23-25
• 3.3 鍵盤電路設(shè)計25-26
• 3.4 液晶屏電路設(shè)計26-27
• 3.5 外部存儲器電路設(shè)計27-28
• 3.6 焊接控制電路設(shè)計28-32
• 3.6.1 輸出電路設(shè)計28-30
• 3.6.2 采樣電路設(shè)計30-32
• 3.7 CAN通信接口電路設(shè)計32-33
• 3.8 無線網(wǎng)絡(luò)通信電路設(shè)計33-34
• 3.9 本章小結(jié)34-35
• 第4章 焊接系統(tǒng)軟件設(shè)計35-58
• 4.1 系統(tǒng)操作平臺35-37
• 4.1.1 嵌入式操作系統(tǒng)35
• 4.1.2 控制器操作平臺35-36
• 4.1.3 上位機操作平臺36-37
• 4.2 控制器軟件架構(gòu)37-39
• 4.3 鍵盤響應(yīng)程序設(shè)計39-40
• 4.4 液晶屏顯示程序設(shè)計40-41
• 4.5 程序存儲設(shè)計41-43
• 4.5.1 SPI接口通信原理41-42
• 4.5.2 程序存儲實現(xiàn)42-43
• 4.6 焊接控制程序設(shè)計43-46
• 4.6.1 焊接輸出調(diào)節(jié)程序設(shè)計43-45
• 4.6.2 參數(shù)采集程序設(shè)計45-46
• 4.7 焊接擺動控制軟件設(shè)計46-47
• 4.8 運動控制軟件設(shè)計47-50
• 4.8.1 運動控制協(xié)議47-48
• 4.8.2 運動控制功能實現(xiàn)48-50
• 4.9 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信50-53
• 4.9.1 網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議50-51
• 4.9.2 網(wǎng)絡(luò)通信功能實現(xiàn)51-53
• 4.10 焊接示教過程實現(xiàn)53-54
• 4.11上位機控制軟件開發(fā)54-57
• 4.11.1 開發(fā)環(huán)境54-55
• 4.11.2 應(yīng)用程序設(shè)計規(guī)劃55-57
• 4.12 本章小結(jié)57-58
• 第5章 運動分析與系統(tǒng)控制58-70
• 5.1 運動控制插補算法58-67
• 5.1.1 運動插補算法選擇58
• 5.1.2 逐點比較插補算法58-60
• 5.1.3 系統(tǒng)二維直線插補60-62
• 5.1.4 系統(tǒng)三維直線插補62-65
• 5.1.5 系統(tǒng)圓弧插補65-67
• 5.2 系統(tǒng)PID控制應(yīng)用67-69
• 5.3 本章小結(jié)69-70
• 第6章 實驗研究與結(jié)果分析70-75
• 6.1 實驗測試平臺組裝70-71
• 6.2 示教運動軌跡測試71-73
• 6.3 聯(lián)合焊槍擺動模擬測試73-74
• 6.4 焊接輸出調(diào)節(jié)測試74
• 6.5 本章小結(jié)74-75
• 第7章 總結(jié)與展望75-77
• 7.1 本文總結(jié)75-76
• 7.2 研究展望76-77
• 致謝77-78
• 參考文獻78-81
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果81

【參考文獻】

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本文編號：1019456