本文關(guān)鍵詞：4自由度直角坐標(biāo)焊接機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著近年來(lái)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人被廣泛的應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域。由于焊接環(huán)境惡劣，使得工業(yè)機(jī)器人在焊接領(lǐng)域的應(yīng)用更加廣泛。然而，目前使用的焊接機(jī)器人以通用工業(yè)機(jī)器人為主，主要用于完成復(fù)雜的焊接任務(wù)，對(duì)于焊縫種類單一的焊接任務(wù)產(chǎn)生了功能浪費(fèi)。通用工業(yè)機(jī)器人的價(jià)格較高，增加了產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。針對(duì)這個(gè)實(shí)際問(wèn)題和市場(chǎng)的巨大需求，本文設(shè)計(jì)了4自由度直角坐標(biāo)焊接機(jī)器人的控制系統(tǒng)。 首先，本文對(duì)交流伺服系統(tǒng)和直流伺服系統(tǒng)以及集中控制方式和集散控制方式分別進(jìn)行了比較；針對(duì)4自由度直角坐標(biāo)焊接機(jī)器人的工業(yè)用途設(shè)計(jì)了控制系統(tǒng)的總體方案；根據(jù)總體方案對(duì)交流伺服電機(jī)和線性模組進(jìn)行了選型及校核。 其次，，本文建立了d-q坐標(biāo)系下的永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型，并通過(guò)狀態(tài)方程對(duì)其進(jìn)行了電流反饋解耦；針對(duì)解耦后的電機(jī)模型，本文運(yùn)用調(diào)節(jié)器的工程設(shè)計(jì)方法，對(duì)焊接機(jī)器人Z軸交流伺服系統(tǒng)的電流環(huán)、速度環(huán)和位置環(huán)進(jìn)行了調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)；在Matlab/simulink中搭建了Z軸的交流伺服控制系統(tǒng)仿真模型，實(shí)現(xiàn)了不同速度給定下的位置階躍響應(yīng)的仿真；利用MFC編寫(xiě)了G代碼軌跡模擬軟件，使得G代碼文件使用前操作者即可檢驗(yàn)其生成軌跡的正確性。 最后，搭建了4自由度直角坐標(biāo)焊接機(jī)器人樣機(jī)的控制系統(tǒng)；探討了實(shí)物接線中提高控制系統(tǒng)的抗干擾方法；利用實(shí)驗(yàn)樣機(jī)進(jìn)行了大量實(shí)物的焊接實(shí)驗(yàn)，從而檢驗(yàn)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性及定位精度等。
【關(guān)鍵詞】：交流伺服 焊接機(jī)器人 d-q坐標(biāo) 永磁同步電機(jī) MFC
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TG409;TP242
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-16
• 1.1 選題的背景9-10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外焊接機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀10-14
• 1.2.1 國(guó)外焊接機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀10-12
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)焊接機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀12-14
• 1.3 課題研究的目的和意義14-15
• 1.4 論文研究的主要內(nèi)容15-16
• 第2章 焊接機(jī)器人控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)16-22
• 2.1 焊接機(jī)器人的性能要求16-18
• 2.1.1 機(jī)器人本體結(jié)構(gòu)介紹16-17
• 2.1.2 焊接機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)指標(biāo)17-18
• 2.2 焊接機(jī)器人控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)18-20
• 2.2.1 交流伺服電機(jī)與直流伺服電機(jī)比較18-19
• 2.2.2 集中控制方式與集散控制方式比較19-20
• 2.3 控制系統(tǒng)總體方案20-21
• 2.4 本章小結(jié)21-22
• 第3章 焊接機(jī)器人控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)22-37
• 3.1 硬件選型22-34
• 3.1.1 電機(jī)及軸模組選型22-33
• 3.1.2 控制器選型33-34
• 3.2 控制系統(tǒng)硬件線路設(shè)計(jì)34-36
• 3.2.1 驅(qū)動(dòng)器控制線路35
• 3.2.2 限位信號(hào)采集線路35-36
• 3.2.3 制動(dòng)器控制線路36
• 3.3 本章小結(jié)36-37
• 第4章 控制系統(tǒng)仿真及 G 代碼軌跡模擬37-62
• 4.1 永磁同步電機(jī)37-39
• 4.1.1 永磁同步電機(jī)分類37-38
• 4.1.2 PMSM 與 BDCM 比較38-39
• 4.2 交流永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型的建立39-45
• 4.2.1 PMSM 的數(shù)學(xué)模型39-43
• 4.2.2 PMSM 傳遞函數(shù)解耦43-45
• 4.3 Z 軸交流伺服調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)45-53
• 4.3.1 電流環(huán)調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)46-49
• 4.3.2 速度環(huán)調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)49-51
• 4.3.3 位置環(huán)調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)51-53
• 4.4 Simulink 建模仿真53-57
• 4.4.1 電機(jī)模型建立53-55
• 4.4.2 系統(tǒng)模型建立55-56
• 4.4.3 控制系統(tǒng)仿真56-57
• 4.5 G 代碼軌跡模擬軟件57-61
• 4.5.1 軟件功能介紹58-60
• 4.5.2 軟件焊接軌跡生成示例60-61
• 4.6 本章小結(jié)61-62
• 第5章 實(shí)驗(yàn)樣機(jī)研制及控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)62-72
• 5.1 實(shí)驗(yàn)樣機(jī)控制系統(tǒng)研制62-67
• 5.1.1 控制柜設(shè)計(jì)62-65
• 5.1.2 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)65-67
• 5.2 單軸控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)67-69
• 5.3 實(shí)物焊接實(shí)驗(yàn)69-71
• 5.4 本章小結(jié)71-72
• 結(jié)論72-73
• 參考文獻(xiàn)73-77
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和取得的科研成果77-78
• 致謝78

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 吳林;張廣軍;高洪明;;焊接機(jī)器人技術(shù)[J];中國(guó)表面工程;2006年S1期

2 周青苗,李鐘明,張立峰;稀土永磁無(wú)刷直流電機(jī)性能分析[J];電工技術(shù)雜志;1998年01期

3 譚一炯;周方明;王江超;黃志杰;;焊接機(jī)器人技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J];電焊機(jī);2006年03期

4 宋金虎;;我國(guó)焊接機(jī)器人的應(yīng)用與研究現(xiàn)狀[J];電焊機(jī);2009年04期

5 段錦程;石永華;俞國(guó)慶;梁斌;;基于ARM的機(jī)器人自動(dòng)焊接控制系統(tǒng)[J];電焊機(jī);2011年07期

6 倪文乞;顧希渭;;稀土永磁同步電機(jī)發(fā)展前景概述[J];電機(jī)技術(shù);1991年02期

7 田逸;張茂青;T. A. Lipo;;基于MATLAB的交流永磁同步電機(jī)解耦控制研究[J];電氣傳動(dòng)自動(dòng)化;2009年03期

8 李靜;程小華;;永磁同步電機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)[J];防爆電機(jī);2009年05期

9 高仕紅;熊云槐;;一種精確的永磁同步電機(jī)數(shù)學(xué)模型及仿真模型的研究[J];湖北民族學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2008年03期

10 姚河清,陳亞政,孟慶芹;現(xiàn)代焊接技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀及展望[J];河海大學(xué)常州分校學(xué)報(bào);2004年03期

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本文編號(hào)：257183