本文關鍵詞：關節(jié)臂式機器人示教軌跡采集系統(tǒng)設計與實現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：為了解決機器人噴涂軌跡示教方式繁瑣的缺點,本文提出并實現(xiàn)了通過示教輔助裝置進行噴涂軌跡離線示教的新方法。該示教輔助裝置具有6個自由度,各關節(jié)上安裝一個絕對式編碼器,示教時采用拖動引導的方式獲取噴涂軌跡,在編碼器記錄下各關節(jié)軸角度的同時,數(shù)據(jù)內容通過RS-485總線傳輸,并在上位機上進行角度換算和數(shù)據(jù)優(yōu)化、存儲,通過坐標變換,實現(xiàn)機器人軌跡再現(xiàn)。首先,對示教輔助裝置的設計。為了讓示教點更加穩(wěn)定,使用阻尼器增大連接件之間的摩擦,消振消能。根據(jù)FANUC M-10iA型噴涂機器人參數(shù),建立關節(jié)臂正運動學模型,并在此基礎上,運用MATLAB仿真軟件,通過隨機生成空間點的方式,仿真出關節(jié)臂的工作空間點云模型,驗證了其工作空間的有效性。其次,基于STM32芯片設計實現(xiàn)集示教軌跡優(yōu)化、圖形仿真于一體的示教軌跡采集系統(tǒng)。在Visual C++6.0的MFC的開發(fā)環(huán)境下,調用OpenGL的圖形庫函數(shù),實現(xiàn)了關節(jié)臂模型圖形仿真和軌跡再現(xiàn)。根據(jù)編碼器輸出形式,定義信息幀格式,經(jīng)上位機解析串口內容,換算為各軸關節(jié)轉角值,數(shù)據(jù)經(jīng)過限幅濾波、失速保護等優(yōu)化處理后,自動生成機器人可讀的示教文本程序。最后,搭建實驗平臺,通過理論分析和實驗驗證,確定示教軌跡采集系統(tǒng)的正確性,并完成了機器人復現(xiàn)示教軌跡的實驗,通過MATLAB仿真軟件的軌跡分析,得出了編碼器誤差權重等級,為進一步改進示教軌跡采集系統(tǒng)奠定了基礎。
【關鍵詞】：噴涂 示教軌跡 編碼器 串口 圖形仿真
【學位授予單位】：廣東工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP242
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-14
• 第一章 緒論14-26
• 1.1 課題背景及研究目的和意義14-15
• 1.2 機器人的示教分類15-18
• 1.2.1 在線示教17-18
• 1.2.2 離線示教18
• 1.3 示教技術的研究現(xiàn)狀18-22
• 1.3.1 在線示教國內外研究現(xiàn)狀18-19
• 1.3.2 離線編程國內外研究現(xiàn)狀19-22
• 1.4 本文課題來源及研究內容22-25
• 1.4.1 本文組織結構24
• 1.4.2 本文各章節(jié)主要內容24-25
• 1.5 本章小結25-26
• 第二章 示教軌跡采集系統(tǒng)總體規(guī)劃26-30
• 2.1 需求分析與功能設計26-28
• 2.2 系統(tǒng)總體方案設計28
• 2.3 關節(jié)臂軌跡采集系統(tǒng)行業(yè)應用分析28-29
• 2.4 本章小結29-30
• 第三章 關節(jié)臂示教原理30-37
• 3.1 關節(jié)臂正運動學模型建立30-32
• 3.2 關節(jié)臂工作空間分析32-34
• 3.3 關節(jié)臂編碼器34-36
• 3.4 本章小結36-37
• 第四章 示教軌跡采集系統(tǒng)硬件電路設計37-48
• 4.1 硬件總體設計37
• 4.2 微處理器主控電路設計37-38
• 4.2.1 采集系統(tǒng)微處理器芯片37-38
• 4.3 電源電路設計38-40
• 4.3.1 供電方案38-39
• 4.3.2 電源模塊電路設計39-40
• 4.4 微控制器外圍電路設計40-43
• 4.4.3 時鐘產(chǎn)生電路40-41
• 4.4.4 復位電路41-42
• 4.4.5 調試電路42
• 4.4.6 啟動電路42-43
• 4.5 信號采集電路設計43-46
• 4.5.1 編碼器反饋電路設計43-45
• 4.5.2 鍵盤輸入電路設計45-46
• 4.6 總線電路設計46
• 4.6.1 RS-485總線電路設計46
• 4.7 本章小結46-48
• 第五章 示教采集系統(tǒng)軟件總體設計48-68
• 5.1 示教采集軟件設計概述48-49
• 5.2 示教關節(jié)臂軌跡采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸49-52
• 5.2.1 串口數(shù)據(jù)傳輸49-52
• 5.3 上位機數(shù)據(jù)優(yōu)化處理與軌跡仿真52-66
• 5.3.1 收發(fā)串口信息與數(shù)據(jù)處理52-56
• 5.3.2 編碼器角度數(shù)據(jù)的轉換56-58
• 5.3.3 角度數(shù)據(jù)及角速度優(yōu)化58-61
• 5.3.4 示教軌跡程序生成61-62
• 5.3.5 上位機仿真軌跡實現(xiàn)62-66
• 5.4 本章小結66-68
• 第六章 示教采集系統(tǒng)平臺搭建與實驗68-82
• 6.1 關節(jié)臂軌跡采集平臺搭建68-71
• 6.1.1 關節(jié)臂編碼器安裝68-69
• 6.1.2 關節(jié)臂編碼器接線69-70
• 6.1.3 關節(jié)臂采集盒70
• 6.1.4 示教關節(jié)臂軌跡采集軟件70-71
• 6.2 關節(jié)臂軌跡采集系統(tǒng)測試71-73
• 6.2.1 編碼器檢測71-73
• 6.3 關節(jié)臂的標定73-77
• 6.3.1 零點標定74
• 6.3.2 姿態(tài)標定74-77
• 6.4 示教軌跡仿真再現(xiàn)和機器人軌跡再現(xiàn)實驗77-79
• 6.4.1 典型軌跡的示教再現(xiàn)77-79
• 6.5 關節(jié)臂安裝誤差分析79-81
• 6.6 本章小結81-82
• 結論與展望82-83
• 參考文獻83-88
• 致謝88-89
• 附錄1 編碼器收發(fā)數(shù)據(jù)表89-90
• 附錄2 采集系統(tǒng)換算的編碼器角度值90-91
• 附錄3 上位機解析數(shù)據(jù)程序91-99

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前8條

1 孫素新;;裝有機器人關節(jié)臂激光傳送系統(tǒng)的激光仿形加工機[J];激光與光電子學進展;1986年01期

2 裘祖榮;孫增玉;張國雄;;關節(jié)臂式坐標測量機標定系統(tǒng)的設計[J];計算機測量與控制;2009年01期

3 姚旭東;;關節(jié)臂測量機的機械結構和空間誤差補償分析[J];計算機仿真;2011年08期

4 張坤;;關節(jié)臂掃描儀對車輪輪輻厚度的測量應用[J];模具制造;2014年04期

5 成思源;彭慧娟;郭鐘寧;于兆勤;張湘?zhèn)?;基于關節(jié)臂掃描的計算機輔助檢測實驗[J];實驗室研究與探索;2013年02期

6 李明東,馬培蓀,馬建旭,程君實;形狀記憶合金絲驅動的仿生轉動關節(jié)臂[J];上海交通大學學報;1999年10期

7 戴寶慶;韓松;薛二賽;;關節(jié)臂測量機蛙跳功能的使用[J];金屬加工(冷加工);2014年13期

8 ;[J];;年期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 孫中升;;關節(jié)臂測量機在大尺寸測量中的應用[A];2008年江蘇省計量測試學術論文集[C];2008年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 王學影;關節(jié)臂式坐標測量機系統(tǒng)研究[D];天津大學;2008年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 鄧鐸;關節(jié)臂式機器人示教軌跡采集系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[D];廣東工業(yè)大學;2016年

2 王斌;關節(jié)臂式三坐標測量系統(tǒng)數(shù)學模型及標定技術的研究[D];天津大學;2007年

3 郭輝;關節(jié)臂式柔性三坐標測量系統(tǒng)關鍵技術的研究[D];天津大學;2005年

4 孫增玉;關節(jié)臂式坐標測量機標定技術的研究[D];天津大學;2008年

5 凌清平;關節(jié)臂式坐標測量機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的研究[D];天津大學;2009年

6 秦自瑞;圓分度誤差匹配技術在柔性關節(jié)臂最佳測量區(qū)優(yōu)化中的應用研究[D];合肥工業(yè)大學;2012年

  本文關鍵詞：關節(jié)臂式機器人示教軌跡采集系統(tǒng)設計與實現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

，

本文編號：372254