機器人是機電一體化技術(shù)高度發(fā)展后的產(chǎn)物,主要應(yīng)用在機械、電子、控制等相關(guān)工程領(lǐng)域,目前正處于快速發(fā)展階段。而控制系統(tǒng)作為機器人的核心組成部分,具有可靠性高、功能全面、響應(yīng)速度快等特點。本文設(shè)計了一套開放式的工業(yè)機器人控制系統(tǒng),其中:控制器采用雙級結(jié)構(gòu),底部采用MAC3002SSP2和MAC3002SSP4運動控制卡,對機器人進行運動控制,頂層的工控機用于管理系統(tǒng)。具體工作如下:首先,給出了控制系統(tǒng)的總體設(shè)計方案,并對各硬件組成部分進行介紹,包括MAC3002SSP2和MAC3002SSP4運動控制卡的性能及使用方法。然后,介紹了機器人的數(shù)學(xué)基礎(chǔ),在分析RBT-6T/S01DM型模塊化串聯(lián)機器人機械結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,依據(jù)D-H規(guī)則建立直角坐標(biāo)系,推導(dǎo)出機器人的運動學(xué)模型,正逆運動學(xué)算法,并進行了不同空間下機器人軌跡規(guī)劃的研究。最后,基于MFC結(jié)合前述運動學(xué)模型,利用VC++6.0編譯器,基于面向?qū)ο蟮脑O(shè)計理念完成機器人控制系統(tǒng)軟件的設(shè)計,實現(xiàn)示教、定點抓取、軌跡控制等作業(yè)任務(wù)。本論文的研究為模塊化六自由度工業(yè)機器人的工程應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外工業(yè)機器人發(fā)展現(xiàn)狀及分析
    1.3 國內(nèi)外工業(yè)機器人控制系統(tǒng)研究現(xiàn)狀及分析
    1.4 論文主要研究內(nèi)容
    1.5 論文結(jié)構(gòu)安排
第2章 六自由度工業(yè)機器人控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計
    2.1 引言
    2.2 控制系統(tǒng)硬件架構(gòu)
    2.3 運動控制卡的設(shè)計選型
        2.3.1 MAC-3002SSP4 運動控制卡的性能
        2.3.2 MAC-3002SSP4 運動控制卡運動函數(shù)列表
        2.3.3 MAC-3002SSP2 運動控制卡的性能
        2.3.4 MAC-3002SSP2 運動控制卡運動函數(shù)列表
    2.4 電機驅(qū)動系統(tǒng)
        2.4.1 步進電機及驅(qū)動器主要技術(shù)參數(shù)
        2.4.2 伺服電機及驅(qū)動器主要技術(shù)參數(shù)
    2.5 控制柜及各組成部分
    2.6 本章小結(jié)
第3章 六自由度工業(yè)機器人本體結(jié)構(gòu)及運動學(xué)分析
    3.1 引言
    3.2 機器人的本體結(jié)構(gòu)
    3.3 機器人控制數(shù)學(xué)基礎(chǔ)
        3.3.1 機器人位姿的描述
        3.3.2 坐標(biāo)變換
        3.3.3 RBT-6T/S01DM型模塊化串聯(lián)機器人的D-H模型
    3.4 機器人運動學(xué)
        3.4.1 機器人運動學(xué)正解
        3.4.2 機器人運動學(xué)逆解
    3.5 本章小結(jié)
第4章 六自由度工業(yè)機器人的軌跡規(guī)劃
    4.1 引言
    4.2 笛卡爾空間軌跡規(guī)劃
        4.2.1 空間直線軌跡規(guī)劃
        4.2.2 空間圓弧軌跡規(guī)劃
        4.2.3 樣條曲線軌跡規(guī)劃
    4.3 關(guān)節(jié)空間軌跡規(guī)劃
        4.3.1 三次多項式插值軌跡規(guī)劃
        4.3.2 拋物線過渡的線性運動軌跡規(guī)劃
    4.4 本章小結(jié)
第5章 六自由度工業(yè)機器人控制軟件設(shè)計
    5.1 引言
    5.2 軟件開發(fā)平臺
    5.3 軟件總體方案設(shè)計
        5.3.1 指令程序管理模塊設(shè)計
        5.3.2 軟件初始化功能模塊設(shè)計
        5.3.3 模塊組合功能實現(xiàn)
        5.3.4 手動操作功能實現(xiàn)
        5.3.5 狀態(tài)檢測功能模塊設(shè)計
        5.3.6 機器人運動學(xué)模塊設(shè)計
        5.3.7 機器人示教再現(xiàn)模塊設(shè)計
    5.4 軟件測試與分析
    5.5 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻
致謝
作者簡介
攻讀碩士學(xué)位期間研究成果



本文編號：3759031