本文選題：SCARA + 工業(yè)機(jī)器人��； 參考：《浙江理工大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：機(jī)器人(機(jī)械臂)是能夠在三維空間中實(shí)現(xiàn)許多類似人的行為與功能的多自由度機(jī)器。隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,中國(guó)對(duì)工業(yè)機(jī)器人的數(shù)量和質(zhì)量都有很高的需求�，F(xiàn)有的SCARA機(jī)械手大多數(shù)采用PC與運(yùn)動(dòng)控制卡相配合的方式進(jìn)行系統(tǒng)控制,該方式的響應(yīng)存在一定延遲,并且控制設(shè)備的成本較高。Linux系統(tǒng)是一個(gè)成熟而穩(wěn)定的操作系統(tǒng),它以其開源、穩(wěn)定、免費(fèi)的優(yōu)勢(shì)在嵌入式系統(tǒng)中的應(yīng)用越來(lái)越廣。利用基于Linux系統(tǒng)的嵌入式平臺(tái)作為SCARA機(jī)械臂的控制端不僅能提高系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性,并且能降低控制平臺(tái)的成本。本文首先分析了研究的背景,并總結(jié)了近年來(lái)國(guó)內(nèi)外針對(duì)機(jī)械手控制系統(tǒng)的研究。然后介紹了SCARA機(jī)械手的硬件參數(shù)及其機(jī)械結(jié)構(gòu),并在此基礎(chǔ)上建立笛卡爾坐標(biāo)系,進(jìn)行了SCARA型機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析,繪制了機(jī)械手的工作區(qū)間,并介紹了軌跡疵點(diǎn)的剔除流程。隨后,本文結(jié)合軟件系統(tǒng)、硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì),概述了機(jī)械手控制系統(tǒng)的總體方案,設(shè)計(jì)了軟件系統(tǒng)的框架,介紹了Linux系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái)與交叉編譯環(huán)境的搭建過(guò)程。而為了實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線多臺(tái)機(jī)器人的組網(wǎng)運(yùn)行,并能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控每臺(tái)機(jī)器人的運(yùn)行狀況,直接對(duì)接到生產(chǎn)管理部門。本文設(shè)計(jì)通過(guò)基于Qt的機(jī)械臂應(yīng)用軟件對(duì)SCARA型機(jī)械手進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制,系統(tǒng)介紹了機(jī)械臂UI中登錄界面、設(shè)備列表、編程界面、IO狀態(tài)等主要界面的功能及實(shí)現(xiàn)方法,并詳細(xì)講解了基于多線程操作技術(shù)與TCP/IP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案與實(shí)現(xiàn)方法。作為應(yīng)用最為廣泛的繪圖軟件,AutoCAD繪制的圖形還無(wú)法直接被機(jī)械臂系統(tǒng)所用,因此本文分析了DXF格式文件的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),研究了其中數(shù)據(jù)的提取方法,設(shè)計(jì)并概述了機(jī)械臂控制系統(tǒng)軟件的圖紙導(dǎo)入與程序文件傳輸?shù)膽?yīng)用性功能,然后進(jìn)行了機(jī)械臂嵌入式系統(tǒng)與機(jī)械臂UI的網(wǎng)絡(luò)通訊、文件傳輸測(cè)試。最后,為了測(cè)試本文設(shè)計(jì)的機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的實(shí)用性與可靠性,也為了檢驗(yàn)SCARA型機(jī)械臂應(yīng)用的廣泛性,利用機(jī)械臂UI的圖紙導(dǎo)入功能,結(jié)合數(shù)控系統(tǒng)中的刀具補(bǔ)償算法,對(duì)機(jī)械臂進(jìn)行了應(yīng)用性的測(cè)試。
[Abstract]:Robot (manipulator) is a multi-degree of freedom machine which can achieve many human-like behaviors and functions in three-dimensional space. With the rapid development of China's economy, China has a high demand for the quantity and quality of industrial robots. Most of the existing SCARA manipulators use PC and motion control card to control the system, the response of this way is delayed, and the cost of the control equipment is high. Linux system is a mature and stable operating system. It is more and more widely used in embedded system because of its advantages of open source, stability and free. Using the embedded platform based on Linux system as the control end of the SCARA manipulator can not only improve the real-time performance of the system, but also reduce the cost of the control platform. Firstly, this paper analyzes the background of the research, and summarizes the research on manipulator control system at home and abroad in recent years. Then the hardware parameters and mechanical structure of SCARA manipulator are introduced. Based on this, the Cartesian coordinate system is established, the kinematics analysis of SCARA manipulator is carried out, the working interval of the manipulator is drawn, and the process of eliminating trace defects is introduced. Then, combined with the design of software system and hardware system, this paper summarizes the overall scheme of manipulator control system, designs the framework of software system, and introduces the process of building Linux system development platform and cross-compiling environment. In order to realize the network operation of multiple robots in the production line, and to monitor the running status of each robot in real time, the robot can be directly docked to the production management department. In this paper, the motion control of SCARA manipulator based on QT manipulator application software is designed. The functions and implementation methods of the main interface in the manipulator UI, such as login interface, equipment list, programming interface and IO state, are introduced systematically. The design scheme and implementation method of network communication system based on multithread operation technology and TCP/IP protocol are explained in detail. As the most widely used drawing software, the drawing of AutoCAD can not be directly used by the manipulator system. Therefore, this paper analyzes the data structure of the DXF format file, and studies the method of data extraction. This paper designs and summarizes the applied functions of drawing import and program file transmission of the manipulator control system software, and then carries out the network communication and file transmission test between the manipulator embedded system and the arm UI. Finally, in order to test the practicability and reliability of the manipulator motion control system designed in this paper, and to test the universality of the application of the SCARA manipulator, the drawing introduction function of the manipulator UI is used, and the tool compensation algorithm in the NC system is combined. The application of the manipulator is tested.
【學(xué)位授予單位】：浙江理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TP241

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1928872