多自由度工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、本課題研究的內(nèi)容就是針對(duì)生產(chǎn)線上的多功能工業(yè)型關(guān)節(jié)機(jī)器人應(yīng)用的研究,其要求就是能通過(guò)示教或程序的方式按照期望的路徑完成不同需求的作業(yè)任務(wù)。這是一個(gè)涉及學(xué)科廣且在控制領(lǐng)域中近代才出現(xiàn)的一項(xiàng)新技術(shù)。
　　課題來(lái)源于某風(fēng)扇生產(chǎn)公司實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人代替員工操作某些簡(jiǎn)單工序,如抓、撿、扣、拿等。若要通過(guò)關(guān)節(jié)型機(jī)器人實(shí)現(xiàn)這些工序,首先要解決的問(wèn)題則是路徑靈活可變的問(wèn)題,使其能通過(guò)示教或程序編寫(xiě)按任何合理的路徑動(dòng)作,其次就是要能在額定負(fù)載以?xún)?nèi)的不

2、同負(fù)載下都能穩(wěn)定的工作,再則就是它的抗干擾能力的問(wèn)題,這樣一來(lái)則只要在機(jī)器人手部的末端更換不同的執(zhí)行器就能實(shí)現(xiàn)不同的功能了。主要研究?jī)?nèi)容概括如下:
　　1、對(duì)六自由度機(jī)器人的正、逆運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)進(jìn)行分析,根據(jù)其機(jī)械結(jié)構(gòu)并利用D-H參數(shù)法建立其坐標(biāo)系,建立其相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型;
　　2、確定該工業(yè)機(jī)器人的控制系統(tǒng)整體的方案及結(jié)構(gòu),采用松下A5系列的伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng),用LPC1700系列的Cortex-M3處理器作主、從控制器

3、,并用CANBUS實(shí)現(xiàn)主、從控制器的通信控制。將該控制系統(tǒng)進(jìn)行如下模塊設(shè)計(jì):電源模塊、控制模塊、示教模塊、伺服驅(qū)動(dòng)模塊及CAN總線通訊模塊,并對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行相應(yīng)的硬件、軟件設(shè)計(jì);
　　3、示教方案的設(shè)計(jì),通過(guò)各關(guān)節(jié)方向按鍵操作該六自由度機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng),記錄其示教路徑的關(guān)鍵示教點(diǎn),并進(jìn)行軌跡規(guī)劃,實(shí)現(xiàn)示教的整套操作。
　　4、從動(dòng)力學(xué)的角度分析其機(jī)械臂扭矩與角度、速度和角加速度之間的關(guān)系,同時(shí)考慮到其工作環(huán)境的外部干擾及摩擦力等