多自由度工業(yè)機器人控制系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、本課題研究的內(nèi)容就是針對生產(chǎn)線上的多功能工業(yè)型關(guān)節(jié)機器人應用的研究,其要求就是能通過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。這是一個涉及學科廣且在控制領(lǐng)域中近代才出現(xiàn)的一項新技術(shù)。
　　課題來源于某風扇生產(chǎn)公司實現(xiàn)工業(yè)機器人代替員工操作某些簡單工序,如抓、撿、扣、拿等。若要通過關(guān)節(jié)型機器人實現(xiàn)這些工序,首先要解決的問題則是路徑靈活可變的問題,使其能通過示教或程序編寫按任何合理的路徑動作,其次就是要能在額定負載以內(nèi)的不

2、同負載下都能穩(wěn)定的工作,再則就是它的抗干擾能力的問題,這樣一來則只要在機器人手部的末端更換不同的執(zhí)行器就能實現(xiàn)不同的功能了。主要研究內(nèi)容概括如下:
　　1、對六自由度機器人的正、逆運動學及動力學進行分析,根據(jù)其機械結(jié)構(gòu)并利用D-H參數(shù)法建立其坐標系,建立其相應的運動數(shù)學模型;
　　2、確定該工業(yè)機器人的控制系統(tǒng)整體的方案及結(jié)構(gòu),采用松下A5系列的伺服電機驅(qū)動器驅(qū)動,用LPC1700系列的Cortex-M3處理器作主、從控制器

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