基于PMAC運動控制器的弧焊機器人控制系統(tǒng)研究.pdf

1、工業(yè)機器人在生產(chǎn)制造業(yè)中廣泛應(yīng)用，極大地降低了勞動的強度和危險性?，F(xiàn)代生產(chǎn)對工業(yè)機器人的需求將越來越大，機器人市場前景十分廣闊。而開發(fā)功能全面、開放性強、可靠性高的機器人控制系統(tǒng)對工業(yè)機器人的自主研發(fā)至關(guān)重要。本文在分析和研究了國內(nèi)外工業(yè)機器人控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，搭建了以PMAC運動控制器為基礎(chǔ)的弧焊機器人硬件系統(tǒng)，并設(shè)計了弧焊機器人運動控制軟件。
　　本文首先建立了六自由度弧焊機器人的運動學(xué)模型。利用齊次變換矩陣法建立了正運動學(xué)模

2、型，推導(dǎo)出關(guān)節(jié)空間至直角坐標空間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。然后利用幾何法導(dǎo)出了相應(yīng)的逆運動學(xué)模型，建立了末端執(zhí)行器從直角坐標空間與關(guān)節(jié)空間的映射關(guān)系。為之后的軟件編程提供理論基礎(chǔ)。
　　然后搭建了弧焊機器人的硬件系統(tǒng)。核心運動控制器采用美國Delta Tau公司生產(chǎn)的多軸運動控制器（PMAC），該運動控制器能夠?qū)崿F(xiàn)多軸聯(lián)動，能夠與多種伺服系統(tǒng)匹配，且支持用戶植入運動學(xué)程序，具有良好的開放性。上位機選用工控機，使系統(tǒng)緊湊。伺服系統(tǒng)選用日本三菱最新

3、推出的J3伺服系統(tǒng)，具有良好的控制性能。
　　之后設(shè)計了PMAC控制軟件以實現(xiàn)控制要求?？刂栖浖饕秩蠓N類—運動程序，正逆運動學(xué)程序和PLC程序。運動程序用于描述各種運動的特征，包括運動模式、運動速度、目標位置等。正逆運動學(xué)程序?qū)C器人的運動學(xué)模型用PMAC語言描述，并作為PMAC控制器的固件在需要的時候自動執(zhí)行。PLC程序用于系統(tǒng)的初始化、系統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)控、程序的組織調(diào)用。
　　最后，對機器人控制系統(tǒng)進行實驗與調(diào)試。首先