面向數控機床群的上下料機器人設計與控制研究.pdf

1、隨著中國制造的全球化和市場競爭的日趨激烈，產品的生產周期已在逐步縮短，客戶的要求也日益多樣化，許多產品已由傳統大批量單品種的生產模式轉變?yōu)樾∨慷嗥贩N的生產模式。為了適應時代的發(fā)展需求，我國的裝備制造業(yè)正面臨著產業(yè)的升級換代。工業(yè)機器人在先進制造業(yè)中起到了不可替代的作用，隨著計算機技術和控制技術的發(fā)展，它已經成為衡量一個國家制造業(yè)水平和科技發(fā)展水平的重要標志。本課題中，針對企業(yè)實際的發(fā)展需要，研究并構建了面向多臺數控機床的上下料機器人運

2、動控制系統。
　　 論文首先闡述了課題研究的背景和意義，介紹了上下料機器人國內外研究現狀、發(fā)展趨勢及其分類，對國內外運動控制技術的發(fā)展現狀和存在的關鍵問題進行了分析和研究。
　　 其次，根據上下料機器人實際應用的需求，結合雙四桿機器人本體結構和實際加工環(huán)境的特點，設計了雙四桿上下料機器人的工作流程，提出了面向多臺數控機床的上下料機器人運動控制系統總體設計方案，對上下料機器人運動控制平臺的芯片和電機等硬件部分進行了分析和選

3、型。
　　 然后，利用坐標變換D-H參數法的基本原理，對上下料機器人進行運動學分析和研究。針對上下料機器人雙四桿的機構特性，用解析法對雙四桿機構末端輸出位置進行速度和加速度分析，在ADAMS軟件中建立模型對雙四桿機構進行運動學仿真，并對上下料機器人的工作空間進行模擬。
　　 再次，概述了關節(jié)空間和直角坐標空間兩種主要的軌跡規(guī)劃方法的特點，對上下料機器人工作路徑進行了討論和分析，在擬定的電機控制方案基礎上，利用平面矢量分解

4、的方法將直角坐標空間的運動軌跡轉換為關節(jié)空間變量，并對上下料機器人的關鍵軌跡進行了分析和研究。
　　 最后，對ARM嵌入式操作系統μClinux進行了移植和配置，在CCS開發(fā)環(huán)境中對DSP芯片進行了電機控制程序的設計;以DSP運動控制芯片為目標板，對直線插補算法進行了實驗驗證。
　　 本文對上下料機器人雙四桿機構進行了運動學和軌跡規(guī)劃研究，應用了一種基于ARM+DSP的運動控制方法，驗證了上下料機器人運動控制方法的正確性