开放式六关节机器人控制系统设计

来源 :南京工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jorry1983
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工业机器人作为当今最典型的机电一体化产品之一,以其高度的通用性、环境适应性和高可靠性,已大量地应用于各种各样的工业现场。为降低工人的工作强度、提高产品的质量和提高工业生产效率作出了重要的贡献。机器人控制系统是机器人系统中最核心的部分,也是机器人先进性重要的体现部分,所以一直是研究人员关注的重点。  本文对当今现有的机器人控制系统的结构体系作了详述和对比,总结了开放式结构体系的机器人控制系统的特点和优点,开放式结构机器人控制系统便于维护和升级,软硬件扩展性高,是目前机器人控制系统的发展趋势。研究的主要工作包括:  (1)在实验室的条件下,搭建了基于PC+运动控制卡结构的开放式六关节机器人控制平台。  (2)针对实验室的机器人平台建立了D-H参数坐标系,并进行了正向和逆向运动学求解。在此基础上采用了VC++6.0的MFC开发了机器人控制软件,设计了相应的控制模块,其中包括指令编辑模块、轨迹规划模块、运动控制模块、监测模块等。其中运动控制模块是对运动控制卡提供的API的封装,通过合理的调用API来实现机器人的控制功能。机器人控制软件运行于PC,充分利用了其丰富的资源和强大的处理能力。运动控制卡的DSP处理器以其高速处理能力,能够满足各轴实时的控制要求。  (3)为了验证控制软件主体架构的有效性和控制算法的正确性,采用OpenGL建立了与实际机器人结构参数一致的虚拟机器人,并设计了相应的仿真软件。经过大量的调试,编辑了机器人运动演示指令。通过了仿真软件的验证后,在实体机器人上顺利地运行。  
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