基于开放式系统地特种机器人控制器地研究

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1、东北大学硕士学位论文摘要基于开放式系统的特种机器人控制器的研究摘要在工业机器人研究和应用领域。人们迫切要求机器人控制器具有配置灵活、功能扩展简便、基于统一的规范和易于实现统一管理等特点，同时相应的控制软件具有及时扩展和联接的功能，以使控制系统的开发是标准化和易于实现的，这就产生了具有开放结构的控制系统。用户可以在开放式系统的平台上增减一定的硬件和软件构成个性化、柔性的系统，以便使机器人控制系统的硬件平台具有模块化的拓扑结构，软件具有通用和组合化的模型，能适用多种设备，随意集成，体现强大的适应性，使工业机器人能够在特定领域更好的完成预定的任务。本文以在某神壳体空腔内完成清理污垢或

2、粘贴胶片等接触性操作的特种机器人为实际应用背景，着重研究基于工业控制机IPC为基础的，以PMAC(ProgrammableMultipleAxesController)多轴控制器系统支撑单元的双CPU开放式、柔性的机器人开放式控制系统。该系统可以进行人机接口的和非实时控制部件的定制，实时控制部件的参数化，实现了具有两个级别的开放度。主要解决了三方面的问题：①基于IPc+PMAc的开放式控制系统整体柔性方案的搭建。②针对要在环境接触的情况下完成操作机器人操作手臂，提出了一种力／位混合控制算法。③给出力控制方案的具体的硬件与软件实现。本文从开放式控制系统的应用角度，具体介绍了PMA

3、C运动控制器的特点，PMAC附件双端口DPRAM和I／O扩展板ACC．34AA在整个系统的应用，以及PMAC和各个伺服驱动器之间的硬件线路连接和相应的控制手段。其中包括驱动器速度和力矩两种模式的转换，PMAC和驱动器在不同控制方式下的参数调节。考虑到此机器人手臂要与壳体内壁接触来完成粘贴胶片的工作，提出了一种在转矩计算法基础上的，靠调节误差方程来实现力和位置同时控制的算法。通过实际应用，具有此类开放式控制系统的特种机器人能够实现多关节的协调和实时操作，在壳体内完成手工不能完成的高难度贴片工作。关键词机器人操作手开放式结构PMACIPC力，位混合控制一II．东北大学硕士学位论文A

4、BSTRACTTheResearchoftheControllerofASpecialRobotBasedonOpenSystemAbstractIntheresearchandfieldofindustrialrobot，peoplepressforthecontrollerofrobothavingthecharactersthaiareflexibleinconfigure，simpleandconvenientonfunction，uniformcriterionandeasytosupervise，etc．Meanwhile，correspondingsoftware

5、hasthefunctionofexpandabilityandlinkageinrealtimeSOthatexploitureofcontrolsystemissimpleandeasytoachieve．Thatisthecontrollingsystemthathasthecharacterofopenarchitecture．TheusercanincreaseordecreasethehardwareandsoftwareonflatroofofopensysteminordertOconfigureaflexibleandcharacteristicsystem，

6、whichmakesthefiatroofhavearchitectureoftopology，ODtheotherhand，correspondingsoftwarehasall—purposeandcombinedmodel．Inthisway，itcouldapplymultiplicateequipmentandbeintegratedoptionally．Therefore,ithaspowerfuladaptabilitySOthatindustrialrobotaccomplishscheduledtaskinspecialfield．Inthispaper，th

7、eappliedbackgroundisaspecialrobotforthecontactingtask，whichstickscolloidorclearsdirtsinakindofhull．Itmostlystudiedtheflexiblecontrolsystemhavingopenarchitecture，whichisbasedondoubleOPUthatIPCandPMAC(ProgrammableMultipleAxesController)．Thissystemcan