硕士学位论文-开放式机器人控制器的设计与研究

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1、江苏大学硕士学位论文开放式机器人控制器的设计与研究姓名：赵文祥申请学位级别：硕士专业：农业电气化与自动化指导教师：刘国海20030401江苏大学硕士学位论文摘要在课题组承担的江苏省十五攻关项目“网络化焊接机器人研制与汽车生产线应用工程”中，本课题负责其子任务——“开放式机器人控制器的设计和研究”。开放式机器人控制器是机器人领域内的重要研究方向，具有重要理论意义和实用价值。机器人技术在各个行业得到了广泛应用，已经成为自动化生产的主要组成部分。计算机技术与控制方法的快速发展，大大拓展了机器人技术应用的灵活性，更是对控制系统的性能、系统的结构等多方面都产生了极为深刻的影响。机器人控制系

2、统由封闭向开放转变成为一种趋势，而机器人控制器的研究无疑对提高机器人性能和自主能力、推动机器人技术的发展具有重大的意义。针对目前南汽生产线机器人控制器封闭、自动化程度不高的情况，本文根据国内外开放式机器人控制系统的一般设计方法，并结合南汽生产线的实际情况，提出了开放式机器入控制器的整体设计方案。本文主要针对工业机器人控制器的开放性设计问题，首先分析研究了开放式机器人体系结构的研究状况，并说明了本文的研究背景和主要研究内容。其次以6自由度的cOMAU机器人为研究对象，建立了机械手的运动学模型，并探讨了碰撞检测的应用方法。介绍了一种以DSP为核心的多轴运动控制器PMAC，包括它的硬件

3、结构、软件功能、通讯和存储方式等。在此基础上，提出一种基于PMAC的开放式机器人控制器设计方案，并设计了以PMAC运动控制卡作为机器人控制器的运动控制单元，以Pc／104工控机作为主控计算机，在此基础上设计了系统的数据采集系统。最后，通过对S队．SUN控制器的改造，设计出新的体系结构的开放式网络化机器人控制器。本文提出的开放式机器人体系结构，适用于许多工业机器人控制的场合，具有良好的应用前景。关键词：机器人；控制器；开放式：多轴运动控制卡：伺服系统江苏大学硕士学位论文ABSTRACTThepaperfocusesontheresearchofRobotControlierwith

4、OpenArchitecture，whichisthesubtaskoftheTenthFiveKeyProjectofJiangsuProvince‘R&DofOpenNetworkIndustriaIRobotandtheApplicationProjectofAutomobileWeldingProductLine’．TheresearchofrobotcontrollerwithopenarchitectureisanimponantdirectionsintheroboticsfieId，notonIyintheory，butalsoinpracfice．RObotte

5、chniqueist11ekeycompOnentofautOmaticproductionandhasbeenwidelyappIiedinmallyindust“esortradesWiththerapiddeVelopmentofcompuCerteclllliqueandcontr01method，notonlyhastheapplicationad印tabilityOfmbottechniquebeengreatlywidened，buthashadadeepgoinginnuenceontheperformanceandthestructureofcontrolsys

6、tem．Thatrobotcontrolsystemchangedfromclosetoopenisbecomingatrend．Ithasgreatmeaningtoresearchtherobotcontrollerformisingrobotperformallcea11dindependenceability，andpromotingthedevelopmentofrobottechnique．GiVentheconditionofcIOsedarchitectureofrobotcOntroIlerandofslightdegreeinautomationatprodu

7、ctIine，onthebasisofthegeneraldesignschemeinopenarchifecnlrecontmller，newideaa11dmethodOfrobotcontrollerareproposedin出ispapenFirstlyareViewoftheprogressoftheresearchforanalysisOfrObotcontmllerwithopenarchitectureismadeinthispaper，andtheresearc