基于PLC的工业机器人控制系统的研究

主要从软件和硬件两个部分对基于PLC的工业机器人控制系统进行研究设计。硬件部分主要由机器人本体、伺服驱动器和运动控制卡构成,并对其工作过程进行了简要阐述,软件部分主要由程序管理模块、机器人操作模块、轨迹规划模块、示教再现模块以及系统设置模块构成,最后通过仿真测试验证了该控制系统的可行性。此外,还对基于PLC的工业机器人控制系统的发展及应用进行概述分析。     

嵌入式山地机器人控制系统设计

山地机器人的运行环境复杂,对控制系统提出实时性、多任务和交互性等要求。为解决其控制问题,设计了嵌入式山地机器人控制系统。首先提出以WIFI通信和CAN通信为基础的三级控制系统方案;其次设计ARM11主控模块和多节点控制器协调控制的嵌入式硬件体系;最后采用嵌入式Linux操作系统作为ARM11的软件开发平台,并在此平台上用Qt Creator设计人机交互软件,采用增量式PID算法对节点中心电机进行调速控制以及运用遗传算法对机器人的自主避障路径进行规划。测试机器人的硬软件功能;比较规划路径和实际行走路径,结果表明所设计的控制系统精确性高,实时性强,并且该系统人机交互界面友好,运行可靠,能满足山地机器人的控制要求。     

基于PMAC的工业码垛机器人控制特性研究

以工业码垛机器人控制系统及其控制特性为研究对象,设计了一种基于工业控制计算机(IPC)+多轴运动控制卡(PMAC)的模块化分布式控制系统,探讨了工业码垛机器人控制系统的理论建构和工程实现问题,并通过工程样机长时间、多样式的码垛作业实验,证实该工业码垛机器人控制系统能可靠实现伺服控制、路径规划、状态监控和人机界面操作.     

上肢康复机器人控制系统设计

在传统治疗方法中主要由医务人员来辅助偏瘫患者完成康复训练,为减轻医务人员的劳动强度、提高康复训练的效果,基于阻抗控制方法为四自由度上肢康复机器人设计控制系统,实现康复机器人辅助患者完成康复训练。对控制方法进行分析后基于工业控制计算机搭建硬件平台,并分别对单关节运动、多关节连动进行理论分析、软件仿真,信号测试和样机实验。基于阻抗控制的上肢康复机器人控制系统能实现辅助患者完成沿规划轨迹的被动训练和跟随患者运动意识的主动训练。     

机场服务机器人控制系统设计与研究

针对现有机场空间大、人员复杂、服务项目繁多等机场服务问题,设计了一种用于机场服务、协助机场管理的服务机器人控制系统。该机器人控制系统设计通过基于轮式移动的平台结构方案以及基于ARM系列STM32单片机的底层控制和人机交互系统界面(包括语音交互程序和界面交互程序)的设计与程序编写,实现联网查询信息、语音识别预设应答、机器人避障移动等功能。论文分别从硬件和软件角度研究了机场服务机器人的控制系统和系统功能实现方法,介绍了机器人运动控制系统和语音控制系统的原理,分析了机器人避障移动算法基本步骤流程,完成了试验样机构建并进行了机器人控制系统性能测试。     

码垛机器人控制系统的设计与实现

介绍了混联机构的搬运码垛机器人控制系统的设计与实现方法,根据工作现场的实际需求,对离线码垛过程进行了研究,通过码垛关键参数的输入和码垛空间判断,建立离线编程的基础,给出了机器人码垛的路径规划,硬件控制系统采用工业PC（IPC）作为主计算机,利用分布式二级控制结构实现系统的监控和作业管理,协调各关节的运动,准确地跟踪轨迹规划。软件系统运用了PLC来控制机械人手爪且自主开发码垛机器人控制软件,通过码垛关键参数的输入及示教盒控制方式,经实际使用结果证明控制系统的有效性与合理性。     

基于力觉伺服轨迹规划的磨抛工业机器人曲面跟踪控制研究

为进一步提升工业机器人磨抛自由曲面时的轨迹跟踪控制技术,设计一种自由曲面磨抛轨迹自动生成方法。生成工件的STL模型,利用Bezier三角曲面拟合方法得到工件的拟合曲面,基于螺旋式磨抛轨迹实现自由曲面轨迹规划;利用等参数法和轨迹偏置的方法生成全部的轨迹,根据曲线路径曲率的变化,自适应调节控制点的间距,避免了曲线偏置时的干涉问题;在工业机器人腕处安装6D力传感器,利用力/位置混合控制方法对工业机器人进行运动轨迹跟踪控制。通过实验平台测试,验证该方法能够有效地进行曲面跟踪控制。     

基于EtherCAT的6-UPS并联机器人控制系统设计

针对机器人控制系统领域代码复用率低、拓展性差的问题,以6-UPS并联机器人为研究对象,采用开源机器人控制系统ROS为基本框架,借助IGH EtherCAT主站实现ROS系统与机器人之间的通信,在Gazebo-ROS中建立机器人的仿真模型,通过QT-ROS开发相应的人机界面,根据机器人运动学模型编写运动学节点、轨迹规划节点,实现机器人的仿真与实际控制并对底层驱动系统进行实时同步性测试。实验结果表明：控制系统的实时性和稳定性误差均在μs数量级,满足机器人控制系统的需求;通过设置中间路径点,测试仿真机器人以及真实机器人的运动情况,轨迹误差保持在一个脉冲当量以内,具有较高的控制精度。所设计的机器人控制系统可以有效地实现机器人的控制。     

基于VB的PLC通信在高层建筑消防机器人控制系统中的应用

首先简要介绍了高层建筑消防机器人控制系统的整体结构和硬件组成，然后详细阐述了基于VB的PLC通信在控制系统中的应用。考虑到任务和工作环境的特殊性，该系统以工业计算机为控制平台，VB6．0和组态软件相互配合以实现对机器人的无线控制。实验表明这一控制方案可靠性高，完全能够满足火灾现场的需要。     

机器人手臂笛卡尔空间轨迹计算机仿真规划

研究了基于机器人手臂关节笛卡尔空间的轨迹规划问题。通过在MATLAB软件环境下对该算法的计算机仿真测试试验,使规划的轨迹路径连续而平滑,从而保证机器人运动的平稳性,验证该算法在机器手臂轨迹规划过程中的可行性。重点讨论基于机器人手臂笛卡儿空间运动的轨迹规划和轨迹生成方法。     

基于ARM嵌入式机器人控制系统的研究与设计

码垛机器人的研究对于提高效率和节省成本等有着十分重要的意义。基于码垛机器人的功能需求和原理分析,对基于ARM的码垛机器人控制系统进行了详细的研究设计。首先基于Cortex-M3内核的微控制器和扩展的外围设备,搭建控制系统的硬件平台;以μC/OS-II为软件的搭建核心;同时基于μCGUI设计人机交互界面。其次采用分层次的思想,设计和开发了控制系统的软件架构,将代码封装为三个层,依次为驱动层、任务管理层和运动控制层。其中运动控制层加入了加减速算法并对轨迹进行规划。最后对所设计的控制系统进行试验验证,分别单独测试了通讯功能、零点复位功能和自动运行功能,并对物料进行实体搬运,经测试该机器人重复定位精度较高,能够实现平稳安全的控制。     

毫米级微装配机器人控制系统设计

介绍了一种配备了压电微夹钳的毫米级微装配机器人.根据微机器人系统的功能要求设计了其硬件和软件控制系统.控制硬件以32位ARM核处理器为核心组成数模混合系统,使用了两片CPLD构建了微马达控制器和微夹钳控制器.控制软件是基于嵌入式实时操作系统μC/OS-II而设计的多任务系统,包括微马达的控制及与计算机视觉系统之间通信协议等.实验结果证明整套控制系统能满足微装配应用要求.     

浅谈PLC控制的工业机器人组装系统

《中国制造2025》规划中提出制造业强国战略。传统制造业向智能制造业转型升级势在必行。工业机器人技术的发展成了制造业升级转型的助推器。基于PLC控制的工业机器人系统可以使个体机器人通过PLC通信网络连接在一起,不仅改善了工业机器人的柔性特性,还使多个工业机器人协调合作的自动化生产线成为可能,加速了工业机器人产业的发展。文章重点研究了基于PLC控制的工业机器人组装控制系统,并给出了系统硬件和软件的设计依据和方案。     

立式铆钉机自动化改造控制系统的设计研究

传统立式铆钉机存在自动化程序不高和人工铆接效率低等缺点,故提出了立式铆钉机自动化改造的方案,包括机械结构和控制系统的开发。控制系统以S7-200型PLC为控制器,其他硬件包括数字量模块、位置控制模块、继电器和光电开关等。利用模块化思想将控制系统划分为工业机器人控制、自动回原点控制和自动铆接控制三部分,详细阐述了相应的控制方案;以工作台运动距离最短为优化目标,完成了最优路径规划。利用原型机安排了相关试验,结果表明:整套系统运行流畅,自动化程度高,铆接质量稳定;工业机器人和工作台的重复定位精度较高,满足设计要求;最优路径规划算法可以计算最佳运动路径,缩短定位时间,提高铆接效率。     

移动机器人路径跟踪控制方法研究

基于两轮差动驱动的移动机器人,设计了一种路径跟踪控制系统。系统采用临时路径生成方法,通过规划移动机器人跟踪上期望路径前的轨迹,消除初始位置误差和方向误差,解决了移动机器人直接跟踪期望路径时控制量可能过载的问题,使机器人光滑趋近到期望路径。控制器的设计采用模糊控制器。试验验证了系统的有效性。     

码垛机器人控制系统的设计与实现

针对搬运机器人的需求,提出了一种码垛机器人控制系统的设计方案。首先介绍了码垛机器人的机构类型,然后分别对控制系统的硬件及软件结构设计做了详细的研究。控制系统基于嵌入式ARM硬件平台进行开发,采用Linux操作系统和Qt界面。阐述了码垛机器人的轨迹规划方法,经实验平台测试验证控制系统的可行性和合理性。     

工控计算机通用控制系统设计

本文基于由工业控制计算机为核心装置所构成的控制系统,对所具有的共同特点的分析,提出了一种工控计算机通用型控制系统的设计方法.文中介绍了系统的软、硬件设计、系统总成、数据处理及主要特点.     

六轴工业机器人控制系统研究与设计

本文在现有工业机器人控制系统基础上设计了一套开放式工业机器人控制系统,开放式结构可以方便地拓展及更新机器人控制系统的功能,增强机器人的性能。系统采用双级结构控制器,底部采用DMC-2163控制卡控制机器人各关节的运动,利用工控机进行系统顶部管理和轨迹规划,最后对控制系统的软件部分进行了总体实现,通过对系统的测试证明了所研究系统的有效性和可靠性。     

某新型微创手术机器人运动控制系统的研发

以微创手术机器人运动控制系统的研发过程作为重点内容,从手术规划、机器人构型和控制系统等方面对某大学正在研制的某新型微创手术机器人进行了介绍,并就机器人控制策略的选择、如何建立微创手术机器人数学控制模型、控制系统硬件的组建以及软件的开发过程都做了详细描述.采用了混联结构和基于计算力矩的控制策略的新型微创手术机器人,可实现点位控制和轨迹跟踪两种不同控制方式,能够在医生的操控下,完成一些简单的微创手术动作.     

袋装水泥装车机器人控制系统设计

针对袋装水泥装车过程中高速、重载、工作空间大等要求,提出一种新型袋装水泥装车机器人机构,研究了装车机的整体运动方案和机械手部分的运动规律,基于多项式插值法对机械手进行了运动轨迹规划,根据其运动轨迹和工作原理设计了相应的控制系统,并进行了装车机械手控制系统硬件组态,搭建了基于三菱Q系列PLC+Motion CPU模块的控制系统。研究了8轴联动的运动控制、连续轨迹控制等技术,开发了装车机器人控制程序,实现了袋装水泥装车机器人的自动控制。