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。     

2P3R型机器人运动学及工作空间分析

针对目前企业中存在的人工打磨大型船用螺旋桨叶面效率低、质量不均匀以及工人劳动强度大等问题,提出了一种用于加工大型船用螺旋桨叶面的2P3R型5自由度工业机器人,建立了其完整模型。将末端执行器考虑在内,采用改进D-H法建立了机器人正运动学数学模型并求得其正运动学方程。基于蒙特卡罗法,在Matlab环境下,利用机器人工具箱对机器人工作空间进行求解,描绘出该机器人末端刀具可达工作空间点云图。通过曲面拟合与空间包容对比,结果表明,所设计的2P3R型5自由度工业机器人能够实现对直径4~10 m的大型船用螺旋桨单个桨叶上表面的全部覆盖,为后续对大型螺旋桨加工机器人的运动控制与路径规划等研究奠定了基础。     

基于RSI的工业机器人开放式控制系统设计

为提高工业机器人的柔性化及智能化水平,同时满足数据的实时共享、监控,使控制系统具有可扩展性与可移植性,设计了一种基于x86平台和RSI的工业机器人开放式控制系统。引入RSI后可载入应用程序包,实现PC工控机与KUKA机器人系统的实时性数据交换。运用模块化设计思路,针对硬件系统,制定软件系统平台的各功能模块,配合Windows操作系统的数据处理能力,在保证工业机器人实时性的前提下,实现了功能的扩展性和增减性。该系统在KUKA工业机器人力反馈实验平台上进行了可行性验证,试验表明,此开放式控制系统的实时响应性良好,满足预期控制要求。     

基于工作空间的球面5R并联机器人机构设计

研究球面2自由度2R串联机器人的可达工作空间,并对之进行分类.在此基础上研究球面2自由度5R并联机器人的理论工作空间形成原理,根据理论工作空间的形成条件建立该并联机器人的设计空间,设计空间内包含球面2自由度5R并联机器人机构的所有尺寸型.在设计空间内寻找理论工作空间形状发生变化的机构临界尺寸条件,这些条件将设计空间划分为不同的子区域,不同子区域所对应的球面2自由度5R并联机器人尺寸型机构具有不同形状的工作空间,从而在全部设计空间内对该机器人理论工作空间的形状进行详细分类.探讨该并联机器人机构的工作空间面积性能指标与杆件尺寸之间的关系,并在设计空间里绘制相应的工作空间面积性能图谱.工作空间形状和面积大小是进行机器人机构设计的重要参考依据.     

基于PLCopen标准的工业机器人运动控制器的设计与实现

为了满足当前工业机器人控制系统对开放性、实时性和控制精度的要求,在CODESYS软件开发环境下,基于PL-Copen标准,设计了一种满足各类工业机器人的通用型运动控制系统软件框架,能够实现多关节工业机器人的正/逆运动学求解以及直线和圆弧插补.此外,在CODESYS软件环境下,设计了可视化界面.最后以六自由度串联工业机器人为对象搭建了实验平台,进行了实验验证.结果表明,所设计的软件框架满足设计精度和实时性等要求,并对多关节工业机器人具有很好的通用性.     

基于PMAC的六自由度机器人开放式控制系统开发

以IPC＋PMAC作为CINCINNATI工业机器人的控制器,设计了一种基于PMAC的开放式机器人控制系统。系统采用双微机分级控制方式和模块化结构软件设计,上级IPC负责路径规划,下级PMAC则实现对各个关节的位置伺服控制和多个关节的协调控制。实践证明这种机器人控制系统运行平稳,具有良好的开放性和扩展性。     

基于开放式平台的视觉工业机器人研究

在工业机器人研究领域,基于视觉的伺服控制一直是研究的热点,开放性也是机器人控制系统的发展趋势。本文研究在基于运动控制卡和IPC的开放式机器人控制平台上六自由度视觉工业机器人的研制。视觉伺服模块采用CCD摄像机采集视频信号,应用基于DSP的视频处理卡处理采集到的视频信息,处理结果通过串口与上位工控机通信,上位控制软件通过运动控制卡驱动各关节伺服电机,实现预期的运动。通过实验,机械手末端可以实现对不同形状工件的模拟分拣动作。实验证明,本项技术具有一定的实用性并为完善的开放式视觉工业机器人的研制奠定了基础。     

实时环境下的对弈机器人控制系统设计与分析

介绍了一种能够实现与人进行中国象棋对弈的对弈机器人及其控制系统的设计，并对实时环境下的软件开发进行了详细说明和分析。经实际运行证明，该机器人作为国内利用开放式控制器开发成功的第一台对弈机器人，具有较高的开放性、智能性、可靠性和实用性。     

基于视觉检测技术的机器人自动贴片系统设计

阐述了机器人自动贴片系统的功能和结构,给出了系统的层次结构、控制系统流程和关键模块的设计思路.系统上位机软件采用.NET平台构建,硬件基于工控机、机器人、工业相机和PLC实现,系统利用视觉检测技术对机器人定位进行实时补偿.使用结果表明,该自动贴片系统具有较高的贴片精度及效率.     

基于IPC的开放式数控系统的研究

本文论述了基于IPC开放式数控系统的设计.重点对数控专用模板嵌入通用IPC机构成的数控系统设计进行了研究,并开发了该类型基于IPC的开放式数控系统.实践证明,该系统能够满足工业要求,而且具有良好的扩展性和可移植性.     

小型格斗机器人的研究与开发

研究基于PIC单片机为控制核心的格斗机器人。该机器人由动力系统、机械系统和控制系统组成,其控制系统主要由PIC单片机、电动机驱动电路和传感器模块三部分组成。在机器人控制系统的软件设计中,采用自救、搜索和攻击算法。利用灰度传感器和接近传感器将信号经模数转化为14位数字量。在精度问题上,通过软件实现只取其中的高8位,并在实际对抗中,取得较好的效果。     

基于PMAC的冗余度机器人控制系统

随着冗余度机器人技术的发展,开放式冗余度机器人控制系统的开发和使用变得尤为重要。文章介绍了以PMAC运动控制器为核心,通用PC为系统支撑的开放式冗余度机器人控制系统,阐述了其硬件结构,采用模块化技术和虚拟仿真语言开发了机器人的仿真及控制软件,整个系统有较高的实时性和较好的开放性。     

基于Mobile-Android小型移动机器人平台控制系统

针对目前小型移动机器人控制系统存在的设计成本高、平台搭建困难、过度依赖网络的问题,将软件设计模式中的MVC模式应用于移动机器人控制系统设计,同时,在Android平台和Arduino控制板上使用Java、C语言进行了实验。提出了基于Android移动计算平台、结合蓝牙通信和无线局域网（WiFi）通信的小型智能移动机器人平台Mobile-Android。详细地描述了该平台的系统结构、控制软件,包括GUl界面模块、运动控制模块、命令配置模块、上位机与下位机通信协议等的设计与实现。在原型系统上初步的测试结果表明,该智能移动平台方案既能够实现智能移动机器人系统硬件平台的快速搭建,又能够充分发挥移动机器人的运动特性与智能手机的强大信息处理能力和控制能力;结合两者长处,获得了一个完整的智能移动机器人系统。     

基于PMAC的仿人按摩机器人手臂控制系统设计

仿人按摩机器人手臂是按摩机器人的重要组成部分,其控制系统是中医按摩机器人完成按摩位置精确定位的关键因素。为了实现对仿人按摩机器人手臂精确控制,基于PC+PMAC运动控制卡设计了仿人按摩机器人手臂控制系统。通过PC与PMAC运动控制卡之间的通信对PMAC运动控制卡进行参数设置以及PMAC运动控制卡的PID控制器参数的优化。基于VC++软件开发平台设计了控制系统软件。仿真及实际应用效果表明,设计开发的仿人按摩机器人手臂控制系统实现了对手臂的控制,达到了设计要求。     

微创手术机器人远程监控系统设计

远程监控机器人系统能够实现远距离控制本地机器人.它在危险环境作业中具有不可替代的作用.同时在远程医疗中也具有相当广阔的应用前景.为了建立基于互联网的手术机器人远程监控系统,实现控制数据及视频画面的传输,利用Video for Windows(VFW)在机器人端捕捉摄像头视频信号,H.263算法完成视频信号压缩.信息的传送采用Visual Basic6.0的Winsock控件.详细介绍了远程控制结构和控制协议,以及通信两端软件基于Visual Basic6.0的实现.通过对自主设计的手术机器人实验表明,该远程监控方案是可行、有效的.最后展望了远程监控的发展趋势以及本系统需要改进的地方.     

基于网络的开放式双臂机器人控制器

针对开放式控制器的原有结构，提出了一种融合网络的简化分层控制模型，结合本实验室的双臂机器人，详细阐述了基于网络的开放式控制器的硬件结构和软件结构，最后介绍了系统的具体实现方式。     

工业机器人控制系统的开放性与实时性研究

针对工业机器人系统对开放性和实时性能的需求,从硬件和软件两方面详细讨论机器人控制器在开放性和实时性上的要求以及目前的研究进展,并从这两方面构建了基于ARM7微处理器运动控制板的SCARA机器人的控制系统,充分利用嵌入式技术、CAN总线技术、SoC技术等多项技术,同时将RTAI(Real Time Application Interface)和uClinux相结合组成双核嵌入式实时系统,保证系统具有较强的开放性和硬实时性,最后通过实验验证了系统的可行性和较好的实时性能.     

教学型弧焊机器人设计

叙述教学型弧焊机器人设计的总体方案,以及其结构和控制系统的设计。采用SolidWorks绘图,设计了教学型弧焊机器人的结构,实现了三维运动仿真。采用微机控制技术,设计了教学型弧焊机器人控制系统。实现了对教学型弧焊机器人的控制,并把位置信息反馈给操作者实现人机交互的功能。     

6R型串联机器人控制系统的软件实现

基于Windows系统平台和VC6．0编程环境,结合ACR9000运动控制器实现了机器人模块化控制系统的设计。整个系统能够实现机器人示教、机器人运动指令生成、指令识别与运动再现以及运动状态监控等功能。此控制系统在自主研发的多功能6R型串联机器人平台上运行平稳。     

基于PLC机械手控制系统设计与实现

为了提高机械手在工业生产中定位的精度,介绍一种基于PLC的三自由度机械手控制系统设计方案.详尽地论述了三自由度机械手控制系统的硬件结构及软件实现方法.