采用PC机的数控系统研究与开发

详述采用以PC 运动控制器组成上、下位机的形式自行研制开发的四轴数控系统.上位机采用通用PC机,以Windows操作系统为开发平台、Visual C 为开发工具对上位机的管理系统进行开发,实现数控加工过程的人机交互界面.下位机采用以P89C668单片机为控制核心自行研制的四轴运动控制器,完成与上位机的通信及整个运动控制细节.     

基于运动控制器的同步控制方法及系统实现

设计并实现了一种高精度同步运动控制系统。根据功能需求,采用工业控制计算机作为上位机,以运动控制器作为下位机。上位机中,在VC++平台上编写了人机交互界面及上位机软件监控系统;下位机中编写了相应的运动控制程序,以新型的相位控制方法为核心,用对等控制模式,实现了高精度的两轴同步。设计并制造了相应的实验平台,实验表明,此种方式构建的同步系统是可靠且实用的。     

基于ROS的自动分拣机器人系统设计

为了应对电子商务迅猛发展给仓储物流行业带来的新需求和挑战,设计了一款具有自主导航、自动避障以及自动分拣功能的自动分拣机器人。该机器人上位机基于ROS操作系统实现了机器人的多点自主导航、自动避障功能;下位机则基于STM32实现了底层电机、传感器驱动控制;并且,通过上位机与下位机之间的通信,实现了机器人自主导航以及自动抓取之间的协调工作。同时,针对DWA算法掉头、避障效果差的问题,结合算法原理以及麦克纳姆轮的运动特性,对DWA算法进行优化。经实验验证,当选取sim_period=2.5时,算法优化后,机器人掉头完成时(旋转180°)的Y轴偏移量比优化前缩小了51%,运行时间也比优化前缩短了30%,并且具有更好的避障效果。     

融合六维力感知技术的随动系统设计与测试实现

通过力对机器人进行运功控制是人机交互一个重要组成部分。将六维力感知机理与机器人控制技术融合,以力信息作为人机交互系统的控制输入,制定了响应迅速,运行稳定的随动控制策略,搭建了集成六维力感知、上位机控制、机器人系统的人机交互及测试平台,实现了机器人对于施力者的随动运动控制。基于此平台制定了轴孔装配控制策略,进行了轴孔装配测试,为补偿机器人末端运动偏转过程中所受耦合力干扰,对六维力传感器进行了运行过程中的标定,将实际补偿模型与理论模型进行了对比分析,并对机器人末端执行器进行受力补偿,结果表明,人机交互随动系统测试结果良好,为工业机器人装配任务中的初始定位不明确问题及轨迹规划示教提供了参考。     

基于单片机的人形机器人控制系统设计

对16自由度人形机器人的控制系统进行了模块化设计,包括稳压电路、下位机最小系统、舵机控制器模块、USB转换电路、传感器模块和语音模块。采用串行通信方式,设计了上位机对单片机下载程序,根据系统电路原理以及寻迹和语音控制的编程原理,设计了控制系统的上位机和下位机通信的主、从机程序,从而达到使机器人的各部分功能统一协调的目的。     

一种快递智能分拣装置

提出一种结合快递柜配送模式的小型化快递智能分拣装置,可以有效地解决快递员配送难、配送操作复杂、配送出错概率高等问题,是一种运用于快递配送相对集中的社区、学校、小区、公司等地方的智能分拣装置。该装置由驱动系统、传送平台、传感器和控制系统等部分组成,利用STM32控制器作为下位机对智能快递分拣装置就行控制,用LabVIEW作为上位机,负责人机交互与显示信息以及发送控制指令对下位机动作进行控制,整个过程自动化、无人化。     

基于VC++与PMAC的仿生四足机器人控制软件开发

对仿生四足机器人的机构及运动学进行分析,设计了一种基于Visual c++及可编程多轴控制器PMAC的控制系统。上位机采用PC机控制,用Visual c++编写控制程序,负责处理与用户的信息交互,获取机器人各个运动参数,计算机器人运动轨迹并向下位机发送指令等。下位机采用可编程多轴控制器PMAC,用PMAC运动程序编写,负责对每个关节电动机进行伺服控制。实践证明该控制系统运行平稳。     

自动锡焊机开放式控制系统软件的开发

以上位机+运动控制器的硬件结构为基础,结合自动锡焊工艺的硬件需求和软件需求,开发了一套自动锡焊机开放式控制系统软件。该控制系统软件设计采用分层模块化的方法,主要由两部分组成,分别是上位机软件和基于DSP的运动控制器软件。前者的主要功能是管理人机交互界面并负责与下位机进行指令传输,而后者则负责运动控制中的主要细节部分,两者之间通过标准RS-232接口进行通信。运行结果表明该控制系统软件能够保证自动锡焊机高效、稳定运行,具有很好的实用价值。     

基于PLC的立体车库控制系统研究

提出了一种新型立体车库控制系统的总体方案。其中,上位机设计了友好的人机交互界面,简化了操作;完善了数据库,加强了功能;制订了一个简单而有效的信息协议,实现了上位机与下位机的数据通讯;下位机以三菱FX2N-64MR-001型PLC为平台,设计了各种存取车动作的驱动程序和主程序,满足了立体车库的控制要求。     

海洋平台嵌入式升降控制系统的开发

为满足操作人员对海洋平台升降控制系统的实时性和便携性要求,方便对海洋平台随时随地的监控,设计并实现了基于安卓移动终端的海洋平台嵌入式升降控制系统。该系统以安卓移动终端为上位机,PLC为下位机,上位机主要负责人机交互,下位机主要负责对海洋平台的升降过程实时控制,上位机与下位机之间通过TCP/IP协议进行通信。该系统对海洋平台进行升降控制和自动调平,并对海洋平台升降过程的实时数据监控和视频影像监控。实际运行试验表明,该系统运行稳定,操作简单,能够满足海洋平台升降控制系统的要求。     

新型行车多轴控制系统设计与实现

分析了一种新型行车系统的原理与结构,阐述了新型行车控制系统的硬件组成以及控制策略。根据功能需求,采用工业控制计算机作为上位机,编写了人机交互界面;以运动控制器MP2310作为下位机,编写了运动程序;进行了实验,实验结果表明,所构建的多轴联动控制策略是可靠且实用的。     

直线超声电机精密定位系统平台搭建

针对直线超声电机驱动的精密定位系统,采用LabVIEW开发上位机软件,选用TMS320F2812DSP作为下位机进行实时控制,通过RS232串口实现上下位机的串行通讯.利用LabVIEW特有的循环事件结构自动感知用户事件,继而发送相应的命令信息给DSP,DSP接收相应动作命令后,对精密平台进行实时控制,并将运动数据回传给上位机,显示运动信息.实践证明,该控制平台操作简单、界面友好、数据反馈及时和可移植性强,具有较高的实用性.     

一种新型自动配药助老装置设计

为了解决老年人记忆力不好、身体行动不便等症状所带来的不能及时服药问题,设计了一种以Arduino UNO单片机为控制核心具有自动定时、定量配药功能的自动配药助老装置。装置由上位机跟下位机两部分组成,上位机是基于App Inventor制作的Android软件“药开心”APP,可用来设置服药时间、药物种类、药物数量、温度等数据;下位机则是基于ArduinoUNO单片机实现了药物配置、传感器控制、电机驱动等功能,两者通过串口通信实现数据传输,最终实现了固定时间通知家人、提醒老人吃药以及定量配药的自动配药功能。     

基于Twincat的移动机器人制孔系统北大核心

为了提高自动制孔效率与孔质量,以及提高我国自动化制孔自主研发能力,提出了一种移动机器人自动制孔设备,该设备主要包括移动装置、机器人、末端执行器、系统附件。并设计了"EtherCAT+Profibus"主从分布式控制系统,以Beckhoff EtherCAT控制系统作为主控,对移动装置、机器人、末端执行器、上位机人机交互界面进行协同控制,可实现多工位自动切换、孔的法向调平与基准检测、试刀、换刀以及自动制孔流程。     

基于Twincat的移动机器人制孔系统

为了提高自动制孔效率与孔质量,以及提高我国自动化制孔自主研发能力,提出了一种移动机器人自动制孔设备,该设备主要包括移动装置、机器人、末端执行器、系统附件。并设计了"EtherCAT+Profibus"主从分布式控制系统,以Beckhoff EtherCAT控制系统作为主控,对移动装置、机器人、末端执行器、上位机人机交互界面进行协同控制,可实现多工位自动切换、孔的法向调平与基准检测、试刀、换刀以及自动制孔流程。     

基于OPC UA技术的物料搬运监控系统设计

为了控制机械手完成箱体内物料的搬运,同时实时监视物料搬运情况与各轴电机运行情况,设计了物料搬运监控系统。系统由上位机与下位机两部分组成,二者通过OPC UA协议进行数据交换。上位机作为OPC UA客户端向下位机NX运动控制器发送源位置、目标位置、启动信号,NX运动控制器控制机械手将出料箱的物料吸起后搬运至接料箱释放,释放完成后修改SQL sever数据库。运用C#语言编写了上位机监控软件,设计了OPC UA客户端程序、用于数据库操作的sqlHelper类、物料搬运监视界面、各轴电机运行情况监视界面等。     

皮带运输机自动变频控制张紧系统的设计

针对皮带运输机液压自动张紧系统存在设备故障率高、检修难度大、响应速度慢的问题,研究和设计了一套基于PLC的自动变频控制张紧系统,并给出系统的总体架构方案.硬件部分对PLC、传感器单元、变频器和电动机单元进行了设计与选型;软件部分对系统的下位机程序和上位机控制平台进行了开发.目前该张紧系统已投入使用,并取得了良好的应用效...     

一种三自由度运动平台及其控制系统

提出一种三自由度运动平台,能实现绕X和Y轴两个转动自由度以及沿Z轴的平动自由度。其驱动系统采用阀控缸液压作动器,其测控系统采用多机控制方式,上位机和下位机之间通过以太网进行通讯。该平台具有结构简单可靠、自动化程度高等优点。     

机器人智能搬运系统的构建

以ABB机器人为研究对象,结合双目相机、快换夹具、计算机控制系统等硬件构建智能搬运系统。设计机器人智能搬运的Rapid程序,控制机械臂运动及夹具动作。建立机器人系统与上位机之间的控制网络,实现上位机与Rapid程序数据和机器视觉数据的通信,完成两者交互及对机器人智能搬运的控制。经试验验证,该系统在远程操作下能快速完成机器人的数据通信与控制运行,机器人可适应工件位置和数量,并进行自动搬运,对异常工况也可自动做出反应。     

机器人加工力位测量平台与软件模块开发

机器人铣削加工过程中末端力和位置监测对加工变形误差的计算和补偿具有重要作用,由于机器人控制系统具有一定的开放性,开发力位测量上位机软件并与机器人控制系统实时通讯,可以有效掌握机器人加工过程位姿相关的末端力和位置信息,为变形误差预测和补偿提供数据基础。在ABB IBR6660工业机器人上利用基恩士激光位移传感器和ATI六维力传感器搭建了机器人末端力位测量系统,其中位移传感器安装在主轴端、力传感器安装在主轴和法兰之间,利用基恩士激光位移传感器和ATI六维力传感器的接口函数结合C#开发了力位测量软件模块,利用ABB工业机器人的PC Interface接口和PC SDK函数开发机器人上位机通讯软件平台,给出了关键代码,最终实现了机器人铣削加工中的末端力位信息实时测量,为机器人加工变形误差的预测和补偿提供数据与控制平台基础。