六轴工业机器人控制系统探究

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六轴工业机器人控制系统的设计与实现

六轴工业机器人控制系统的设计与实现

六轴工业机器人控制系统的设计与实现一、引言随着现代制造业的发展,工业机器人在生产过程中扮演着越来越重要的角色。

六轴工业机器人具有灵活度高、动作精确、操作自由度大等优点,被广泛应用于汽车制造、电子产品组装等领域。

为了使机器人能够执行复杂的任务,需要设计和实现一个强大的控制系统。

二、六轴机器人的控制系统六轴工业机器人由机械部分和控制系统两部分组成,其中控制系统负责控制机械部分的运动。

六轴机器人的控制系统一般包括硬件和软件两个方面。

1. 硬件部分硬件部分包括控制器、电机驱动器、传感器等组件。

控制器是整个控制系统的核心,负责接收指令,并将指令转换成电信号发送给电机驱动器控制机器人的运动。

电机驱动器是控制电机转动的设备,负责给电机提供所需的驱动电流。

传感器用于感知机器人的姿态和环境信息,如位置、力量等。

2. 软件部分软件部分是控制系统的灵魂,包括运动控制算法、路径规划算法、动力学模型等。

运动控制算法用于控制机器人的位置、速度和加速度,以实现准确的运动。

路径规划算法用于确定机器人的运动轨迹,使机器人能够按预定的路径移动。

动力学模型用于描述机器人在运动过程中所受到的力和力矩。

三、六轴机器人控制系统的设计与实现六轴机器人控制系统的设计与实现涉及硬件和软件两个方面。

1. 硬件设计和实现硬件的设计和实现包括选择和搭建控制器、电机驱动器和传感器等设备。

控制器的选择应根据机器人的运动需求和性能要求来确定,一般可选择性能稳定、响应速度快的控制器。

电机驱动器的选择要考虑电机的功率和电流需求,确保能够提供足够的动力。

传感器的选择应根据需要感知的信息来确定,如位置、力量等。

四、结论设计和实现一个强大的六轴工业机器人控制系统是一个复杂而又关键的任务。

硬件方面需要选择适配的控制器、电机驱动器和传感器等设备,并搭建一个稳定可靠的硬件系统。

软件方面需要开发合适的运动控制算法、路径规划算法和动力学模型等,以实现机器人的精确控制。

通过不断优化和改进,可以提高六轴工业机器人的性能和效率,满足更多的生产需求。

六轴工业机器人控制系统的设计与实现

六轴工业机器人控制系统的设计与实现

六轴工业机器人控制系统的设计与实现1. 引言1.1 背景介绍六轴工业机器人是目前工业领域中广泛应用的一类机器人,其具有六个自由度,可以在空间中灵活地完成各种复杂任务。

随着工业自动化程度的不断提高和对生产效率的要求不断增加,六轴工业机器人的应用领域逐渐扩大,对其控制系统的要求也日益提高。

在过去的几十年中,随着先进传感器和控制技术的不断发展,六轴工业机器人控制系统也经历了巨大的变革。

传统的控制系统通常采用开环控制或者简单的闭环控制,存在精度不高、抗干扰性差等问题。

而现代六轴工业机器人控制系统则借助先进的传感器和执行器技术,能够实现高精度、高速度的运动控制,满足现代工业生产的需求。

设计和实现一套高性能的六轴工业机器人控制系统具有重要的研究意义和实际应用价值。

本文将从六轴工业机器人控制系统的概述、传感器与执行器的选择与集成、运动规划和轨迹控制、控制算法的设计与实现、实验验证与性能评估等方面展开探讨,旨在为进一步提升六轴工业机器人的控制性能提供理论支持和实用参考。

1.2 研究目的本文旨在探讨六轴工业机器人控制系统的设计与实现,通过分析传感器与执行器的选择与集成、运动规划和轨迹控制、控制算法的设计与实现等方面,以及实验验证与性能评估,来全面介绍六轴工业机器人控制系统的相关内容。

在当前工业自动化生产领域,六轴工业机器人具有灵活性高、工作范围广、精度高等优点,已经成为生产过程中不可或缺的重要设备。

深入研究六轴工业机器人控制系统的设计与实现,对于提高生产效率、降低生产成本具有重要意义。

我们的研究目的是通过对六轴工业机器人控制系统的各个方面进行深入分析和研究,探讨如何有效地实现机器人的运动控制、路径规划和姿态控制,提高机器人的自主工作能力和工作效率,以及增强机器人与人类的交互性。

我们希望通过本文的研究成果,为工业机器人控制系统的设计与实现提供一定的参考和借鉴,推动工业智能化技术的发展,促进工业生产的现代化转型与升级。

六轴工业机器人控制系统的设计与实现

六轴工业机器人控制系统的设计与实现

六轴工业机器人控制系统的设计与实现一、引言随着工业自动化水平的不断提高,工业机器人在生产制造领域扮演着越来越重要的角色。

而六轴工业机器人由于其较为灵活和全方位的运动特性,被广泛应用于自动化生产线上。

其控制系统则是保证其精准、高效完成任务的关键。

本文将对六轴工业机器人控制系统的设计与实现进行探讨。

1. 控制系统的功能需求分析六轴工业机器人的控制系统主要需要实现以下功能:- 运动控制:控制机械手臂的六个自由度运动,包括位置控制、速度控制和加速度控制。

- 状态监测:实时监测机器人的状态,包括工作状态、故障状态等。

- 通信接口:和外部设备进行通信,接受指令和发送反馈信息。

- 安全保护:确保机器人的操作符合安全规范,防止意外伤害发生。

2. 控制系统的硬件设计控制系统的硬件实现首先需要选择合适的控制器、传感器、动力系统和通信接口等硬件设备,并进行硬件电路设计和组装。

控制器是整个控制系统的核心,通常采用工控机或者嵌入式系统作为控制器,并配合运动控制卡进行运动控制。

控制系统的软件实现主要包括运动控制算法、状态监测算法、通信协议和安全保护算法的编写。

运动控制算法需要实现正逆运动学算法、轨迹规划算法等;状态监测算法需要实现传感器数据的采集和处理;通信协议需要根据实际通信需求进行设计和实现;安全保护算法需要考虑机器人的安全性和稳定性。

3. 控制系统的整合和调试控制系统的整合和调试是控制系统实现的最后阶段,需要将硬件和软件进行整合,并对整个控制系统进行调试和优化。

在整合和调试的过程中,需要进行实际的运动控制测试、状态监测测试、通信测试和安全保护测试等,确保整个控制系统的性能和稳定性。

四、六轴工业机器人控制系统的应用案例以某六轴工业机器人控制系统的设计与实现为例,结合实际案例进行介绍。

某公司生产线上的六轴工业机器人控制系统需要实现对机器人的精准运动控制和状态监测,并与生产线上的其他设备进行实时通信。

在该系统中,控制器选用工控机和运动控制卡,配合压力传感器和编码器等传感器设备实现机器人的运动控制和状态监测。

《六轴协作机器人的运动控制系统设计》

《六轴协作机器人的运动控制系统设计》

《六轴协作机器人的运动控制系统设计》篇一一、引言随着工业自动化和智能制造的快速发展,六轴协作机器人因其实时性、高精度以及高度灵活的特点,被广泛应用于各个行业中。

而一个高效的、精确的运动控制系统设计,则是六轴协作机器人发挥其优势的关键。

本文将详细阐述六轴协作机器人的运动控制系统设计,从系统架构、硬件设计、软件设计、算法实现及性能评估等方面进行全面探讨。

二、系统架构设计六轴协作机器人的运动控制系统架构主要包括硬件层、驱动层、控制层和应用层。

硬件层负责机器人的机械结构及传感器等硬件设备的连接;驱动层负责将控制层的指令转化为电机等执行机构的动作;控制层是整个系统的核心,负责接收传感器数据、计算控制指令并输出给驱动层;应用层则是根据具体应用场景,对控制层的输出进行进一步处理和优化。

三、硬件设计硬件设计是六轴协作机器人运动控制系统的基础。

主要涉及电机选择、传感器配置、电路设计等方面。

电机选择应考虑其扭矩、速度、精度等指标,以满足机器人的运动需求。

传感器配置则包括位置传感器、力传感器等,用于获取机器人的状态信息。

电路设计则需保证系统的稳定性和可靠性,确保机器人能够长时间、高效地运行。

四、软件设计软件设计是六轴协作机器人运动控制系统的灵魂。

主要包括操作系统选择、控制算法实现、人机交互界面设计等方面。

操作系统应具备实时性、稳定性等特点,以保证机器人的高效运行。

控制算法是实现机器人精确运动的关键,包括路径规划、运动控制、避障算法等。

人机交互界面则方便操作人员对机器人进行控制和监控。

五、算法实现算法实现是六轴协作机器人运动控制系统的核心技术。

主要包括路径规划算法、运动控制算法和避障算法等。

路径规划算法应根据具体任务和工作环境,为机器人规划出最优路径。

运动控制算法则负责控制机器人的运动,使其按照规划的路径进行精确运动。

避障算法则能在机器人运动过程中,实时检测障碍物并做出相应调整,保证机器人的安全运行。

六、性能评估性能评估是六轴协作机器人运动控制系统设计的重要环节。

基于EtherCAT总线的六轴工业机器人控制系统研究与开发

基于EtherCAT总线的六轴工业机器人控制系统研究与开发

基于EtherCAT总线的六轴工业机器人控制系统研究与开发一、本文概述随着工业自动化技术的快速发展,工业机器人在生产线上的应用日益广泛。

作为工业机器人的核心组成部分,控制系统的性能直接决定了机器人的运动精度、稳定性和工作效率。

EtherCAT总线作为一种高性能的以太网现场总线技术,以其低延迟、高带宽和易扩展等特点,在工业控制领域得到了广泛应用。

本文旨在研究并开发一种基于EtherCAT总线的六轴工业机器人控制系统,以提高工业机器人的运动性能和控制精度,满足日益增长的自动化生产需求。

本文将首先介绍EtherCAT总线技术的基本原理和特点,分析其在工业机器人控制系统中的应用优势。

接着,将详细阐述六轴工业机器人的运动学模型和动力学特性,为控制系统的设计提供理论基础。

在此基础上,本文将重点研究控制系统的硬件架构和软件设计,包括EtherCAT主从站的选择与配置、运动控制算法的实现以及实时通信协议的优化等。

还将探讨控制系统的稳定性、可靠性和实时性等问题,以确保系统在实际应用中的稳定运行。

本文将通过实验验证所设计的控制系统的性能,并与传统控制系统进行对比分析。

实验结果将展示基于EtherCAT总线的六轴工业机器人控制系统在运动精度、响应速度和负载能力等方面的优势,为工业自动化领域的技术进步做出贡献。

二、EtherCAT总线技术EtherCAT(Ethernet for Control Automation Technology)是一种专为工业自动化领域设计的实时以太网通信协议。

它基于标准以太网技术,通过优化数据传输和同步机制,实现了高性能、低延迟的通信,特别适用于对实时性要求极高的工业控制系统中。

高速数据传输:EtherCAT协议支持高达100Mbps的数据传输速率,确保控制系统能够实时处理大量数据。

确定性延迟:通过优化网络结构和数据传输方式,EtherCAT实现了微秒级的确定性延迟,这对于精确控制工业机器人等应用至关重要。

六轴工业机器人的轨迹规划与控制系统研究

六轴工业机器人的轨迹规划与控制系统研究

学校代码:10213 密级:公开
工学硕士学位论文
六轴工业机器人的轨迹规划 与控制系统研究
硕 士 研究生 : 导 申 请 专 所 在 答 辩 师: 学 位: 业: 单 位: 日 期:
宋金华 马新军 工学硕士 电气工程 深圳研究生院 2013 年 12 月 哈尔滨工业大学
授予学位单位 :
万方数据
Classified Index: TP24 U.D.C: 629.7
硕士学位论文
ON TRAJECTORY PLANNING AND CONTROL SYSTEM OF SIX AXIS INDUSTRIAL ROBOT
宋金华
哈尔滨工业大学 2013 年 12 月
万方数据
国内图书分类号:TP24 国际图书分类号:629.7
kinematicsanalysiscontrolsystemtrajectoryplanningopenglii万方数据哈尔滨工业大学工学硕士学位论文目录摘要iabstractii第一章绪论111研究的背景和意义112工业机器人研究现状2121国内工业机器人发展状况2122国外工业机器人发展状况313工业机器人未来的发展趋势314课题的来源及主要研究内容4第二章六轴工业机器人的硬件系统设计621控制系统硬件总体设计622机器人本体设计823本章小结9第三章六轴工业机器人建模1031概述1032坐标变换1133正运动学分析1334逆运动学分析1735本章小结22第四章六轴工业机器人的轨迹规划算法及其优化2341概述2342机器人笛卡尔空间的轨迹规划23421笛卡尔空间轨迹的三次样条插值234225段s曲线加减速控制算法25423s曲线加减速控制算法的优化26424笛卡尔空间三次样条插值的matlab仿真2843本章小结31第五章六轴工业机器人的软件系统设计3251概述3252上位机控制界面设计3353rs232总线数据通信程序设计351万方数据哈尔滨工业大学工学硕士学位论文54视觉信息处理软件设计3755基于opengl的机器人三维仿真工具设计38551软件框架的设计39552机械臂实体的绘制39553仿真工具的功能4056本章小结41结论43参考文献44哈尔滨工业大学学位论文原创性声明和使用权限47致谢482万方数据哈尔滨工业大学工学硕士学位论文第1章绪论11研究的背景和意义到现在为止人类在机器人技术方面进步的已经得到了很大的提升

六轴机器人动力学建模与控制策略的研究

六轴机器人动力学建模与控制策略的研究

六轴机器人动力学建模与控制策略的研究引言近年来,随着技术的不断发展,机器人已经逐渐成为生产制造的重要助手。

作为工业机器人的代表之一,六轴机器人已经广泛应用于汽车、航空航天、电子等行业。

然而,六轴机器人的控制是一个复杂且关键的技术问题。

本文将介绍六轴机器人的动力学建模和控制策略的研究。

一、六轴机器人动力学建模1. 基本原理在学习六轴机器人动力学建模之前,我们需要了解一些基本原理。

六轴机器人由底座、臂架、前臂、手腕和末端执行器等组成。

机器人的工作空间由机器人的关节运动范围决定。

机器人关节运动控制必须考虑到动态特性,特别是惯性和摩擦。

2. 动力学模型六轴机器人的动力学模型包括前驱模型和逆驱模型。

前驱模型基于底座和关节的控制输入,得出机器人在某一时刻的状态变量,比如速度和加速度。

逆驱模型的目的是为了实现某种期望的控制动作,并且使得机器人能够做出想要的运动。

逆驱模型的计算方法通常是通过相关的控制算法。

3. 建模方法建立六轴机器人动力学模型的主要方法有两种:拉格朗日方法和牛顿-欧拉方法。

拉格朗日方法基于能量守恒原理,其核心思想是将系统的能量从质量值中分离出来而建立动能和势能的表达式。

牛顿-欧拉方法建立了机器人的运动学模型、静态学模型和动态学模型,其基本思想是分别解决了在机器人动作过程中的速度、加速度和力。

4. 机器人逆运动学问题机器人逆运动学的问题主要是将末端执行器(该执行器可以被认为是一个点或一个工具),的位置和方向映射到机器人关节的空间。

通过求解反演问题,使得执行器与物体的位置和空间关系,可以通过适当的控制算法来调整要求的情况下,实现与物体的接触。

在计算机程序中常用牛顿-拉夫逊法和雅可比伪逆的算法实现这一过程。

二、六轴机器人控制策略1. PID控制PID控制是基本的控制策略,其实际应用已经有几十年的历史。

PID控制是依据被控量的误差值为反馈信号,并通过给定的比例系数、积分系数和微分系数来实现控制的。

2. 模型预测控制模型预测控制(MPC)是一种优化控制方法,它通过使用控制策略预测未来的变化,并在每个时刻获取反馈信息,以使系统实现最佳性能。

六轴工业机器人控制系统的设计与实现

六轴工业机器人控制系统的设计与实现

六轴工业机器人控制系统的设计与实现随着科技的不断发展,机器人技术已经在各行各业得到了广泛的应用。

六轴工业机器人具有灵活性高、适应性强、工作范围广等特点,因此在汽车制造、电子生产、航空航天等领域得到了广泛应用。

六轴机器人的控制系统是其核心部分,对于机器人的运动性能、精度、稳定性等都有着至关重要的影响。

本文将讨论六轴工业机器人控制系统的设计与实现。

一、六轴工业机器人的基本结构六轴工业机器人通常由机械结构、执行器、传感器、控制器等组成。

其基本结构由底座、腰关节、肩关节、手腕关节、手部和末端执行器等部分组成。

六个关节分别控制机器人在空间的运动,机械臂末端进行工件的抓取、移动等操作。

传感器用于实时监测机器人的位置、力度、速度等参数,以便控制系统进行实时调整。

1. 高精度:机器人的运动需要保证高精度和稳定性,尤其是在需要进行精确定位、装配等操作时,对控制系统的要求更高。

3. 多轴协同控制:六轴机器人的每个关节都需要独立控制,同时又需要协同运动,因此控制系统需要能够实现多轴联动控制。

4. 安全性:在工业生产中,机器人可能会与人类操作者进行接触,因此对于机器人的安全性有着严格的要求。

控制系统需要能够实时监测机器人的状态,避免发生意外情况。

5. 灵活性:机器人可能需要进行不同的任务,因此控制系统需要具备一定的灵活性,能够快速切换任务并进行相应的控制。

1. 控制策略选择:一般来说,六轴机器人的控制可采用基于位置控制、力控制和混合控制等策略。

在不同的应用场合,控制策略的选择将影响机器人的运动性能和控制系统的设计。

2. 控制器硬件设计:控制器是机器人控制系统的核心部分,其硬件设计需要满足高性能、高实时性的要求。

通常采用的是嵌入式系统或者工业PC等硬件平台,以满足对控制系统的高要求。

3. 控制器软件设计:控制器的软件设计包括实时控制算法的设计、运动规划算法的实现、系统安全监测等方面。

还需要实现通信接口、人机界面等功能,以便人机交互和远程监控等需求。

基于EtherCAT总线的六轴工业机器人控制系统研究与开发

基于EtherCAT总线的六轴工业机器人控制系统研究与开发

控制系统的设计
基于EtherCAT总线的六轴工业机器人控制系统设计需要考虑硬件和软件两个 方面。
硬件方面,控制器选用具备EtherCAT总线接口的工业计算机,以实现高速通 信。伺服电机选用支持EtherCAT协议的伺服驱动器,以确保通信的稳定性和可靠 性。传感器则根据需要选择相应的类型,如编码器、光栅尺等。
软件方面,控制系统的核心是EtherCAT从站软件的编写。从站软件负责与机 器人控制器通信,接收控制指令,并将指令转化为相应的关节角度输出给伺服电 机。同时,从站软件还需接收传感器的反馈数据,将数据上传给控制器。在编写 从站软件时,需要针对特定的机器人模型进行运动学和动力学建模,以确保控制 的精确性。
背景
六轴工业机器人控制系统通常由机器人控制器、伺服电机、传感器等组成。 控制器根据机器人的运动学模型和目标位置,计算出相应的关节角度,通过伺服 电机驱动机器人运动。同时,传感器实时监测机器人的位置、速度等参数,为控 制器提供反馈信息。随着以太网通信技术的不断发展,EtherCAT总线作为一种高 速、实时、串行通信协议,逐渐应用于工业机器人控制系统中。
关键技术实现
在基于EtherCAT总线的焊接机器人控制系统中,关键技术的实现是至关重要 的。首先,我们通过优化数据传输协议,实现了高速、可靠的数据传输,提高了 系统的实时性。其次,我们采用多线程技术,实现了焊接机器人多个运动轴的实 时协同控制。此外,我们还利用硬件加速技术,提高了焊接机器人的运动控制精 度和响应速度。
5、结论与展望
本次演示成功地研究和实现了六轴工业机器人的控制系统,通过优化运动学 和动力学模型以及采用合适的控制策略,提高了机器人的运动性能、稳定性和精 度。然而,仍有一些问题需要进一步研究和改进,如复杂环境下的轨迹跟踪误差 和振动问题等。

工业机器人的运动控制系统探讨论文

工业机器人的运动控制系统探讨论文

工业机器人的运动控制系统探讨论文工业机器人的运动控制系统探讨论文摘要:随着时代的进步,社会开始普及机器人产品,产品性能直接影响社会发展水平,需要及时改造和创新机器人技术。

航空航天、工业生产等行业中已经广泛应用工业机器人,因此,未来发展研究六自由度工业机器人运动控制系统尤为重要。

关键词:六自由度;工业机器人;运动控制系统自动化工业系统中工业机器人是一种不可或缺的设备,为人类社会进步和历史发展奠定基础。

随着社会生产力的全面提升,越来越多的劳动力被需要,这就使得逐渐凸显出重复劳动力的问题,为了有效解决上述问题,机器人是一种良好措施。

虽然工业机器人研究方面具备一定成绩,但是相比国外发达国家来说,还是具备一定差距,为此需要进一步研究六自由度工业机器人,集中阐述运动控制系统。

1设计运动控制系统基本方案基于六自由度工业机器人基本系统的基础上来构建控制系统,六自由度工业机器人运动控制系统主要包括两个部分:软件和硬件。

软件主要就是用来完成机器人轨迹规划、译码和解析程序、插补运算,机器人运动学正逆解,驱动机器人末端以及所有关节的动作,属于系统的核心部位。

硬件主要就是为构建运动控制系统提供物质保障[1]。

2设计硬件控制系统在六自由度工业机器人的前提下,利用ARM工控机来设计系统方案。

下位机模块是DMC-2163控制卡。

通过以太网工控机能够为DMC-2163提供相应的命令,依据命令DMC-2163执行程序,并且能够发出控制信号。

利用伺服放大器对系统进行放大以后,驱动设备的所有电机进行运转,保障所有环节都能够进行动作。

工业机器人通过DMC-2163输送电机编码器的位置信号,然后利用以太网来进行反馈,确保能够实时监控和显示机器人的实际情况。

第一,DMC-2163控制卡,设计系统硬件的时候,使用Galil生产的DMC控制器,保障能够切实满足设计的性能和精度需求,选择DMC-2163控制器来设计六自由度工业机器人,依据系统API来二次开发工控机。

六轴工业机器人控制系统的设计与实现

六轴工业机器人控制系统的设计与实现

六轴工业机器人控制系统的设计与实现六轴工业机器人是一种多关节的机器人,能够在多个自由度上执行各种复杂的任务。

它在汽车制造、电子产品组装、金属加工等工业领域扮演着重要的角色。

而六轴工业机器人的控制系统则是实现其精准运动和灵活操作的关键。

本文将对六轴工业机器人控制系统的设计与实现进行详细的介绍。

一、六轴工业机器人的结构六轴工业机器人通常由机械结构和控制系统两部分组成。

机械结构由基座、臂、腕和末端执行器等部件组成,这些部件通过关节连接在一起,形成具有六个自由度的机械臂。

控制系统则是通过传感器和执行器对机械结构进行控制,使其能够完成各种精准的运动。

二、六轴工业机器人的控制系统设计1. 控制系统架构设计六轴工业机器人的控制系统通常采用分层控制结构,包括传感器层、执行器层、实时控制层和上位控制层。

传感器层用于采集机械臂的位置、速度和力矩等数据,执行器层用于控制机械臂的各个关节,实时控制层用于实时计算机械臂的控制指令,上位控制层用于人机交互和任务规划等。

2. 运动学建模运动学是六轴工业机器人控制系统设计的基础,通过对机械臂的运动学建模,可以精确地描述机械臂的运动规律,从而实现对机械臂的精准控制。

一般采用DH参数法或欧拉角法进行建模,得到机械臂的正运动学和逆运动学方程。

3. 动力学建模动力学建模是六轴工业机器人控制系统设计的关键,通过对机械臂的动力学建模,可以得到机械臂的动力学方程,从而实现对机械臂的力矩控制。

一般采用拉格朗日方程或牛顿-欧拉方程进行建模,得到机械臂的动力学方程。

4. 控制算法设计控制算法是六轴工业机器人控制系统设计的核心,通过对机械臂的控制算法设计,可以实现对机械臂的精准控制。

常用的控制算法包括PID控制、模糊控制、神经网络控制和模型预测控制等。

三、六轴工业机器人控制系统的实现1. 传感器和执行器选择六轴工业机器人的控制系统需要选择合适的传感器和执行器,以实现位置、速度和力矩的测量和控制。

常用的传感器包括编码器、惯性传感器和力传感器,常用的执行器包括电机、液压缸和气动缸等。

六轴工业机器人控制系统的设计与实现

六轴工业机器人控制系统的设计与实现

六轴工业机器人控制系统的设计与实现一、引言工业机器人在现代制造业中扮演着重要的角色,其广泛应用于各种生产线上,为生产过程提供自动化的操作。

六轴工业机器人是一种多关节自由度的机器人,其控制系统设计对其性能和稳定性有着重要影响。

本文将讨论六轴工业机器人控制系统的设计与实现,重点关注控制算法的选择和实现。

二、控制系统设计六轴工业机器人的控制系统通常包括硬件和软件两部分。

硬件部分包括传感器、执行器、控制器等,用于完成机器人的运动控制和姿态调整。

软件部分则包括控制算法、路径规划算法、运动学模型等,用于实现机器人的智能控制。

在设计控制系统时,需要综合考虑硬件和软件部分的特性,并进行合理的整合和优化。

控制系统设计的第一步是确定机器人的运动学模型。

六轴工业机器人的运动学模型是描述机器人末端执行器位置和姿态的数学模型,它是机器人控制的基础。

在确定运动学模型后,需要设计合适的轨迹规划算法,用于生成机器人的运动轨迹。

轨迹规划算法的设计需要考虑机器人的动力学特性和工作空间限制,以确保机器人能够平稳、高效地完成任务。

控制系统设计的第二步是选择合适的控制算法。

常见的控制算法包括PID控制、模糊控制、神经网络控制等。

针对六轴工业机器人的控制,一般采用基于反馈的控制算法,以实现对机器人运动的精确控制。

在选择控制算法时,需要考虑机器人的动态特性和外界环境的干扰,以确保控制系统具有良好的稳定性和鲁棒性。

控制系统设计的第三步是搭建控制平台。

控制平台是机器人控制系统的软硬件集成平台,用于实现控制算法的实时运行和机器人的实时控制。

在搭建控制平台时,需要考虑控制硬件的性能和通信延迟,以确保控制系统能够实现高效的运行和实时的响应。

三、控制系统实现控制系统实现的第一步是建立控制模型。

在建立控制模型时,需要考虑机器人的动力学特性和运动学特性,以确保控制模型能够准确地描述机器人的运动行为。

建立控制模型后,需要进行系统辨识,以确定控制参数和模型参数。

浅析六轴工业机器人的控制方式及特点

浅析六轴工业机器人的控制方式及特点

浅析六轴工业机器人的控制方式及特点六轴工业机器人是目前应用最广泛,能够完成多种复杂任务的一种机器人。

它的六个轴能够带动机械臂灵活运动,实现多自由度控制。

六轴机器人的控制方式及特点如下:1.关节空间控制:六轴机器人的空间运动由六个关节控制,每个关节都有一个电机驱动。

这种控制方式允许机器人以最小的力量改变位置,并实现高速运动。

2.笛卡尔空间控制:六轴机器人还可以通过坐标转换实现笛卡尔空间的运动控制,将空间位置和姿态的描述转化为关节值。

这种方式更加直观,也更容易实现复杂的路径规划。

3.反馈控制:六轴机器人通常配备传感器,如编码器和力/力矩传感器,用于实现反馈控制。

通过监测机械臂位置、速度和力矩等参数,可以实现精确的位置控制和力量控制,提高机器人的工作精度和安全性。

4.机器人动力学建模:为了实现精确的控制,需要对机器人进行动力学建模。

通过建立机器人的动力学模型,可以计算出关节力和力矩的关系,并进行控制器的设计和参数调优。

5.软硬件一体化控制系统:六轴机器人的控制系统通常由软件和硬件两部分组成。

软件部分负责路径规划、运动控制和任务调度等功能,而硬件部分包括电机驱动、传感器和数据采集等。

这种一体化的设计使得控制系统更加稳定可靠,并便于系统的维护和升级。

6.开放式控制接口:为了方便用户的开发和集成,六轴机器人通常提供开放式控制接口,如TCP/IP通信接口和常用编程语言的API。

这样用户可以通过自己编写的程序实现更加个性化和智能化的控制。

总之,六轴机器人以其灵活的机械结构和高度可控的运动特点,成为工业自动化中不可或缺的重要设备。

而通过不同的控制方式和特点,使得六轴机器人能够适应不同的应用场景,并为生产过程带来更大的效率和精度提升。

六轴工业机器人控制系统的设计与实现

六轴工业机器人控制系统的设计与实现

六轴工业机器人控制系统的设计与实现六轴工业机器人是现代工业自动化领域内的重要设备,被广泛应用于各种生产线。

六轴工业机器人的任务是执行一些特定的重复动作,以完成自动化加工和制造。

为了能够更好地控制和管理这些机器人,需要开发一种高效的控制系统。

本文将介绍一种六轴工业机器人控制系统的设计与实现方法。

首先,将介绍机器人的六个自由度及其运动学模型;其次,将讨论机器人控制系统的功能和要求;最后,将详细说明该控制系统的实现过程。

六轴机器人的运动学模型六轴机器人有6个旋转自由度,每个自由度都由单独的电机驱动。

机器人的运动学模型基于世界坐标系和末端执行器的坐标系之间的转换关系建立。

具体来说,机器人旋转关节的运动是基于世界坐标系的X、Y、Z轴,而平移关节的运动则是基于旋转关节的轴线。

机器人控制系统的功能和要求1. 位置控制:控制机器人达到特定的位置,包括直线和圆弧路径。

2. 姿态控制:控制机器人达到特定的姿态,以确保末端执行器在正确的方向上。

3. 动态控制:控制机器人根据动态需求进行控制,例如加速和减速。

4. 软启动和紧急停止:实现机器人软启动,以减少电机的启动冲击,并提供紧急停止功能,以确保安全。

1. 稳定性:控制系统应具有高稳定性,以确保机器人在执行任务时的灵活性和精度。

2. 灵活性:控制系统应具有一定的灵活性,以适应不同的应用场景和需求。

4. 易用性:控制系统应具有易用性,以便于人们掌握和使用。

该控制系统的实现过程1. 硬件设计六轴机器人的硬件由传感器、电机、控制器和执行器四部分组成。

传感器:用于感知机器人当前的姿态和位置,例如,编码器、位移传感器和陀螺仪。

电机:用于驱动机器人的旋转和平移关节,通常使用步进电机或伺服电机。

控制器:用于控制机器人的运动和姿态,通常使用工业计算机或嵌入式系统作为控制器。

执行器:用于完成机器人的特定任务,例如夹持物品或喷涂涂料。

机器人控制系统的软件包括运动规划和实时控制两个部分。

运动规划:根据特定的任务目标,规划机器人的运动轨迹和姿态。

六轴工业机器人控制系统的设计与实现

六轴工业机器人控制系统的设计与实现

六轴工业机器人控制系统的设计与实现六轴工业机器人是一种能够在多个方向进行灵活运动的工业机器人,通常被应用于生产线上的装配、搬运和焊接等工作。

为了实现对六轴工业机器人的精准控制,需要设计和实现一套完善的控制系统。

本文将从硬件设计和软件实现两个方面来探讨六轴工业机器人控制系统的设计与实现过程。

一、硬件设计1. 控制器选型和布局六轴工业机器人的控制器是其控制系统的核心部件,用于接收并执行指令,控制机器人的各个关节运动。

在选型过程中,需要考虑机器人的负载要求、精度要求以及实际应用场景等因素。

控制器的布局也需要考虑接口数量和位置,以便于与各个关节和外部设备进行连接。

2. 传感器系统传感器系统是保证六轴工业机器人能够实现精准控制的重要组成部分。

关节位置传感器用于实时监测机器人各个关节的实际位置,以保证运动的准确性;力传感器则用于监测机器人在工作过程中的受力情况,以保证安全性和稳定性。

3. 电机和减速器六轴工业机器人的运动由电机和减速器共同驱动,因此在硬件设计中需要考虑选择合适的电机和减速器。

通常情况下,需要考虑电机的功率和转速要求,以及减速器的传动比和精度要求等因素。

二、软件实现1. 控制算法设计六轴工业机器人的控制算法是控制系统的核心内容,它决定了机器人的运动轨迹和运动速度等参数。

控制算法的设计需要考虑到机器人的动力学模型、运动规划和轨迹跟踪等内容,以确保机器人能够实现精准和快速的运动。

2. 编程实现在软件实现过程中,需要编写控制器的程序,将控制算法转化为可执行的指令,从而实现对机器人的精准控制。

通常情况下,可以使用C/C++或者其他高级语言来实现控制程序,并通过相应的开发环境和编程工具进行调试和测试。

3. 用户界面设计为了方便用户对六轴工业机器人进行操作和监控,通常需要设计一个用户界面,用于实时显示机器人的状态和运动轨迹,以及提供相应的控制和监控功能。

用户界面的设计需要考虑到用户的使用习惯和操作便利性,以确保用户能够方便地进行机器人的控制和监控。

《六轴工业机器人的离线编程与仿真系统研究》范文

《六轴工业机器人的离线编程与仿真系统研究》范文

《六轴工业机器人的离线编程与仿真系统研究》篇一一、引言随着工业自动化程度的不断提高,六轴工业机器人在制造业中的应用越来越广泛。

为了提高生产效率、降低人力成本以及提高产品质量,研究和开发高效、智能的六轴工业机器人编程与仿真系统显得尤为重要。

本文将重点研究六轴工业机器人的离线编程与仿真系统,探讨其技术原理、应用现状及未来发展趋势。

二、六轴工业机器人技术概述六轴工业机器人是一种多关节机器人,具有六个可独立控制的轴,能够实现复杂的运动轨迹和操作。

六轴工业机器人广泛应用于装配、焊接、喷涂、搬运等领域,对于提高生产效率和产品质量具有重要作用。

三、离线编程技术离线编程技术是指在编程过程中,不需要机器人实际参与操作,通过计算机仿真、模拟实际工作场景,实现对机器人的编程和调试。

离线编程技术具有以下优点:1. 提高编程效率:离线编程技术可以在计算机上进行仿真和测试,避免了实际调试过程中的时间和成本消耗。

2. 降低风险:通过仿真测试,可以预测机器人在实际工作中的性能和可能出现的问题,从而提前进行调整和优化。

3. 灵活性强:离线编程技术可以根据实际需求进行灵活的编程和调整,满足不同工作场景的需求。

四、仿真系统研究仿真系统是离线编程技术的重要组成部分,通过建立虚拟的工作环境,模拟机器人的实际工作过程。

仿真系统应具备以下功能:1. 环境建模:建立真实的工作环境模型,包括工厂布局、设备配置、工件形状等。

2. 机器人建模:建立机器人的三维模型,包括机械结构、运动学和动力学参数等。

3. 运动仿真:模拟机器人的运动过程,包括路径规划、速度控制、力控制等。

4. 碰撞检测:检测机器人在运动过程中可能发生的碰撞,保证安全运行。

5. 结果分析:对仿真结果进行分析和评估,为实际工作提供参考依据。

五、离线编程与仿真系统的应用离线编程与仿真系统在六轴工业机器人中的应用主要体现在以下几个方面:1. 编程和调试:通过离线编程和仿真系统,可以在计算机上进行机器人的编程和调试,避免了实际调试过程中的时间和成本消耗。

基于EtherCAT总线的六轴工业机器人控制系统研究与开发共3篇

基于EtherCAT总线的六轴工业机器人控制系统研究与开发共3篇

基于EtherCAT总线的六轴工业机器人控制系统研究与开发共3篇基于EtherCAT总线的六轴工业机器人控制系统研究与开发1EtherCAT是一种高速实时工业以太网协议,可以用于控制和监测工业机器人。

本文将讨论基于EtherCAT总线的六轴工业机器人控制系统的研究和开发。

首先,我们需要了解六轴工业机器人的基本结构和运动方式。

六轴机器人包括基座、腰、肘、腕、手和末端执行器。

每个关节的运动由电机驱动,可以精确地控制机械臂的位置、速度和加速度。

然后,我们需要了解EtherCAT总线的基本工作原理。

EtherCAT总线的一个主要特点是其高速实时通讯。

数据可以在2毫秒内传输到所有的从站,从站可以很快地响应主站的指令。

这使得EtherCAT总线非常适合实时控制和数据采集应用。

基于以上的理解,我们可以开始设计一个基于EtherCAT总线的六轴工业机器人控制系统。

在这个系统中,我们需要将主站和所有的从站连接到EtherCAT总线上。

主站负责发送指令到从站,从站在接收到指令后驱动机器人的电机运动。

从站还可以向主站发送数据,如传感器数据、电机位置等信息。

我们可以使用一个现有的EtherCAT控制器,如Beckhoff的EtherCAT 控制器,来管理EtherCAT总线上的主站和从站。

我们还需要编写机器人控制软件以将指令发送到从站,并处理从站返回的数据。

这可以使用高级编程语言,如C++或Python完成。

在此之后,我们需要将控制软件和机器人的硬件连接起来。

我们需要连接控制器和电机驱动器,以便从控制器发送指令到电机驱动器。

电机驱动器可以将指令转换成电机运动,并监测电机位置和速度,并将这些数据发送回从站。

从站可以将这些数据传输到主站,以进行控制和监测。

最后,我们可以测试六轴工业机器人控制系统的性能。

我们可以使用编写的控制软件向机器人发送指令,并记录电机的位置、速度和加速度。

我们还可以使用传感器采集机器人的状态数据,并将其与控制软件的指令进行比较。

六轴工业机器人控制系统的设计与实现

六轴工业机器人控制系统的设计与实现

六轴工业机器人控制系统的设计与实现六轴工业机器人是一种兼具高精度、高稳定性和高灵活性的机器人系统,广泛应用于自动化生产线、医疗设备和科研领域中。

其控制系统的设计和实现是决定机器人性能和效率的关键因素之一。

本论文将介绍六轴工业机器人控制系统的设计与实现,包括机械结构的建模、动力学分析、控制算法的设计和实现等方面。

1. 机械结构的建模首先,需要对六轴工业机器人的机械结构进行建模,其中包括机器人的各个关节、驱动器、执行器、传感器等部分。

建模过程中需要考虑到机器人的动态特性、稳定性和精度等因素,确保建模的准确性和可行性。

建模工作可以通过CAD软件完成,生成机器人的3D 模型并导出相关信息。

2. 动力学分析在完成机械结构的建模之后,需要对机器人的动力学特性进行分析。

动力学分析过程中需要考虑到机器人的运动学限制、惯性力、摩擦力等因素,以建立机器人模型的动态方程式。

这些方程式可用于描述机器人的运动状态和控制要求,是控制系统设计的关键基础。

3. 控制算法的设计在完成了机械结构的建模和动力学分析之后,需要设计与实现六轴工业机器人的控制算法。

这包括机器人的位置控制、速度控制、力控制等控制方法。

控制算法的选择与设计需要考虑到机器人的实际应用情况和需求,以确定最为合适的控制策略。

4. 控制器的实现控制器是六轴工业机器人控制系统的核心部件,其功能是将控制算法转换为机器人运动轨迹并实现闭环控制。

控制器通常包括硬件和软件两个部分,其中硬件主要是指电机驱动器、传感器、控制板等,而软件则需要开发相应的编码程序实现控制算法。

5. 控制系统的测试与调试设计和实现六轴工业机器人控制系统后,需要对其进行测试和调试,以检验其性能和精度。

测试过程中需要对机器人进行不同场景下的动态性能评估,包括速度、精度、稳定性等。

对于测试和调试过程中发现的问题,需要针对性地进行优化和调整,直到系统达到预期的控制效果和性能为止。

综上所述,六轴工业机器人控制系统的设计与实现是一个涵盖机械、动力学、控制算法和控制器等多个方面的复杂工作,需要系统、细致和科学的方法和手段来完成。

六轴工业机器人控制系统的设计与实现

六轴工业机器人控制系统的设计与实现

六轴工业机器人控制系统的设计与实现1. 引言1.1 背景介绍六轴工业机器人是一种高度灵活、可编程、多功能的自动化生产设备,被广泛应用于汽车制造、电子产品组装、食品加工等领域。

随着工业自动化的发展,六轴工业机器人的控制系统设计和实现成为研究的重要方向。

传统的控制方法往往面临响应速度慢、精度不高等问题,因此需要不断探索新的控制系统设计原理和实现方法,以提升六轴工业机器人的性能和效率。

本研究旨在探讨六轴工业机器人控制系统的设计与实现,通过分析其组成结构、设计原理和实现方法,探讨如何优化控制系统,提高机器人的运动控制精度和稳定性。

通过实验结果分析,验证所提出的控制系统方案的有效性和可行性,为六轴工业机器人的应用提供技术支持和指导。

通过本研究,可以进一步拓展六轴工业机器人的应用领域,提高生产效率和产品质量,促进工业自动化的发展,具有重要的研究意义和应用价值。

1.2 研究目的研究目的是为了深入探究六轴工业机器人控制系统的设计与实现问题,以实现对六轴机器人运动轨迹、姿态和速度的精准控制。

通过研究六轴工业机器人控制系统的组成、设计原理以及实现方法,可以提高机器人在工业生产中的灵活性、精准性和效率,从而实现工业生产自动化的目标。

通过实验结果分析,可以验证研究成果的有效性和可行性,为实际工业生产中六轴机器人的应用提供技术支持。

通过研究六轴工业机器人控制系统的设计与实现,可以为工业机器人领域的研究和应用提供新的思路和方法,促进工业生产的智能化和现代化发展。

本研究旨在探讨六轴工业机器人控制系统的设计与实现,为相关行业的研究和实践提供有益的参考和借鉴。

1.3 研究意义六轴工业机器人控制系统的设计与实现对于提高生产效率、降低生产成本、提升产品质量等方面具有重要意义。

随着工业自动化程度不断提升,机器人在工业生产中扮演着越来越重要的角色。

六轴工业机器人具有灵活性强、精度高、适应性广等优点,可以适用于多种工业生产环境。

对六轴工业机器人控制系统的设计与实现的研究具有重要意义。

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高 新 技 术中国新技术新产品- 1 -随着机器人技术的发展,在现代工业生产中,机器人发挥着越来越重要的作用,改变了传统的生产和生活方式。

引起了世界各国的广泛关注。

工业机器人由机器人控制系统和机器人本体两部分组成,一般工业计算机使用Windows操作系统,但是却无法满足工业机器人实时性控制要求。

国内的运动控制器主要采用三种方案。

方案一:A R M (l i n u x )+D S P + F P G A ,核心运算在D S P 实现,A R M (linux)里面实现人机交互。

例如广州数控采用本方案。

方案二:PC(Windows)+DSP+ F P G A ,核心运算在D S P 实现,P C (Windows)里面实现人机交互。

例如固高采用本方案。

方案三:PC(Windows)+DSP+ F P G A ,核心运算在P C 实现,P C (Windows)里面实现人机交互。

例如卡诺普采用本方案。

本文研究了一种基于R T X (R e a l Time Extend)的工业机器人控制系统,在实时性、精度方面均有优势,可满足应用需要。

一、工业机器人本体介绍我国自主研发的六轴工业机器人本体的驱动装置,采用的是交流伺服电机和减速器两种构件。

六轴工业机器人的本体,主要包括回转机体、腕部、大臂和小臂等几部分。

其中,全部关节都是转动关节。

机器人的前三个关节,能够将末端工具送至任何空间位置,后三个关节能够满足不同工具姿态的要求。

从结构上面来看,第1关节为数值方向旋转,属于六轴工业机器人腰部关节,底部底座位置安装着电机;第2关节相当于人体的肩关节,其轴线为水平方向,并且大臂缠绕此轴线之上;第3关节就是机器人的小臂和手腕,而第4关节为带动手腕旋转,第5关节做俯仰旋转运用,第6关节做旋转运用。

Windows系统属于多任务操作系统,可同时并行多项任务,系统核心层的任务调度器可调度用户线程。

同时,Windows系统实现了一个由优先驱动的抢占式调度系统,通过配额的调整,根据时间进行调度。

根据调度机制,在运行过程中,用户的程序如果超过了实时性的要求,即超过15ms,则可能需要等待更长时间才能得以处理。

Windows系统中的硬件采用的是两片级联的8259芯片,但是由于PCI分配中断资源属于常规中断,且由于BIOS运行属于实时模式,因此只有在保护模式下其才能够正常使用。

这也就是说,目前系统中的中断实现还存在局限性,需要加以进一步开发和研究,完善系统中断实现,以更好适应机器人控制系统发展,满足其要求。

基于此,本文探究了一种基于RTX 系统的六轴工业机器人控制系统。

二、基于RTX工业机器人控制系统结构介绍(一)RTX系统事实上,RTX是Windows系统内核体系的拓展和眼神,为系统提供实时解决方案,有效拓展了抽象层HAL,建立了一种独立内核驱动模式。

RTX系统可将既有系统的线程间切换时间消耗,也只有短短的数微妙。

系统结构图如图1所示。

经过拓展的实时HAL,其RTX使用的是中断管理模式,而与Windows线程相比,RTX可实现实时线程严格调度管理,并且RTX线程也比其他系统的调度权要优越。

同时,通过扩展的HAL,RTX还拥有自身的中断管理机制,可直接访问I/O硬件端口。

因此,RTX的上述机制,可该系统始终保持优先权,而不被系统线程堵塞。

RTX线程与Windows线程间,可实现共享内存数据,并由实时信号负责两部分的同步通信。

RTX定时器精度,由运行环境来决定和设置,可达到0.2ms精度。

(二)系统硬件结构分析六轴工业机器人系统结构包括三部分,即机器人手臂、电气控制箱和工业计算机。

如图2所示。

机器人手臂主要负责机器人操作,其可直接带动末端,控制和实现计算机的各种动作和操作。

机器人手臂为全关节式,通过旋转运动可实现任何动作和姿态。

而电气控制箱则是内里安装有伺服电动驱动器的部分,用于驱动机器人手臂关节,实现手臂关节的启停与运动。

同时,这部分还包括各种保护电路、辅助电路和I/O电路等。

六轴工业机器人控制系统探究汤嘉荣1,2(1.广州数控设备有限公司,广东 广州 510000;2.广州市广数职业培训学院,广东 广州 510000)摘 要:六轴工业机器人系统要求具有高实时性和高精度,本文研究了一种基于RTX的工业机器人系统。

本文对工业机器人的结构做了准确介绍,重点分析了基于RTX的控制系统构架,并探究了其软硬件结构,在利用Windows界面功能和RTX实时处理能力,实现了开放、可扩展的六轴工业机器人系统。

实践表明,这种工业机器人的点位和轨迹精度均满足生产需要,值得推广。

关键词:工业机器人;控制系统;实时性;探究中图分类号:TP242文献标识码:A 图1 RTX 系统结构图2China New Technologies and Products高 新 技 术中国新技术新产品- 2 -能源是社会不断发展的基础,能源工业是我国市场经济建设的基础工业。

目前,世界一次能源结构中煤炭比例有所下降,但我国的能源生产结构一直维持在70%~80%的高比重水平,因此煤炭企业的高效、稳定生产一直是国家发展的基础。

然而,虽然我国的煤炭资源丰富,但煤矿企业的生产技术却一直处于国内其他工矿企业的技术水平之下。

煤炭生产离不开科学技术、科学技术成果又促进煤炭工业发展,因此应用高新技术改造传统煤炭工业生产工艺,一直是被国家所倡导的改革方针。

矿井运输和提升的任务,就是把煤炭及矸石从采掘工作面运到地面,把材料及设备运送到井下各工作地点,并且担负着井上下往返人员的输送。

运输和提升是矿井生产的一个重要环节,运输和提升设备能否安全、稳定、高效的运转,将直接影响到矿井的生产能力和经济效益。

矿山系统的运输和提升设备均为大型的综合系统,无论是操作还是系统维护方面都极其复杂。

同时,由于煤矿企业的生产安全性问题,很多高校毕业生以及优秀人才都不愿意到煤矿企业来工作。

它们认为煤矿的工作危险性极高而工资待遇又与其危险性不相匹配。

这就造成了现在煤矿企业技术人员匮乏、维护人员技术水平低、操作人员素质差等诸多问题。

随着企业的发展、浅谈PLC技术在矿山机电控制中的应用芦世波(沈煤集团蒲河煤矿,辽宁 沈阳 110121)摘 要:随着煤矿现代化的发展,国家对矿山设备运行的安全性要求越来越高,建设本质安全性矿山已成为煤矿生产建设的核心。

然而目前矿山企业的现状是矿山技术人员匮乏,工人技术素质极低,设备科技含量差等诸多弊端极大的制约着矿山企业的发展。

因此,应用高新技术去改造矿山设备是走出企业窘境的一条有效途径。

我矿于2004年开始,相继进行了多次重大的技术革新。

将PLC控制技术应用于矿山的主提、主运、主采设备,通过应用我们深刻的感受到新技术的优势。

关键词:矿山提升;自动控制;安全中图分类号:TP273.5 文献标识码:A 在基于RTX机器人控制器与人机操作界面中,工业计算机可进行正常运行,控制和处理机器人的信息,控制机器人手臂运动。

基于RTX六轴机器人硬件系统,主要包括PCI板卡、工控机、编码器卡、伺服电机,以及D/A转化卡、伺服电机驱动器等。

(三)系统软件结构分析六轴工业机器人系统软件结构包括人机操作界面、目标轨迹声场和下位机等部分,分为上位机和下位机两个模块。

其中,下位机是系统的控制器,上位机是人机操作平台。

由于上位机是机器人系统的操作平台,其主要功能包括显示机器人运行、显示机器人各关节编码器反馈信息、显示机器人状态监控信号,以及与RTX机器人控制器通讯。

而下位机由于为机器人操作系统控制器,其主要功能包括:一是通过编码器卡来实时接收电机位置反馈数据,二是通过共享内存来接收上位机发出的实时目标指令;三是经过控制算法模块来反馈数据与目标指令,从而给出指令,在经由D/A转换,输出模拟信号控制伺服电机驱动器,最终形成闭环控制系统。

三、六轴工业机器人控制系统实践基于R T X 系统的六轴工业机器人系统,通过软件结构与硬件结构,探究出了一种基于RTX的六轴工业机器人系统。

这种工业机器人本体的重量为20kg,其额定负载1kg,其一轴和二轴采用的电机均为400W,而三轴采用的是200W伺服电机,第四轴、第五轴和第六轴选用50W伺服电机。

基于RTX机器人控制器的控制周期为1ms,其运动规划控制主要由S型曲线实现。

机器人运动轨迹精度测量,则使用FARO激光跟踪仪,是将激光跟踪仪固定于机器人末端,其发射与接收器实时快速跟随靶球移动,用以测量基于RTX系统工业机器人运动轨迹的精度。

机器人点运动和轨迹运动精度见表1。

表1机器人点运动和轨迹运动精度运动形式精度(mm)点到点直线圆弧±0.05±0.3±0.3结论本文探究了一种基于RTX六轴工业机器人系统架构,同时利用了Windows 资源与RTX的实时处理能力,探究出了一种开放型的、可扩展的工业机器人系统,从而为六轴工业机器人控制算法与功能扩展提供了基础。

同时,基于RTX 系统结构的研制成功,也表明我国具有了自主研发的机器人,其测试和实践结果表明,基于RTX体系结构的六轴工业机器人的运动控制效果良好。

机器人控制系统给定的输入信号为正弦信号,根据仿真所得的结果,表明系统显示出了良好的动态特性。

而通过建立机电仿真模型,在分析进给驱动系统整体动态特性的同时,还能够分析机械传动机构动力学特征,以及设计伺服控制算法、优化调整控制参数等,为提升工业自动化整体性能发挥更大的作用。

结语随着工业的发展,特别是机器人制造技术的发展,更加智能的机器人控制系统已经被制作出来。

传统基于Windows 系统的工业机器人,虽然也适应工业发展需求,但是其精度和实时性控制方面,却不适应未来发展趋势。

文章根据工业发展需要,探究了一种基于RTX系统的六轴工业机器人,介绍了其控制系统中的硬件和软件部分,并探讨了其实际运行的效果,结果表明适应生产需要,值得推广。

参考文献[1]苏炳恩.基于Ether CAT 总线的六轴工业机器人控制系统研究与开发[D].华南理工大学,2013.[2]毕鲁雁,刘立生.基于RTX 的六轴工业机器人系统设计[J].机床与液压,2013(15):134-136+163.[3]廖新辉.手机自动化生产线六轴机器人单元工作原理及常见故障分析[J].机电工程技术,2015(06):52-55.。

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