【正文】 N高速位置指令符號(hào)（+）13OZ編碼器Z脈沖差動(dòng)輸出28DO5+數(shù)字輸出43PULSE位置指令脈沖（+）14COM+VDD(24V)電源的地29GND模擬輸入信號(hào)的地44編碼器Z脈沖開(kāi)集極輸出15DO6數(shù)字輸出30DI8數(shù)字輸入——————表51 固高一體機(jī)和臺(tái)達(dá)驅(qū)動(dòng)器通信電纜表固高一體機(jī)傳輸方式臺(tái)達(dá)驅(qū)動(dòng)器17 A+21 OA4 A22 /OA18 B+25 OB5 B23 /OB19 C+13 OZ6 C24 /OZ23 PULSE+38 HPILSE11 PULSE36 /HPULSE9 DIR+42 HSIGN22 DIR40 /HSIGN10 GND19 GND2 ALM28 ALRM+1 OGND27 ALRM14 OVCC11 COM+3 ENABLE9 SON15 RESET33 ARST其中報(bào)警端的報(bào)警電路原理圖如圖53，當(dāng)異警或緊急停止時(shí)，臺(tái)達(dá)驅(qū)動(dòng)器中的發(fā)光二極管N2發(fā)光導(dǎo)通，三極管J2導(dǎo)通。此時(shí)固高一體機(jī)中的法官二極管N1發(fā)光導(dǎo)通，三極管J1導(dǎo)通，將有信號(hào)發(fā)送的上位機(jī)，會(huì)將電磁接觸器切斷，以切斷伺服驅(qū)動(dòng)器電源。圖53 報(bào)警電路原理圖剎車(chē)端的剎車(chē)電路原理圖如圖54，剎車(chē)電路是起到了剎住電機(jī)和解除剎車(chē)的作用，其工作原理：在電機(jī)的尾部有一個(gè)電磁抱剎，當(dāng)電機(jī)通電時(shí)電磁抱剎通電吸合，這時(shí)它對(duì)電機(jī)不制動(dòng)，就是電機(jī)通電發(fā)光二極管N3發(fā)光導(dǎo)通，三極管J3導(dǎo)通，此時(shí)電磁抱剎通電，電磁開(kāi)關(guān)K1吸合，解除對(duì)電機(jī)的制動(dòng)。當(dāng)電機(jī)斷電時(shí)電磁抱剎也斷電，抱剎在彈簧的作用下剎住電機(jī)。剎車(chē)電源為DC24V，嚴(yán)禁與控制信號(hào)電源VDD公用。54 剎車(chē)電路原理圖使能端的使能電路原理圖如圖55，當(dāng)上位機(jī)發(fā)送動(dòng)作請(qǐng)求的時(shí)候，上位機(jī)的發(fā)光二極管N5發(fā)光導(dǎo)通，三極管J5導(dǎo)通。此時(shí)，將使下位機(jī)的發(fā)光二極管N4發(fā)光導(dǎo)通，三極管J4導(dǎo)通，下位機(jī)就會(huì)接收到執(zhí)行動(dòng)作命令允許執(zhí)行。圖55 使能電路原理圖復(fù)位端的復(fù)位電路原理圖如圖56，其工作原理和使能電路工作原理相似。當(dāng)上位機(jī)發(fā)送復(fù)位請(qǐng)求的時(shí)候，上位機(jī)的發(fā)光二極管N7發(fā)光導(dǎo)通，三極管J7導(dǎo)通。將會(huì)使下位機(jī)的發(fā)光二極管N6發(fā)光導(dǎo)通，三極管J6導(dǎo)通，下位機(jī)就會(huì)接收到復(fù)位命令執(zhí)行復(fù)位。圖56 復(fù)位電路原理圖脈沖發(fā)送端的脈沖發(fā)送原理圖如圖57，實(shí)現(xiàn)了從固高一體機(jī)發(fā)送指令脈沖到臺(tái)達(dá)驅(qū)動(dòng)器，臺(tái)達(dá)驅(qū)動(dòng)器是在PD模式（位置控制模式，只關(guān)心角度）下進(jìn)行了接收脈沖的，完成通信。要注意的是上位機(jī)和下位機(jī)的接地端一定要共地，電源端也要接共電源端。圖57 脈沖發(fā)送原理圖 電子齒輪比電子齒輪比的設(shè)置主要有兩個(gè)作用。一是為了達(dá)到所要的脈沖數(shù)有足夠的的加速時(shí)間，減少機(jī)械手動(dòng)作時(shí)的一個(gè)抗沖擊性；二是有利于算法，提高機(jī)械運(yùn)動(dòng)精度，達(dá)到所要求的控制精度。圖58是關(guān)于電子齒輪比的關(guān)系圖。其中固高一體機(jī)也就是上位機(jī)，臺(tái)達(dá)驅(qū)動(dòng)器包含下位機(jī)及功率放大器，電子齒輪比包含在臺(tái)達(dá)驅(qū)動(dòng)器里面。圖58 電子齒輪比的關(guān)系圖假若我們的上位機(jī)以梯形運(yùn)動(dòng)模式，即發(fā)送“目標(biāo)位置”、“目標(biāo)速度”、“目標(biāo)加速度為例”，介紹有關(guān)數(shù)據(jù)的處理過(guò)程。其中臺(tái)達(dá)驅(qū)動(dòng)器說(shuō)明書(shū)說(shuō)光柵編碼器2的17指的是臺(tái)達(dá)驅(qū)動(dòng)器這個(gè)下位機(jī)發(fā)送160000（16萬(wàn)是一個(gè)固定不變的值）個(gè)脈沖馬達(dá)就轉(zhuǎn)一圈。假若固高一體機(jī)的速度設(shè)為800，相當(dāng)于1ms發(fā)送800脈沖。那么推算出1s就發(fā)送800*1000=800000個(gè)脈沖，推算出1min發(fā)送60*800*1000=48000000個(gè)脈沖。假若固高一體機(jī)這個(gè)上位機(jī)發(fā)送16000個(gè)脈沖馬達(dá)就轉(zhuǎn)一圈，那么1min轉(zhuǎn)3000r（48000000/1600=3000），即3000r/min能夠發(fā)揮馬達(dá)的速度性能。假若固高一體機(jī)這個(gè)上位機(jī)發(fā)送32000個(gè)脈沖馬達(dá)就轉(zhuǎn)一圈，那么1min最多轉(zhuǎn)1500r（48000000/32000=1500），即小于300r/min，根本就發(fā)揮不了馬達(dá)的速度性能。對(duì)于上位機(jī)來(lái)說(shuō)，發(fā)送X個(gè)脈沖馬達(dá)就轉(zhuǎn)一圈。而對(duì)下位機(jī)來(lái)說(shuō)，像臺(tái)達(dá)B2系列的，下位機(jī)發(fā)送16萬(wàn)個(gè)脈沖馬達(dá)才轉(zhuǎn)一圈，實(shí)際上16萬(wàn)是由2500線的編碼器經(jīng)過(guò)6倍頻而得到的。那么如何使上位機(jī)發(fā)送X個(gè)脈沖，去使下位機(jī)發(fā)送16萬(wàn)個(gè)脈沖？此時(shí)就要用到電子齒輪比了。對(duì)于臺(tái)達(dá)驅(qū)動(dòng)器，參數(shù)P144為設(shè)置電子齒輪比的分子，參數(shù)P145為設(shè)置電子齒輪比的分母。對(duì)于上位機(jī)來(lái)說(shuō)，由以上內(nèi)容的分析可知，假若我們要1ms發(fā)送8000個(gè)脈沖，相當(dāng)于我們的最高轉(zhuǎn)速為3000r/m，也即必須將上位機(jī)設(shè)置為馬達(dá)轉(zhuǎn)一圈必須發(fā)送16000個(gè)脈沖，而下位機(jī)的馬達(dá)轉(zhuǎn)一圈必須發(fā)送16萬(wàn)個(gè)脈沖是不變的。為了使馬達(dá)轉(zhuǎn)一圈，必須將驅(qū)動(dòng)器的電子齒輪比設(shè)置為10:1，即上位機(jī)發(fā)送1個(gè)脈沖相當(dāng)于下位機(jī)發(fā)送10個(gè)脈沖，上位機(jī)和下位機(jī)關(guān)于電子齒輪比的設(shè)置對(duì)應(yīng)關(guān)系如圖59。圖59 電子齒輪比的設(shè)置因此，需將電子齒輪比的分子，即P144設(shè)置為10。將電子齒輪比的分母，即參數(shù)P145設(shè)置為1 。即電子齒輪比為10/1。 檢出器輸出脈沖設(shè)定關(guān)于P146（GR3）檢出器輸出脈沖設(shè)定，純粹屬于反饋。檢出器輸出脈沖設(shè)定最終是顯示在臺(tái)達(dá)的DEMO界面的，必須將界面的脈沖計(jì)數(shù)方式設(shè)置為外部計(jì)數(shù)。而并非顯示在驅(qū)動(dòng)器的數(shù)碼管的。驅(qū)動(dòng)器的數(shù)碼管顯示的是上位機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)。檢出器的輸出脈沖實(shí)際為馬達(dá)的編碼器經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)器處理之后的脈沖，如馬達(dá)的編碼器為2500線的，但是經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)器處理之后，我們可以設(shè)置為轉(zhuǎn)一圈反饋多少脈沖，如我們可以設(shè)置馬達(dá)轉(zhuǎn)一圈，反饋到上位機(jī)3000個(gè)脈沖，即檢出器輸出脈沖P146設(shè)置為3000，那么驅(qū)動(dòng)器自動(dòng)會(huì)將這個(gè)數(shù)4倍頻之后再顯示。所以我們看到馬達(dá)轉(zhuǎn)一圈時(shí)，上位機(jī)外部計(jì)數(shù)器就顯示12000，上位機(jī)就可以根據(jù)這個(gè)反饋進(jìn)行閉環(huán)控制。 本章小結(jié) 本章主要圍繞課題所選的固高一體機(jī)作為上位機(jī)和臺(tái)達(dá)伺服驅(qū)動(dòng)器及其配套的臺(tái)達(dá)馬達(dá)作為下位機(jī)，再結(jié)合各相關(guān)的電控元件，搭建起整套電控系統(tǒng)，從而配置臺(tái)達(dá)伺服驅(qū)動(dòng)器和固高工控機(jī)的參數(shù)。然后再通過(guò)通信電纜的參數(shù)配置，尤其電子齒輪比的設(shè)置，來(lái)實(shí)現(xiàn)上下位機(jī)的聯(lián)調(diào)。結(jié)論結(jié)論設(shè)計(jì)感言即將畢業(yè)，回想起接近半年來(lái)的畢業(yè)設(shè)計(jì)，從選題再到在老師的指導(dǎo)下完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，在這個(gè)過(guò)程中感受頗多。在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，有過(guò)失落，有過(guò)成功，有過(guò)沮喪，有過(guò)喜悅。這些都已不重要了，重要的是我一路走來(lái)，歷煉了我的心志，考驗(yàn)了我的能力，證明了自己，也發(fā)現(xiàn)了自己的不足。四年的大學(xué)生涯轉(zhuǎn)眼間就要過(guò)去了，我回想起自己在這里學(xué)到了什么，收獲了什么，得到了什么，一次次的問(wèn)著自己，讓我內(nèi)心十分空擋。但通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我從尋找資料到設(shè)計(jì)完成，這一個(gè)個(gè)的過(guò)程中，我將這四年來(lái)從課堂上和課余時(shí)間學(xué)到的知識(shí)運(yùn)用的設(shè)計(jì)中去，一步步的理解這些知識(shí)，讓我明白這四年大學(xué)沒(méi)有白白地浪費(fèi)，而是在這個(gè)過(guò)程中慢慢地提高自己。同時(shí)，也感覺(jué)到自己從大學(xué)中學(xué)到的自學(xué)能力和動(dòng)手能力是多么的重要。所以畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)我們來(lái)說(shuō)無(wú)比重要，我們必須認(rèn)真對(duì)待畢業(yè)設(shè)計(jì)，這可以說(shuō)是人生的一次重要蛻變。同時(shí)，我也要感謝我的指導(dǎo)老師李教授和吳老師，是因?yàn)樗麄兊亩囟亟虒?dǎo)，讓我不但順利地完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)，而且從他們那里學(xué)到了不少東西。設(shè)計(jì)小結(jié)本次課題是工業(yè)機(jī)器人的電控系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，我主要是通過(guò)介紹臺(tái)達(dá)驅(qū)動(dòng)的調(diào)試配置和固高一體機(jī)的調(diào)試配置，設(shè)計(jì)并制作了固高一體機(jī)的通用端板，然后通過(guò)搭建電控柜的電控系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)上下位機(jī)的聯(lián)調(diào)。通過(guò)本次設(shè)計(jì)得出如下結(jié)論：技術(shù)先進(jìn)工業(yè)機(jī)器人精密化、柔性化、智能化、軟件應(yīng)用開(kāi)發(fā)等先進(jìn)制造技術(shù)于一體，通過(guò)對(duì)這過(guò)程實(shí)施檢測(cè)‘控制、優(yōu)化、調(diào)度、管理和決策，實(shí)現(xiàn)增加產(chǎn)量、提高質(zhì)量、降低成本、減少資源消耗和環(huán)境污染。然而，其中的電機(jī)傳動(dòng)及控制問(wèn)題是非常復(fù)雜的，需要理論分析和實(shí)際情況結(jié)合，對(duì)電機(jī)沒(méi)有很深的了解是很難解決這一大問(wèn)題的，本次設(shè)計(jì)中，電機(jī)傳動(dòng)及控制這一塊有了進(jìn)一步的了解。本課題根據(jù)應(yīng)用在汽車(chē)物流實(shí)驗(yàn)當(dāng)中的四軸工業(yè)機(jī)械手，從中配置臺(tái)達(dá)伺服驅(qū)動(dòng)器與固高工控機(jī)的參數(shù)，進(jìn)行聯(lián)調(diào)，其中搭建電控系統(tǒng)方面還需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)一步優(yōu)化。展望工業(yè)機(jī)器人分布式控制系統(tǒng)是一種比較通用的實(shí)時(shí)控制系統(tǒng), 能適應(yīng)控制不同自由度的機(jī)器人而無(wú)需更改電路。分布式控制系統(tǒng)從微機(jī)應(yīng)用和控制角度來(lái)看具有實(shí)際意義, 可以應(yīng)用于機(jī)床控制、多關(guān)節(jié)機(jī)器人和多路通訊等眾多場(chǎng)合?？傊? 工業(yè)機(jī)器人分布式控制系統(tǒng)是一種比較理想的快速實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)。對(duì)此作一下展望：智能化，機(jī)器人未來(lái)的發(fā)展是要在更多的領(lǐng)域內(nèi)取代人工作業(yè)，將會(huì)更多的使用力覺(jué)技術(shù)、視覺(jué)技術(shù)和人工智能技術(shù)，使工業(yè)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)更高的智能化。網(wǎng)絡(luò)化，隨著工業(yè)生產(chǎn)場(chǎng)所網(wǎng)絡(luò)化和社會(huì)網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展，機(jī)器人技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化也所難免，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程診斷、遠(yuǎn)程控制和數(shù)據(jù)備份等功能將會(huì)更加完善。參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)〔1〕（第三版）.武漢：華中科技大學(xué)出版社，〔2〕〔M〕.武漢：華中科技大學(xué)出版社，2009,9〔3〕劉豹，（第3版）.機(jī)械工業(yè)出版社，2011〔4〕. 浙江大學(xué)出版社，2009〔5〕：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2008〔6〕（第2版）.北京：清華大學(xué)出版社，2010〔7〕(美)，2004 〔8〕. 高等教育出版社，2001 〔9〕[J]。機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用。2007年05期附錄附錄附錄一附錄二附錄三致謝致謝當(dāng)我完成這篇畢業(yè)論文的時(shí)候，心中倍感充實(shí)。大學(xué)生涯一晃而過(guò)，回首走過(guò)的歲月，感慨良多。在畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行的過(guò)程中得到指導(dǎo)老師李杞儀教授和吳少彬老師孜孜不倦的細(xì)心指導(dǎo)，給予即使準(zhǔn)確的指導(dǎo)和幫助。對(duì)于學(xué)術(shù)上嚴(yán)格把關(guān)，對(duì)于工作態(tài)度嚴(yán)格要求，至始至終以身作則，鼓舞并引導(dǎo)著我們不斷向前。在此，對(duì)指導(dǎo)老師表示衷心的感謝。其次，要感謝這四年來(lái)教我知識(shí)的給位老師們，畢業(yè)論文能夠順利完成，你們都有很大的功勞。還要向這四年大學(xué)生活期間所有幫助過(guò)我的同學(xué)們以及各位朋友們說(shuō)一聲謝謝。最后，特別感謝我的父母、親人們，這么多年他們從物質(zhì)和精神上的付出和支持是我不斷前進(jìn)的直接動(dòng)力。這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，對(duì)于培養(yǎng)我們理論聯(lián)系實(shí)際的設(shè)計(jì)思想，訓(xùn)練綜合運(yùn)用機(jī)械和有關(guān)課程的理論，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際要求和解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力，鞏固加深和發(fā)展有關(guān)機(jī)械工程及自動(dòng)化方面的的知識(shí)等方面有重要的作用。畢業(yè)之際，祝愿母校華南理工大學(xué)廣州學(xué)院桃李滿(mǎn)天下，機(jī)械工程學(xué)院人才輩出，蒸蒸日上。