畢業(yè)設(shè)計(jì)六自由度焊接機(jī)器人設(shè)計(jì)論文(參考版)
2025-06-25 12:54本頁(yè)面
【正文】 所以嵌入式控制系統(tǒng)將是焊接機(jī)器人控制技術(shù)的又一個(gè)重要的研究和發(fā)展方向。（2）嵌入式控制技術(shù)近年來(lái)，嵌入式控制技術(shù)有了長(zhǎng)足的發(fā)展，使得嵌入式的應(yīng)用得到重視。近年來(lái)，隨著用工成本的提高和先進(jìn)技術(shù)的快速發(fā)展這兩方面矛盾的日益凸顯，焊接機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用極大的推動(dòng)了我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展。此外還選擇了三洋公司生產(chǎn)的驅(qū)動(dòng)器和伺服電機(jī)來(lái)搭建機(jī)器人的伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。在控制系統(tǒng)中選擇了固高公司生產(chǎn)的GE800PGPCI運(yùn)動(dòng)控制器作為控制系統(tǒng)的核心部件，其充分利用了DSP技術(shù)和FPGA技術(shù)。這樣設(shè)計(jì)的好處是既能滿足自由度的要求，在結(jié)構(gòu)上也更為緊湊?；D(zhuǎn)盤在旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中電機(jī)也是隨旋轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)的。在機(jī)器人基座的設(shè)計(jì)中，基座采用鑄鐵鑄造而成，充分利用鑄鐵的材料特性，改善系統(tǒng)的抗振性。 驅(qū)動(dòng)器與電機(jī)接線圖4 結(jié) 論通過(guò)查閱關(guān)于機(jī)器人的相關(guān)文獻(xiàn)，以及參考機(jī)械工程學(xué)院機(jī)器人實(shí)驗(yàn)實(shí)首鋼motoman機(jī)器人實(shí)例，并在老師的指導(dǎo)下完成設(shè)計(jì)方案的論證。 電源控制圖 運(yùn)動(dòng)控制器與驅(qū)動(dòng)器接線圖，圖示還示意了驅(qū)動(dòng)器的主電源和控制電源接線圖，其中主控制電源為是從電源控制電路圖中端子LN4中引入并接驅(qū)動(dòng)器R、S，控制電源是從電源控制電路圖中端子L、N中引入并接驅(qū)動(dòng)器r、s。03：表示伺服驅(qū)動(dòng)器容量為30A。本設(shè)計(jì)選用兩種驅(qū)動(dòng)器，分別為RS1A01AA、RS1A03AA。在本設(shè)計(jì)中選用的是三洋公司生產(chǎn)的伺服驅(qū)動(dòng)器。選擇驅(qū)動(dòng)器需要根據(jù)伺服電機(jī)的功率、反饋元件來(lái)選擇。目前主流的伺服驅(qū)動(dòng)器一般都采用DSP作為控制核心，可實(shí)現(xiàn)比較復(fù)雜的控制算法。以R2AA06040FC為例：R：表示R系列；2：表示發(fā)動(dòng)機(jī)分類為中慣性；AA：表示電動(dòng)機(jī)電壓為220V；06：表示發(fā)蘭角為60mm；040：表示電動(dòng)機(jī)的規(guī)格輸出為400W；F：表示電動(dòng)機(jī)最高旋轉(zhuǎn)速度為6000r/min；H：表示最高轉(zhuǎn)速為3000r/min；C：表示帶保持控制器（24V）；X：表示無(wú)保持控制器。若功率小于工作要求，則不能保證工作機(jī)正常工作，或使電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期過(guò)載，發(fā)熱過(guò)大而過(guò)早損壞。 電機(jī)型號(hào)的確定標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)的功率是由額定功率來(lái)表示。由于在本設(shè)計(jì)主要是實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)、擺動(dòng)，而在旋轉(zhuǎn)、擺動(dòng)機(jī)構(gòu)中通常采用交流伺服系統(tǒng)。加上機(jī)器人末端的執(zhí)行器，一共需要七個(gè)獨(dú)立的原動(dòng)機(jī)。 端子板CN5（CNCNCNCNCNCN1CN13）定義表引腳信號(hào)說(shuō)明引腳信號(hào)說(shuō)明1OGND外部電源地14OVCC+12/24V3ENABLE驅(qū)動(dòng)允許16保留保留4A編碼器輸入17A+編碼器輸入5B編碼器輸入18B+編碼器輸入6C編碼器輸入19C+編碼器輸入8DAC模擬輸出10GND數(shù)字地9DIR+步進(jìn)方向輸出22DIR步進(jìn)方向輸出11PUL步進(jìn)脈沖輸出23PUL+步進(jìn)脈沖輸出15RESET驅(qū)動(dòng)報(bào)警復(fù)位2ALM驅(qū)動(dòng)報(bào)警 電機(jī)控制系統(tǒng)的基本組成在本設(shè)計(jì)中電機(jī)控制系統(tǒng)的基本組成需要如下硬件元器件：運(yùn)動(dòng)控制器一個(gè)、具有PCI接口的主機(jī)一臺(tái)、交流伺服電機(jī)6部、驅(qū)動(dòng)器6個(gè)、+12/+24V直流電源（用于接口板電源）一個(gè)、原點(diǎn)開(kāi)關(guān)、正/負(fù)限位開(kāi)關(guān)若干。專用輸出通過(guò)端子板CNCNCNCNCNCNCN1CN13與驅(qū)動(dòng)器連接。 GE800PG運(yùn)動(dòng)控制器端子板 端子板接口的定義接口端子功能接口端子功能CN1運(yùn)動(dòng)控制器連接接口CN2運(yùn)動(dòng)控制器連接接口CN4RS232接口CN5(113)控制軸接口CN14通用IO輸出接口CN15限位信號(hào)輸入接口CN16通用IO輸入接口CN17原點(diǎn)信號(hào)輸入接口CN19模擬量輸入接口對(duì)于運(yùn)動(dòng)控制器GE800PGPCI的專用輸入包括：驅(qū)動(dòng)器報(bào)警信號(hào)、原點(diǎn)信號(hào)和限位信號(hào)，通過(guò)端子板的CN5（CNCNCNCNCNCN1CN13）、CN1CN15與驅(qū)動(dòng)器及外部開(kāi)關(guān)相連。運(yùn)動(dòng)控制器與端子板的連接端子板是把若干個(gè)端子集中在一起，排列在一個(gè)平板上的的，這個(gè)板就叫端子板，端子板的作用是方便接線用的。IO功能：提供16路同用數(shù)字輸入，16路通用數(shù)字輸出。GE：系列標(biāo)示代號(hào)為GE；800：可以控制軸數(shù)8軸；P：運(yùn)動(dòng)規(guī)劃方式為點(diǎn)位運(yùn)動(dòng)規(guī)劃；G：工作方式為脈沖輸出；PCI：總線類型為PCI總線。 GE800PGPCIGE系列多軸點(diǎn)位運(yùn)動(dòng)控制器是固高科技插卡是運(yùn)動(dòng)控制器的成員之一，該系列產(chǎn)品基于計(jì)算機(jī)PCI總線，可同時(shí)控制18個(gè)伺服/步進(jìn)電機(jī)，具有優(yōu)良的點(diǎn)位運(yùn)動(dòng)規(guī)劃功能，特別適用于高速高精度點(diǎn)位控制要求的設(shè)備，選用該系列運(yùn)動(dòng)控制器可以很好的滿足本設(shè)計(jì)的要求。運(yùn)動(dòng)控制器是整個(gè)控制系統(tǒng)的核心，它接受來(lái)自上位PC機(jī)得應(yīng)用程序命令，按照設(shè)定的運(yùn)動(dòng)模式，完成相應(yīng)的實(shí)時(shí)
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