Delta机器人控制系统设计

针对Delta机器人的运动特点,设计了可实现3自由度运动功能的控制系统,该系统由机械结构模块和机器视觉模块两部分组成。机械结构模块的控制采用LPC1114处理器,实现手爪三维空间内的移动与开合;机器视觉控制模块采用Lab View图形化编程语言,可视化编程减少了编程时间,对各部分程序进行了相应的介绍。机械结构模块的控制与机器视觉模块的控制相结合,提高了Delta机器人的运动控制精度。     

FPGA在运动控制系统中的设计

在基于ARM FPGA的硬件平台上进行嵌入式运动控制系统的设计,ARM实现应用管理,FPGA实现插补运算,发出脉冲到伺服驱动系统,形成运动指令控制伺服电动机运转等。对FPGA模块内部设计和控制方法的实现进行了详细阐述,并且给出了调试结果。     

高性能独立式多轴运动控制器的实现

本文介绍了自主研发的一种高性能独立式多轴运动控制器的实现方法。该运动控制器主要由高速、高精度运动插补微处理器和千兆以太网接口等电路组成。为实现高速、高精度性能,采用美国TI公司新推出的DSC（Digital Signal Controller）技术,实现了运动控制指令在线解释和执行,高速运动插补和PID控制算法;采用SOC（SystemonChip）技术,在单片FPGA（Field Programmable GateArray）上集成了运动控制器的高速接口,包括RSIC（Reduced Instruction Set Computing）微处理器、千兆以太网MAC（MediaAccessControl）接口、控制脉冲输出和光电编码器输入模块等。文章重点阐述了该控制器的结构原理,并给出所实现的核心模块的仿真结果以及所设计的高性能独立式多轴运动控制器的系统应用实例。     

基于DMC的机器人轨迹规划研究与实现

在分析6自由度机器人运动控制系统架构的基础上,提出基于DMC(digital motion controller)的开放式运动控制系统的6自由度机器人轨迹插补算法.主要研究在笛卡尔空间规划中直线的插补算法.同时介绍了插补算法在DMC上的具体实现方式.实验证明了控制器能可靠精确地实现机器人轨迹运动.     

自主移动式机器人运动自动控制技术研究

针对传统控制方法一直存在对机器人运动控制效率低、稳定性差的问题,提出基于双向插补分析的自主移动式机器人运动自动控制技术。通过对机器人控制系统进行线性化分析,构建机器人运动控制动力学模型,并采用双向插补方法分析机器人运行路线及姿态,实现对自主移动式机器人运动自动控制。     

关节型机器人路径插补控制的研究

针对应用于搬运作业的4R关节型机器人,提出在关节空间中用多项式插值的方法进行轨迹规划。应用Simatic T-CPU 315T-2DP作为运动控制器、IM174作为通信模块来连接伺服驱动器,通过硬件、软件组态及调用运动控制模块实现机器人各关节轴的插补运动。     

基于UG的工业机器人圆弧插补后处理算法研究

应用UG等CAM软件实现工业机器人的自动编程是一个重要的研究应用方向,然而运动插补算法特别是圆弧插补算法的差异是限制其从数控机床拓展应用到工业机器人加工的一大难点。通过分析空间圆弧插补算法原理,考虑数控机床与工业机器人圆弧运动指令的差异性,基于齐次变换矩阵的方法研究了应用于工业机器人的空间圆弧三点法运动插补的取值算法,并对算法的准确性进行了约束优化。同时从实际应用的角度出发,基于UG后置处理进行了算法编程和应用于ABB工业机器人的后置处理程序开发,最后通过MATLAB进行运动仿真验证及指令代码格式分析,其结果证明了该算法及后置处理程序开发的有效性。     

5自由度串并联机器人控制系统设计

在已构建5自由度串并联机器人的基础上,从硬件和软件两方面.对其运动控制系统进行设计,实现其空间复杂图形的绘制和汉字的书写功能.通过多种运动插补方法实现输出末端的预定轨迹,通过类对象间关系分析得到基于PC的运动控制体系软件层次结构.利用VB语言开发出机器人示教系统的人机交互界面和程序,实现手写联动输入和记忆重现功能.实践证明所设计的硬件控制系统和软件控制系统表现良好.且具备可扩充功能.     

可扩展曲线、曲面插补的开放式数控系统研究

开放式CNC完全由可以单独编译调试的独立模块组成。采用用户定制Rtdll（实时动态链接库）形式的插补模块的方法,并利用专用指令映射机制,用户无需了解系统内部运行规则,即可将开发的专用曲线、曲面直接插补技术加入到已有数控系统中,从而方便地实现插补指令的用户扩展。以凸轮加工为例,给出用户方式扩展的样条插补指令加工仿真结果。     

基于PC104的运动控制器设计

基于PC的运动控制器往往难以满足恶劣工业现场的实际使用要求。针对这一问题,介绍了采用基于PC104嵌入式主板和MCX314芯片设计的运动控制器,详细分析了所设计运动控制器的硬、软件模块、PC104总线和MCX314芯片的接口电路、输入／输出信号电路、控制系统的软件模块及插补模块。该控制器可实现三轴联动直线插补、任意两轴联动圆弧插补。将所设计的运动控制器应用于实验室研制的火焰切割机,实践结果表明,即使在恶劣工业现场,火焰切割机依然具有良好的工作性能。     

基于关节空间插补的3-TPS混联机器人轨迹误差分析

针对3-TPS混联机器人空间运动性能要求及自身的结构特点,提出坐标空间的粗插补算法和关节空间的精插补算法,以提高混联机器人运动轨迹误差。精插补采用在原控制系统中的样条插值算法基础上改进的CBI曲线插补算法,保证了拟合曲线通过粗插补离散点。最后采用MATLAB软件对精插补算法在两种精插补策略下对轨迹误差的影响进行了仿真分析,验证CBI曲线拟合算法的正确性。该混联机器人的控制算法对轨迹误差的影响为运动控制提供了切实可行的控制策略与算法基础。     

三次均匀有理B样条曲线插补算法的研究

插补算法是机器人系统实现运动控制的核心模块,对三次均匀有理B样条曲线的插补算法进行了研究.基于三次非均匀有理B样条曲线(NURBS),得出三次均匀有理B样条曲线的表达式.反算B样务曲线的控制顶点中发现规律,采用一种简单快捷的方法求取控制顶点,这使插补算法计算简单,更易于计算机编程.并且在算法中考虑到运动控制加减速的问题,这使插补算法符合实际,实用性强.最后采用三次均匀有理B样条曲线对螺旋线进行插补,仿真结果良好.     

基于RTLinux操作系统的开放式数控系统运动控制器的研究

系统选用了实时多任务操作系统RTLinux作为软件开发平台，以C和C 作为软件开发工具来开发设计了开放式数控系统的运动控制器。这里论述了运动控制器的总体功能特性，并分别介绍了运动控制器的几个重要组成部分，如主控程序、插补模块及速度控制等。最后采用基于组件技术的设计思想，给出了运动控制器的设计框架，并在RTLinux平台上加以实现。     

六轴焊锡机器人运动控制器的设计

设计一种以DSP+FPGA为架构的异构多核六轴焊锡机器人的运动控制器,实现六轴联动。焊锡机器人是以直角坐标机器人的架构为基础,代替人工焊锡的一种装置。运动控制器的硬件设计,包括DSP与FPGA等芯片的硬件连接、输入输出接口电路以及与上位通信接口的设计。软件设计,通过C语言编写插补实例程序并测试输出波形。系统测试,通过编码器反馈的位移数据,分析运动控制器六轴控制的能力。运动控制器性能稳定,开放性好,具有一定的市场价值和前景,成功用于六轴焊锡机器人的控制。     

工业机器人控制器研究的发展轨迹和体系构建

研制具有完全自主能力的、拟人化的智能机器人已经成为各国科学家研发的主要课题。机器人控制器是机器人控制系统的核心大脑,控制器的主要任务是对机器人的正向运动学、逆向运动学求解,以实现机器人的操作空间坐标和关节空间坐标的相互转换,完成机器人的轨迹规划任务,实现高速伺服插补运算、伺服运动控制。     

基于Matlab与DMC的工业机器人轨迹规划研究与实现

以深圳市元创兴科技有限公司的REBOT-V-6R机器人为研究对象,用Matlab建立6自由度仿真界面,在仿真界面上用三次多项式对机器人末端规划一个矩形轨迹,得到机器人6个关节的运动曲线.在此基础上,提出基于DMC的开放式运动控制系统的6自由度机器人轨迹插补算法,同时介绍了在DMC上的矩形轨迹具体实现方式.实验结果表明,该方法能可靠、精确地实现机器人轨迹运动.     

基于圆弧插补的工业码垛机器人轨迹规划

为实现工业码垛机器人末端执行器的圆弧运动轨迹,提升机器人的运动效率,提出了一种基于圆弧插补算法的机器人轨迹规划算法;给出了码垛机器人本体结构,分析了码垛机器末端执行器运动轨迹。为实现该轨迹,在笛卡尔空间进行圆弧插补,利用圆弧插补算法实现了该轨迹,并进行了仿真分析。仿真结果表明圆弧插补算法运行时间更短,提高了机器人运动效率。     

基于QD75P4定位模块三轴运动控制的设计与实现

研究三菱QD75P4定位模块在三轴运动控制系统设计与实现。系统采用三菱智能定位模块QD75P4、Q系列PLC、伺服放大器以及伺服电机等组成。其中PLC负责该系统的整体逻辑控制,QD75P4定位模块负责系统的运动控制与插补控制,三个伺服放大器负责驱动三台伺服电机带动丝杠,实现三个方向上的协调运动,保证三轴运动定位精确度。     

焊接机器人的摆动焊接轨迹规划策略研究

基于机器人空间直线插补和圆弧插补算法,设计了时间最优的空间直线摆焊轨迹和圆弧摆焊轨迹规划的策略,并于MATLAB软件中完成验证路径算法。最后通过由VS2019搭建的上位机示教软件、基于STM32H7平台设计的运动控制卡和SCARA机器人平台组成的控制系统,验证了算法的可靠性和准确性。实验结果表明,用户可以通过示教焊接机器人的方式获取空间摆焊的参数,并且机器人能够根据获取的参数在限定的轨迹上进行较为高效的空间直线摆焊运动和空间圆弧摆焊运动,具有一定的实际意义和参考价值。     

一种直线插补算法及其在机器人中的应用研究

针对基于PLC控制器的机器人实现直线插补的问题,对在降低控制器硬件配置和性能要求的条件下实现机器人直线插补的方法进行了研究,提出了一种基于等时间间隔的直线插补算法,即等时间周期法。该算法可以通过改变插补周期调整插补精度,从而改变插补算法所需的控制器运行速度和数据存储空间。在自主研发的四关节冲床上下料机器人上,采用松下FP-X型PLC作为控制器,对提出的插补算法进行了实验和验证,对插补误差进行了定性和定量分析。研究结果表明,所提出的插补算法完全能够在无插补指令的PLC上运行,并满足直线插补精度的要求,这对降低机器人的开发成本具有重要意义。