基于EtherCAT总线的拖动示教机器人控制系统开发

针对拖动示教喷涂机器人的示教数据直接用于再现喷涂时存在轨迹不平滑与速度抖动的问题,研究开发了一套示教喷涂机器人的控制系统.阐述了机器人控制系统的总体架构,构建了基于工控PC机与以AM4377为EtherCAT主站的硬件平台,并以工控PC机为上位机,在Windows系统中开发了控制系统的人机交互、示教数据的拟合优化算法、示教轨迹粗插补以及喷枪位姿同步等软件模块,同时以EtherCAT主站为下位机,采用"Linux+Xenomai"的双系统架构,实现了指令传输与处理、示教采样、示教轨迹精插补、EtherCAT主站通讯等功能.最后在某企业进行了喷涂实验,结果表明,采用该系统的喷涂机器人运动平稳,达到了喷涂加工的要求.     

六关节喷涂机器人控制系统的设计

针对中小型企业在喷涂作业方面有多品种、小批量、编程要求低等需求,提出一种嵌入式六关节喷涂机器人控制系统的设计方案。该系统以OMAP-L138双核处理器为核心搭建了硬件平台,采用模块化编程的方式进行软件开发。系统中ARM负责文件和指令的传输、处理等非实时任务,DSP用于处理特征点提取、曲线拟合和插补等实时任务,通过DSPLINK开发双核通信模块,用于ARM和DSP之间的双核通信,完成六关节喷涂机器人控制系统的设计与开发。系统实现了对六轴伺服的运动控制,并且具有手把手示教编程的功能。经过实际运行情况可知,系统较好地完成喷涂作业,达到预期要求。     

手把手示教喷涂机器人的示教数据优化方法

针对手把手示教喷涂机器人再现运动不平稳、整体运行速度低等问题, 提出了一种基于样条曲线拟合和运动规划的优化方法。通过使用非均匀B样条曲线对示教轨迹进行拟合计算, 得到位姿拟合曲线。位置曲线和姿态曲线是分开进行离散化的。位置曲线基于S型加减速进行离散化, 减速点的寻找采用双向插补的方法。姿态和位置的同步问题, 采用建立姿态曲线参数与位置曲线参数的映射关系解决。通过仿真和实验验证了该算法能够有效地提高示教机器人再现运动的平稳性和运行速度。