精確點(diǎn)位作業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)研究.pdf

1、高精度點(diǎn)位機(jī)器人設(shè)計(jì)初衷是研究出一種能夠代替人從事工廠惡劣的管道清洗工作的特種機(jī)器，但在設(shè)計(jì)的同時(shí)，作者并不局限于單個(gè)工程的設(shè)計(jì)。通過對高精度類機(jī)器人以及點(diǎn)位移動(dòng)類機(jī)器人各自關(guān)鍵技術(shù)的有機(jī)整合，在保證精度的前提下，實(shí)現(xiàn)了點(diǎn)位移動(dòng)的機(jī)器人結(jié)構(gòu)，相信在更復(fù)雜的作業(yè)環(huán)境下，運(yùn)用開放性的思維對其功能進(jìn)行拓展，應(yīng)用前景定將十分廣泛。 點(diǎn)位機(jī)器人采用主從式的控制結(jié)構(gòu)。在分析對比了各類主控單片機(jī)的優(yōu)劣之后，結(jié)合本課題，選出了較合適的主控芯片A

2、tmega128單片機(jī)及從單片機(jī)AT89C2051。通信方面，為達(dá)到控制的實(shí)時(shí)性，主從單片機(jī)采用串行通訊電路，結(jié)合實(shí)際的作業(yè)環(huán)境，與上位機(jī)通信加入了無線通信模塊，并選擇了較為合適的無線電路模塊；采用兩套電源方案，控制板類電源及步進(jìn)電機(jī)電源相互隔離；在選定兩相混合式步進(jìn)電機(jī)為驅(qū)動(dòng)電機(jī)的基礎(chǔ)上，完成電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)，并對電機(jī)驅(qū)動(dòng)的細(xì)分控制理論進(jìn)行了推導(dǎo)。 在詳細(xì)設(shè)計(jì)部分，首先，為了實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的點(diǎn)位移動(dòng)目標(biāo)及保證機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)精度，本體

3、結(jié)構(gòu)采用絲杠傳動(dòng)機(jī)械結(jié)構(gòu)，實(shí)驗(yàn)證明，定位精度及重復(fù)定位精度都非常高；在此基礎(chǔ)上，從電路設(shè)計(jì)原則上對主從控制板進(jìn)行了設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)的硬件電路抗干擾性好，使數(shù)字脈沖信號能夠?qū)崟r(shí)、準(zhǔn)確的發(fā)送；采用步進(jìn)的驅(qū)動(dòng)方式，引入細(xì)分驅(qū)動(dòng)控制方法對步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式進(jìn)行優(yōu)化，使之運(yùn)動(dòng)精度更高；改進(jìn)了常規(guī)的步進(jìn)電機(jī)開環(huán)控制，引入光柵等測量傳感器，并對位置控制器進(jìn)行了設(shè)計(jì)優(yōu)化，共同構(gòu)建了閉環(huán)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，不但使主從單片機(jī)的控制能力進(jìn)一步加強(qiáng)，在經(jīng)過反饋環(huán)節(jié)的調(diào)整后，