基于DSP的焊裝機器人控制算法研究與仿真設計.pdf

1、機器人應用于工業(yè)生產的各個領域，在當今社會日益自動化、信息化的趨勢下，研究六自由度焊接機器人的控制算法及在DSP上的實現，具有深刻的現實意義。在汽車車身焊接工藝中，要求焊裝機器人實現車身部件的各類焊接操作，其對機器人的實時控制要求最為迫切。本文在研究單臺六自由度焊裝機器人動力學的基礎上，研究了實現其關節(jié)電機控制的實時性算法，最優(yōu)化焊接操作路徑，實現了DSP與上位機通信互聯，并在MATLAB軟件下對算法進行仿真設計，將其應用于實際生產現場

2、的離線虛擬調試，取得了一定的效果。
　　首先，本文針對六自由度焊接機器人應用領域和研究背景做了相關介紹，指出要在DSP上實現對機器人關節(jié)電機的控制，必須研究六自由度焊裝機器人的逆動力學控制算法并進行仿真設計。
　　其次，針對六自由度焊裝機器人控制實時性問題，利用TMS320LF2812型DSP芯片，通過其高速數字信號處理能力，實時對焊接機器人進行動力學方程逆運算，以求解控制模型的前饋補償，并以C語言對算法進行編程，從而實現算

3、法的可用性。研究了應用 DSP片上資源實現機器人關節(jié)電機控制的 PWM控制算法。通過DSP片上微控制系統生成了機器人各軸關節(jié)電機的實時PWM控制波形，利用所生成的控制波形進行典型的圓弧路徑插補運動。利用DSP片上微控制系統對關節(jié)電機編碼器信號進行實時處理，實現模型的反饋輸入，提高對各軸關節(jié)電機控制的實時精度。
　　再次，在研究了DSP片上微控制系統控制機器人各關節(jié)電機實現軌跡插補的基礎上，進行機器人點位/連續(xù)運動時軌跡規(guī)劃，在DS

4、P片上微控制系統上對算法進行仿真設計，并優(yōu)化路徑以使工藝過程能量最優(yōu)，在引入了機器人實際生產環(huán)境等各類約束條件下，求解滿足一定效費比的最優(yōu)工作路徑，并給出了20個焊點以及路徑點的最優(yōu)坐標值。
　　最后，對DSP片上微控制系統與上位機的串口通信進行了實驗驗證，對二次曲面的插補路徑跟蹤進行了仿真設計。驗證了DSP對機器人各關節(jié)電機進行實時控制所需串口通信，同時驗證了DSP求解機器人逆動力學算法的可行性。在仿真設計中，在MATLAB仿真