基于POWERLINK總線的機器人控制系統(tǒng)研究.pdf

1、機器人是計算機、控制理論、結(jié)構(gòu)學和人工智能等多學科交叉的高新技術(shù)產(chǎn)品，其應用場合廣泛，逐漸成為當代技術(shù)研究的新熱點。工業(yè)機器人的占有率是一個國家加工制造業(yè)科技水平的體現(xiàn)。機器人的應用不僅僅是對現(xiàn)有勞動力的替換，而是對社會勞動力的一次巨大提升。工業(yè)機器人可以完成傳統(tǒng)生產(chǎn)加工中的搬運、碼垛、焊接、打磨等多種工藝，而且工業(yè)機器人在要求持續(xù)長時間、高精度、工作環(huán)境的惡劣的場合，相比于人類勞動力更加經(jīng)濟高效。但是現(xiàn)有的機器人控制系統(tǒng)相對封閉，不利

2、于系統(tǒng)維護和二次開發(fā)。
　　本課題在研究國內(nèi)外機器人發(fā)展現(xiàn)狀與工業(yè)現(xiàn)場實際需求的基礎(chǔ)上設(shè)計了一種基于Ethernet POWERLINK現(xiàn)場總線的開放式機器人控制系統(tǒng)。論文的主要工作放在深入研究Ethernet POWERLINK的通信機制并開發(fā)了控制器上通用的伺服驅(qū)動器控制庫，并最終采用模塊化架構(gòu)完成了低耦合度、高移植性的機器人軟件控制系統(tǒng)。
　　首先，對國內(nèi)外機器人行業(yè)的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與關(guān)鍵技術(shù)研究做深入調(diào)查，確定了課題研究的

3、重點工作方向。
　　其次，結(jié)合科學理論知識研究了機器人控制系統(tǒng)中軟件編寫時必要的運動學正逆解，工具坐標系標定等算法基礎(chǔ)。
　　再次，在系統(tǒng)的硬件組態(tài)時充分考慮到設(shè)計系統(tǒng)必要的開放性，基于開源的Ethernet POWERLINK現(xiàn)場總線，選取了支持總線的網(wǎng)絡(luò)化伺服驅(qū)動器并且在控制器端開發(fā)了適用于第三方伺服驅(qū)動器的運動控制庫，機器人示教器與控制器間采用TCP/IP協(xié)議進行通信，系統(tǒng)硬件模塊可實現(xiàn)“即插即用”。
　　最后，