基于POWERLINK總線的機(jī)器人控制系統(tǒng)研究.pdf

1、機(jī)器人是計(jì)算機(jī)、控制理論、結(jié)構(gòu)學(xué)和人工智能等多學(xué)科交叉的高新技術(shù)產(chǎn)品，其應(yīng)用場合廣泛，逐漸成為當(dāng)代技術(shù)研究的新熱點(diǎn)。工業(yè)機(jī)器人的占有率是一個(gè)國家加工制造業(yè)科技水平的體現(xiàn)。機(jī)器人的應(yīng)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(jī)器人可以完成傳統(tǒng)生產(chǎn)加工中的搬運(yùn)、碼垛、焊接、打磨等多種工藝，而且工業(yè)機(jī)器人在要求持續(xù)長時(shí)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(jì)高效。但是現(xiàn)有的機(jī)器人控制系統(tǒng)相對封閉，不利

2、于系統(tǒng)維護(hù)和二次開發(fā)。
　　本課題在研究國內(nèi)外機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀與工業(yè)現(xiàn)場實(shí)際需求的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一種基于Ethernet POWERLINK現(xiàn)場總線的開放式機(jī)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(jī)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(jī)器人軟件控制系統(tǒng)。
　　首先，對國內(nèi)外機(jī)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(diǎn)工作方向。
　　其次，結(jié)合科學(xué)理論知識研究了機(jī)器人控制系統(tǒng)中軟件編寫時(shí)必要的運(yùn)動學(xué)正逆解，工具坐標(biāo)系標(biāo)定等算法基礎(chǔ)。
　　再次，在系統(tǒng)的硬件組態(tài)時(shí)充分考慮到設(shè)計(jì)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(yùn)動控制庫，機(jī)器人示教器與控制器間采用TCP/IP協(xié)議進(jìn)行通信，系統(tǒng)硬件模塊可實(shí)現(xiàn)“即插即用”。
　　最后，