六關節(jié)噴涂機器人的控制系統(tǒng)設計與開發(fā).pdf

1、與傳統(tǒng)的人工噴涂相比，運用機器人噴涂技術可大大提高噴涂的質量及效率，因而越來越多企業(yè)引進機器人技術實現噴涂工藝。但傳統(tǒng)噴涂機器人往往通過編程輸入和示教盒示教的方式控制機器人作業(yè)，當噴涂工件擁有不規(guī)則的曲面且表面較復雜時，利用這兩種控制方式都難以規(guī)劃出合適的噴涂軌跡。而且中小型企業(yè)并沒有配備專門技術人員對機器人進行編程調試及維護，從而大大阻礙了噴涂機器人普及。因此有必要研究更簡單易用且能有效解決復雜噴涂軌跡難題的噴涂機器人控制系統(tǒng)及設備。

2、
　　課題設計的控制系統(tǒng)主要通過軌跡重新復現來控制機器人進行作業(yè)。有三種途徑得到復現軌跡，一是通過直接示教方式得到拖動示教軌跡；二是通過輸入直線插補、圓弧插補等編程指令得到直線、圓弧等編程軌跡；三是通過已有軌跡進行首尾拼接得到新的組合軌跡，從而允許一個組合軌跡程序同時存在拖動示教軌跡和編程軌跡。這樣的工作方式使得噴涂機器人達到易用高效且操作方便，并可實現復雜噴涂工藝的目的。
　　針對系統(tǒng)硬件架構，分析了噴涂機器人本體的機械結

3、構，接著分析了控制硬件平臺的結構組成，并對組成控制硬件平臺的工控機和運動控制器、伺服驅動器與伺服裝置、位置檢測裝置等模塊進行選型設計。針對系統(tǒng)軟件結構，利用模塊化設計思想對軟件結構進行模塊的劃分，從而能夠對系統(tǒng)開發(fā)流程進行管理，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，提高系統(tǒng)的開發(fā)進度以及明確系統(tǒng)的需求等。
　　利用D-H法則建立自主研發(fā)的噴涂機器人本體的運動學模型并進行運動學分析。建立噴涂機器人的連桿坐標系以及通過連桿變換得到各連桿的變換矩陣，最后求

4、解出機器人運動學正、逆解。
　　針對控制系統(tǒng)核心功能模塊：直接示教模塊和簡易編程模塊的實現進行深入探討。其中，直接示教功能主要為了得到拖動示教軌跡，其由手把手拖動示教和示教軌跡再現兩個環(huán)節(jié)組成。分別對這兩個環(huán)節(jié)進行探討及設計，并對遇到的技術難題，如確定采樣周期和施加輔助力等問題進行討論并設計算法。而簡易編程模塊主要是通過指令生成直線、圓弧等規(guī)律軌跡。針對簡易編程模塊的設計與實現，基于詞法分析工具LEX和語法分析器YACC設計的編譯