【CN209614272U】一种六轴上下料机器人系统【专利】

【CN209614272U】一种六轴上下料机器人系统【专利】
【CN209614272U】一种六轴上下料机器人系统【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)实用新型专利

(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201920368134.7

(22)申请日 2019.03.21

(73)专利权人 刘朝龙

地址 721008 陕西省宝鸡市渭滨区巨福东

路13号

(72)发明人 刘朝龙 

(74)专利代理机构 西安新动力知识产权代理事

务所(普通合伙) 61245

代理人 刘强

(51)Int.Cl.

B23B 15/00(2006.01)

B23Q 7/04(2006.01)

(ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利

(54)实用新型名称一种六轴上下料机器人系统(57)摘要本实用新型公开了一种六轴上下料机器人系统,其中抓料机构采用了三个旋转轴加一个直线轴的四轴模式,料库机构采用两个直线轴,料库机构相对于抓料机构进行了垂直方向的自由度补充,使旋转关节减少,从而使六轴上下料机器人系统本体成本大幅度降低,抓料机构与料库、机床设备可自由组合排列不同的形式,除了单机自动化以外可与其他机床及机器人组成流水线自动化单元,提高工厂智能制造自动化程度,可普遍满足用户对上下料机器人的要求,另外,本实用新型中,六轴上下料机器人系统结构简单紧凑,运行平稳,精度较高,零件相对于六轴机器人较少,且加工工艺简单化,装配难度低,在满足客户需求的同时降低企业制造成本,利于智

能制造自动化的推广及应用。权利要求书2页 说明书6页 附图6页CN 209614272 U 2019.11.12

C N 209614272

U

权 利 要 求 书1/2页CN 209614272 U

1.一种六轴上下料机器人系统,其特征在于,包括料库机构(1)以及与料库机构(1)相配合的抓料机构(2);

所述料库机构(1)包括料库底座(3),料库底座(3)上设置有可水平且上下移动的料盘板(9),料物放置于料盘板(9)上;

所述抓料机构(2)包括抓料底座(27),抓料底座(27)上安装有可水平移动的抓料底板(4),所述抓料底板(4)上竖直安装有第二传动轴机构,所述第二传动轴机构上端安装有第三传动轴机构,第三传动轴机构上安装有大臂(6),所述大臂(6)的端部安装有第四传动轴机构,第四传动轴机构上连接有用于抓取零件的末端执行器(8);所述第二传动轴机构通过转动,带动第三传动轴机构和大臂(6)水平转动;第三传动轴机构通过转动,带动大臂(6)摆动,第四传动轴机构通过转动,带动末端执行器(8)旋转。

2.根据权利要求1所述的六轴上下料机器人系统,其特征在于,所述料库底座(3)上安装有料库导轨(10),所述料库导轨(10)上通过第一滑块(11)安装有料盘底座(12),料盘板(9)安装于料盘底座(12)上;料库底座(3)下方安装有用于带动料盘底座(12)水平移动的第五传动轴机构,所述第五传动轴机构包括安装于料库底座(3)下方的第五电机(14)、第五轴同步带轮(13)和第五同步带(29),第五电机(14)输出端通过第五轴同步带轮(13)与第五同步带(29)连接,所述第五同步带(29)通过连接板与料盘底座(12)连接,第五电机(14)通过带动第五轴同步带轮(13)和第五同步带(29)转动,第五同步带(29)带动料盘底座(12)在料库导轨(10)上沿Y方向移动。

3.根据权利要求2所述的六轴上下料机器人系统,其特征在于,所述料盘底座(12)上安装有第六传动轴机构,所述第六传动轴机构包括第六电机(15)、第六同步带(16)和第六轴同步带轮;料盘底座(12)中心安装有丝杆(17),丝杆(17)外安装有丝筒(18),丝筒(18)上端与料盘板(9)连接,丝筒(18)与丝杆(17)一端旋转配合,丝杆(17)另一端通过轴承安装于料盘底座(12)上,且末端伸出料盘底座(12),第六电机(15)安装于料盘底座(12)上,且与丝杆(17)平行,第六电机(15)输出端通过第六同步带(16)与第六轴同步带轮连接,第六轴同步带轮安装于丝杆(17)末端;第六电机(15)带动第六轴同步带轮旋转,第六轴同步带轮带动丝杆(17)旋转,丝杆(17)带动丝筒(18)与料盘板(9)上下移动。

4.根据权利要求3所述的六轴上下料机器人系统,其特征在于,所述料盘板(9)四角垂直方向安装有第六传动轴导轨(19),第六传动轴导轨(19)上设置有第二滑块(20),料盘底座(12)通过第二滑块(20)在第六传动轴导轨(19)上进行上下移动。

5.根据权利要求1所述的六轴上下料机器人系统,其特征在于,所述第二传动轴机构包括安装于抓料底板(4)上的第二传动底座(21),第二传动底座(21)上安装有第二减速机(22),第二减速机(22)的输入端连接有第二电机,第二减速机(22)的输出端连接有第三轴底座(23),第二电机通过第三传动轴机构与大臂(6)相连接,第二电机通过第二减速机(22)带动第三传动轴机构水平±180°旋转,带动大臂(6)水平旋转。

6.根据权利要求1所述的六轴上下料机器人系统,其特征在于,所述第三传动轴机构包括安装于第二传动轴机构上的第三轴底座(23),第三轴底座(23)内安装有第三减速机(7),第三减速机(7)的输入端连接有第三电机(24),第三减速机(7)的输出端与大臂(6)的一端相连接;第三电机(24)通过第三减速机(7)转动,带动大臂(6)摆动。

7.根据权利要求1所述的六轴上下料机器人系统,其特征在于,所述抓料底座(27)下方

2

六轴关节机器人机械结构

六轴关节机器人机械结构 e y . <7>J4 akis motor <8>J5 axis / tiKi呂motor 说uation Mdr / Flhaw -U 」£: □nis rritx r crc .inTi * 12;、JE处也mn空 < 13 ■ J6 axis red jction gear ■ S J3 axi reduct ken / \<1t)〉J5 酣仪timi啊belt i < / /<1 1>J5 3ME Wrist hoqsine/ / r也[juGlidn 営凸mr <2>J1 axis n'dijnt rm 3" J? miG irctci: <4>J2 axis rrdi.nt nn £rn^ 上图为常见的六轴关节机器人的机械结构,六个伺服电机直接通过谐波减速器、同步带 轮等驱动六个关节轴的旋转,注意观察一、二、三、四轴的结构,关节一至关节四的驱动电机为空心结构,关节机器人的驱动电机采用空心轴结构应该不常见,空心轴结构的电机一般 较大。采用空心轴电机的优点是:机器人各种控制管线可以从电机中心直接穿过,无论关节轴怎么旋转,管线不会随着旋转,即使旋转,管线由于布置在旋转轴线上,所以具有最小的 旋转半径。此种结构较好的解决了工业机器人的管线布局问题。对于工业机器人的机械结构 设计来说,管线布局是难点之一,怎样合理的在狭小的机械臂空间中布置各种管线(六个电机的驱动线、编码器线、刹车线、气管、电磁阀控制线、传感器线等),使其不受关节轴旋 转的影响,是一个值得深入考虑的问题。 机器人的腕部结构常见有如下几种结构

?3RS 在这三种手腕部的结构中,以第一种(RBR型)结构应用最为广泛,它适应于各种工作场合,后两种结构应用范围相对较窄,比如说3R型的手腕结构主要应用在喷涂行业等关节设计: 对于国外的工业机器人主要制造国家来说,六轴关节机器人的研发设计及制造已经有好几十 年的历史了,整个工业机器人的研发制造体系较为完善,他们的技术相对来说比较成熟,他们 在相互竞争中可以相互模仿、改善、不断推陈出新,他们的技术对于国内来说,近乎完美?而 国内目前这个行业还处在黎明前的黑暗阶段,虽然有不少公司有这个研发意图,或者正在研发途中,不管怎么说,浮出水面公布自己正在研发或者研发成功的公司应该说是极少数,即使宣布自己研发成功,也只是初步试验成功,真正产业化、商品化还有一段相当漫长的路要走?而更多的公司还停留在项目立项、技术评估、投入风险分析的阶段?由于国内做这个行业的 很少,相关的结构也没有什么可参考的,技术储备不足,少数的单位或个人有机会能够拆拆别 人的机器,拆个一知半解,更多的人只能在旁边看看了(比如说我,想拆都没机会A_A),还好了,网络资源丰富,今搜集到不少机械结构方面的图片,分享给大家参考,希望咱们做机械设计的(我应该也算是个机械工程师啊A_A毕竟我也是做机械的)少走点弯路,做出更好的机器? 六轴关节机器人的腕部关节设计较为复杂,因为在腕部同时集成了三种运动?小型的六轴关 节机器人的腕部关节主要采用谐波减速器?下面的图片较为详细的描述了常见的六轴关节机 器人的腕部结构?

浅析六轴工业机器人的控制方式及特点

浅析六轴工业机器人的控制方式及特点工业机器人是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置,它能自动执行工作,是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。它可以接受人类指挥,也可以按照预先编排的程序运行,现代的工业机器人还可以根据人工智能技术制定的原则纲领行动。 6轴工业机器人的全部控制由一台微型计算机完成。另一种是分散(级)式控制,即采用多台微机来分担机器人的控制,如当采用上、下两级微机共同完成机器人的控制时,主机常用于负责系统的管理、通讯、运动学和动力学计算,并向下级微机发送指令信息;作为下级从机,各关节分别对应一个CPU,进行插补运算和伺服控制处理,实现给定的运动,并向主机反馈信息。根据作业任务要求的不同,机器人的控制方式又可分为点位控制、连续轨迹控制和力(力矩)控制。 6轴工业机器人的特点主要有以下几方面: (1)可编程:6轴工业机器人Biggist特点是柔性启动化,柔性制造系统中的一个重要组成部分。工业机器人可随其工作环境变化以及加工件的变化进行再编程,适合于小批量多品种具有均衡率的柔性制造生产线的应用。 (2)拟人化:6轴工业机器人结合机器人与人的特点。在6轴工业机器人的结构上有类似人的行走、腰转、大臂、小臂、手腕、手爪等部分,在控制上有电脑。其传感器提高了工业机器人对周围环境的自适应能力。 3)通用性:一般6轴工业机器人在执行不同的作业任务时具有较好的通用性。当然也有的工业机器人。 4)机电一体化:6轴工业机器人是机械学和微电子学的结合-机电一体化技术。工业机器人具有各种传感器可以获取外部环境信息,而且还具有记忆能力、语言理解能力、

图像识别能力、推理判断能力等人工智能,这些都是微电子技术的应用,特别是计算机技术的应用密切相关。 六轴关节工业机器人的研发设计及制造已经有好几十年的历史了,整个工业机器人的研发制造体系较为完善,各研发厂家在相互竞争中可以相互模仿、改善、不断推陈出新。博立斯多年来坚持投入研发、生产各类自动化设备,其中包括:数控车床机械手、上下料机械手、机床机械手、冲压机械手、6轴工业机器人、4轴工业机械手、多轴工业机器人等。多年来不断推陈出新,研发生产的自动化设备帮助许多企业解决了生产难题,备受企业的喜爱。

数控车床上下料机器人工作站

数控车床上下料机器人工作站 数控车床上下料机器人,可以替代人工实现车削加工单元的生产线上的立式、卧式数控车床、车削中心在加工过程中工件搬运、取件、装卸等上下料作业,以及工件翻转和工序转换。 具有以下特点: 高柔性:只要修改机器人的程序和抓手夹具,就可以迅速投产。 高效率:可以控制节拍,避免人为因素而降低工效,机床利用率可以提升25%以上。 高质量:机器人控制系统规范了整个工件加工全过程中,从而避免了人工的误操作,保证了产品的质量。以下是为一家刀具厂商提供的数控车床上下料机器人的解决方案:这是一家刀具的生产厂家,目前由人工操作车削中心,随着劳动力成本的增加,客户想利用机器人自动上下料减少用工,同时需处理的毛坯和成品刀具种类繁多,首先要求在机器人抓手时应具有灵活性,还要求机器人具有稳定性和上下料的可靠性。 一、解决方案 根据实际需要,采用库卡机器人KR45被选中担当此任务,它将毛坯料送到切削中心,并重新取出已完成切削和铣磨的刀具。该六轴机器人用它的三点夹持器可以抓取直径为35至105mm的物件。其气动操作的钳口可将长度为60到520mm、重量至30kg的毛坯件准确定位夹紧。操作人员输入待加工部件的直径,并启动机器人和机床。机床控制系统将工件的特征数据传送至机器人的控制系统。之后,机器人控制系统计算出需要驶至的位置。KR45通过一个传感器先测量出码垛叉车的高度,然后测量出上层托盘内第一个毛坯的直径及长度。这些值将用于抓取。第二次测量过程中,系统以更高的精度即±1mm进行工作。为此,KR45将毛坯置于一个带有末端卡位的菱柱形斜槽上。机器人测得毛坯件的直径和长度,并将此值和机床控制系统的预给值相比较。若数据一致,则机器人将部件导入车床的夹紧装置。否则将给出故障提示信号。完成第一面的加工后,机器人翻转工件。完成第二面加工后,则机器人将工件置于托盘上。在切削中心工作期间,KR45为定位台提供下一个毛坯。机器人用它背面头顶上伸出的吊装架将空的毛坯托盘码放在成品件位置处。

喷漆机器人控制系统方案设计

喷涂机器人控制系统初步方案 一、控制系统组成框图 本控制系统采用了以PC104为核心,以步进电机驱动网为低层控制通道的开放式控制器。下图是整个控制系统的组成框图。

二、PC104模块选型 采用PC104是因为它有如下特点:结构小巧紧凑, 仅96 mm ×90 mm面积内集成了PC 机所有功能;采用自栈接的母线结构,级联牢固,易于扩充;整机功耗低;兼容性好,可以借鉴PC机成熟技术;外设丰富,应用简单。 本控制系统PC104模块选用研华PCM-3343F。其组成如下:核心模块DM&P V ortex86DX 的高性能低功耗CPU 模块,CPU 速度1.0 GHz,带有浮点运算单元,在板集成了256MB DDR2 SDRAM(最大可支持512MB)、显示控制器(支持LCD显示,最高分辨率为1024×768),以太网控制器等。带有PA TA硬盘接口1个,PC104扩展插槽1个,KB/MS插槽1个,USB2.0接口4个,16位GPIO口,RS-232接口3个,RS-232/422/485接口1个。 选择该嵌入式主板时,应注意: 1)购买时,要求将系统内存升级到512MB; 2)购买时,要求配齐以下配件: ①键盘及鼠标的接口线共2根(编号及图片如下); p/n: 1703060053p/n: 1700060202 ②VGA接口线1根(编号及图片如下); p/n: 1700000898

③US B×2接口线1根(编号及图片如下); p/n: 1703100260 ④RS-232×2接口线1根(编号及图片如下); p/n: 1701200220 ⑤RS-422/485接口线1根(编号及图片如下);p/n: 1703040157 ⑥IDE接口线1根(编号及图片如下); p/n: 1701440350 ⑦外接Li电池1个(编号及图片如下); p/n: 1750129010

机器人上下料工作站

多年质保操作简单方便快捷—————————————————————————————————————————————对于我们大多数人来说,社会发展速度这么快,生活中的一切都越来越智能化,机器人并不是什么难见的,作为一种新颖的能助力设备够比较节省人力,那么其上下料工作站你了解吗?接下来由安徽泰珂森智能装备科技有限公司为您简单介绍,希望能给您带来一定程度上的帮助。 工业机器人上下料作站由上下料机器人、数控机床、PLC控制柜、输送线、等组成。 1)上下料工业机器人 上下料工业机器人包含:工业机器人、控制柜、示教器、末端执行器。上下料工业机器人的选型一般根据自动生产线加工产品与设备布局来选用工业机器人及末端执行器。 2) 数控机床

多年质保操作简单方便快捷—————————————————————————————————————————————数控机床的任务是对工件进行加工,而工件的上下料则由工业机器人完成。 3) PLC控制系统 PLC控制柜用来安装断路器、PLC、开关电源、中间继电器、变压器等元件器。 4) 上下料输送线 上下料输送线的功能是将载有待加工工件的托盘输送到上料工位,机器人将工件搬运至机床进行加工,再将加工完成的工件搬运到托盘上,由输送线将加工完成的工件输送到装配工作站进行装配。 工业机器人上下料工作流程如下: (1) 当载有待加工工件的托盘输送到上料位置后,机器人将工件

多年质保操作简单方便快捷—————————————————————————————————————————————搬运到数控机床的加工台上; (2) 数控机床进行加工; (3) 加工完成,机器人将工件搬运到输送线上料位置的托盘上; (4) 上料输送线将载有已加工工件的托盘向装配工作站输送。 安徽泰珂森智能装备科技有限公司集机械手、工业机器人系统集成研发、制造、销售、自动化控制工程承包于一体的综合性自动化技术企业。公司在自动化领域具备充足的技术研发能力和丰富的项目经验,为各行业工厂量身订做适合、先进的自动化控制系统和解决方案。 公司在机械加工及自动上下料、自动打磨抛光,包装物流及搬运,汽车零部件加工组装,无人化工厂解决方案等众多行业中拥有成熟的应用案例。致力于以工业机器人应用为核心,为客户提供完善的自动化解决方案和交钥匙工程,同时是德国库卡、日本发那科、日本川崎、国产埃夫特机器人授权代理商与系统集成商,在机器人技术应用上有着密切的合作,为用户提供强有力的技术支撑。

机器人控制系统设计(毕业设计)文献综述

一、前言 1.课题研究的意义,国内外研究现状和发展趋势 1.1课题研究的意义 随着机器人在工业装配线的应用越来越广泛,工业环境对其控制系统的要求也越来越高,所以开放式机器人控制系统的设计具有工程实际意义。 课题以一四自由度关节型机器人研制为背景,设计机器人运动控制系统的硬件电路和软件结构,对机器人的运动控制电路进行设计,实现机器人按照预定轨迹或自主运动控制功能。 在机械工业中,应用机械手的意义可以概括如下: ①以提高生产过程中的自动化程度 应用机械手有利于实现材料的传送、工件的装卸、刀具的更换以及机器的装配等的自动化的程度,从而可以提高劳动生产率和降低生产成本。 ②以改善劳动条件,避免人身事故 在高温、高压、低温、低压、有灰尘、噪声、臭味、有放射性或有其他毒性污染以及工作空间狭窄的场合中,用人手直接操作是有危险或根本不可能的,而应用机械手即可部分或全部代替人安全的完成作业,使劳动条件得以改善。 ③可以减轻人力,并便于有节奏的生产 应用机械手代替人进行工作,这是直接减少人力的一个侧面,同时由于应用机械手可以连续的工作,这是减少人力的另一个侧面。因此,在自动化机床的综合加工自动线上,目前几乎都没有机械手,以减少人力和更准确的控制生产的节拍,便于有节奏的进行工作生产 随着机器人技术的发展,机器人应用领域的不断扩大,对机器人的性能提出了更高的要求,因此,如何有效地将其他领域(如图像处理、声音识别、最优控制、人工智能等)的研究成果应用到机器人控制系统的实时操作中,是一项富有挑战性的研究工作。而具有开放式结构的模块化、标准化机器人,其控制系统的研究无疑对提高机器人性能和自主能力,推动机器人技术的发展具有重大意义。 1.2国内外研究现状和发展趋势 随着机器人控制技术的发展,针对结构封闭的机器人控制器的缺陷,开发“具有开放式结构的模块化、标准化机器人控制器”是当前机器人控制器的一个发展方向。近几年,日本、美国和欧洲一些国家都在开发具有开放式结构的机器人控制器,如日本安川公司基于PC开发的具有开放式结构、网络功能的机器人控制器。我国863计划智能机器人主题也已对这方面的研究立项。 由于适用于机器人控制的软、硬件种类繁多和现代技术的飞速发展,开发一个结构完全开放的标准化机器人控制器存在一定困难,但应用现有技术,如工业PC

六轴工业机器人实验报告

六轴工业机器人模块 实验报告 姓名:张兆伟 班级:13 班 学号:30 日期:2016年8月25日

六轴工业机器人模块实验报告 一、实验背景 六自由度工业机器人具有高度的灵活性和通用性,用途十分广泛。本实验是在开放的六自由度机器人系统上,采用嵌入式多轴运动控制器作为控制系统平台,实现机器人的运动控制。通过示教程序完成机器人的系统标定。学习采用C++编程设计语言编写机器人的基本控制程序,学习实现六自由度机器人的运动控制的基本方法。了解六自由度机器人在机械制造自动化系统中的应用。 在当今高度竞争的全球市场,工业实体必须快速增长才能满足其市场需求。这意味着,制造企业所承受的压力日益增大,既要应付低成本国家的对手,还要面临发达国家的劲敌,二后者为增强竞争力,往往不惜重金改良制造技术,扩大生产能力。 机器人是开源节流的得利助手,能有效降低单位制造成本。只要给定输入成值,机器人就可确保生产工艺和产品质量的恒定一致,显著提高产量。自动化将人类从枯燥繁重的重复性劳动中解放出来,让人类的聪明才智和应变能力得以释放,从而生产更大的经济回报。 二、实验过程 1、程序点0——开始位置 把机器人移动到完全离开周边物体的位置,输入程序点 0。按下手持操作示教器上的【命令一览】键,这时在右侧弹出指令列表菜单如图:按手持操作示教器【下移】键,使{移动 1}变蓝后,按【右移】键,打开{移动 1}子列表,MOVJ 变蓝后,按下【选择】键,指令出现在命令编辑区。修改指令参数为需要的参数,设置速度,使用默认位置点 ID 为 1。(P1 必须提前示教好)。按下手持操作示教器上的【插入】键,这时插入绿色灯亮起。然后再按下【确认】键,指令插入程序文件记录列表中。此时列表内容显示为: MOVJ P=1 V=25 BL=0 (工作原点) 2、程序点1——抓取位置附近(抓取前) 位置点1必须选取机器人接近工件时不与工件发生干涉的方向、位置。(通常在抓取位置的正上方)按下手持操作示教器上的【命令一览】键按手持操作示教器【下移】键,使{移动 1}变蓝后,按【右移】键,打开{移动 1}子列表,MOVJ

【CN209614272U】一种六轴上下料机器人系统【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201920368134.7 (22)申请日 2019.03.21 (73)专利权人 刘朝龙 地址 721008 陕西省宝鸡市渭滨区巨福东 路13号 (72)发明人 刘朝龙  (74)专利代理机构 西安新动力知识产权代理事 务所(普通合伙) 61245 代理人 刘强 (51)Int.Cl. B23B 15/00(2006.01) B23Q 7/04(2006.01) (ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利 (54)实用新型名称一种六轴上下料机器人系统(57)摘要本实用新型公开了一种六轴上下料机器人系统,其中抓料机构采用了三个旋转轴加一个直线轴的四轴模式,料库机构采用两个直线轴,料库机构相对于抓料机构进行了垂直方向的自由度补充,使旋转关节减少,从而使六轴上下料机器人系统本体成本大幅度降低,抓料机构与料库、机床设备可自由组合排列不同的形式,除了单机自动化以外可与其他机床及机器人组成流水线自动化单元,提高工厂智能制造自动化程度,可普遍满足用户对上下料机器人的要求,另外,本实用新型中,六轴上下料机器人系统结构简单紧凑,运行平稳,精度较高,零件相对于六轴机器人较少,且加工工艺简单化,装配难度低,在满足客户需求的同时降低企业制造成本,利于智 能制造自动化的推广及应用。权利要求书2页 说明书6页 附图6页CN 209614272 U 2019.11.12 C N 209614272 U

权 利 要 求 书1/2页CN 209614272 U 1.一种六轴上下料机器人系统,其特征在于,包括料库机构(1)以及与料库机构(1)相配合的抓料机构(2); 所述料库机构(1)包括料库底座(3),料库底座(3)上设置有可水平且上下移动的料盘板(9),料物放置于料盘板(9)上; 所述抓料机构(2)包括抓料底座(27),抓料底座(27)上安装有可水平移动的抓料底板(4),所述抓料底板(4)上竖直安装有第二传动轴机构,所述第二传动轴机构上端安装有第三传动轴机构,第三传动轴机构上安装有大臂(6),所述大臂(6)的端部安装有第四传动轴机构,第四传动轴机构上连接有用于抓取零件的末端执行器(8);所述第二传动轴机构通过转动,带动第三传动轴机构和大臂(6)水平转动;第三传动轴机构通过转动,带动大臂(6)摆动,第四传动轴机构通过转动,带动末端执行器(8)旋转。 2.根据权利要求1所述的六轴上下料机器人系统,其特征在于,所述料库底座(3)上安装有料库导轨(10),所述料库导轨(10)上通过第一滑块(11)安装有料盘底座(12),料盘板(9)安装于料盘底座(12)上;料库底座(3)下方安装有用于带动料盘底座(12)水平移动的第五传动轴机构,所述第五传动轴机构包括安装于料库底座(3)下方的第五电机(14)、第五轴同步带轮(13)和第五同步带(29),第五电机(14)输出端通过第五轴同步带轮(13)与第五同步带(29)连接,所述第五同步带(29)通过连接板与料盘底座(12)连接,第五电机(14)通过带动第五轴同步带轮(13)和第五同步带(29)转动,第五同步带(29)带动料盘底座(12)在料库导轨(10)上沿Y方向移动。 3.根据权利要求2所述的六轴上下料机器人系统,其特征在于,所述料盘底座(12)上安装有第六传动轴机构,所述第六传动轴机构包括第六电机(15)、第六同步带(16)和第六轴同步带轮;料盘底座(12)中心安装有丝杆(17),丝杆(17)外安装有丝筒(18),丝筒(18)上端与料盘板(9)连接,丝筒(18)与丝杆(17)一端旋转配合,丝杆(17)另一端通过轴承安装于料盘底座(12)上,且末端伸出料盘底座(12),第六电机(15)安装于料盘底座(12)上,且与丝杆(17)平行,第六电机(15)输出端通过第六同步带(16)与第六轴同步带轮连接,第六轴同步带轮安装于丝杆(17)末端;第六电机(15)带动第六轴同步带轮旋转,第六轴同步带轮带动丝杆(17)旋转,丝杆(17)带动丝筒(18)与料盘板(9)上下移动。 4.根据权利要求3所述的六轴上下料机器人系统,其特征在于,所述料盘板(9)四角垂直方向安装有第六传动轴导轨(19),第六传动轴导轨(19)上设置有第二滑块(20),料盘底座(12)通过第二滑块(20)在第六传动轴导轨(19)上进行上下移动。 5.根据权利要求1所述的六轴上下料机器人系统,其特征在于,所述第二传动轴机构包括安装于抓料底板(4)上的第二传动底座(21),第二传动底座(21)上安装有第二减速机(22),第二减速机(22)的输入端连接有第二电机,第二减速机(22)的输出端连接有第三轴底座(23),第二电机通过第三传动轴机构与大臂(6)相连接,第二电机通过第二减速机(22)带动第三传动轴机构水平±180°旋转,带动大臂(6)水平旋转。 6.根据权利要求1所述的六轴上下料机器人系统,其特征在于,所述第三传动轴机构包括安装于第二传动轴机构上的第三轴底座(23),第三轴底座(23)内安装有第三减速机(7),第三减速机(7)的输入端连接有第三电机(24),第三减速机(7)的输出端与大臂(6)的一端相连接;第三电机(24)通过第三减速机(7)转动,带动大臂(6)摆动。 7.根据权利要求1所述的六轴上下料机器人系统,其特征在于,所述抓料底座(27)下方 2

六轴工业机器人实验报告

六轴工业机器人模块 实验报告

六轴工业机器人模块实验报告 一、实验背景 六自由度工业机器人具有高度得灵活性与通用性,用途十分广泛。本实验就是在开放得六自由度机器人系统上,采用嵌入式多轴运动控制器作为控制系统平台,实现机器人得运动控制。通过示教程序完成机器人得系统标定。学习采用C++编程设计语言编写机器人得基本控制程序,学习实现六自由度机器人得运动控制得基本方法。了解六自由度机器人在机械制造自动化系统中得应用。 在当今高度竞争得全球市场,工业实体必须快速增长才能满足其市场需求。这意味着,制造企业所承受得压力日益增大,既要应付低成本国家得对手,还要面临发达国家得劲敌,二后者为增强竞争力,往往不惜重金改良制造技术,扩大生产能力。 机器人就是开源节流得得利助手,能有效降低单位制造成本。只要给定输入成值,机器人就可确保生产工艺与产品质量得恒定一致,显著提高产量。自动化将人类从枯燥繁重得重复性劳动中解放出来,让人类得聪明才智与应变能力得以释放,从而生产更大得经济回报。 二、实验过程 1、程序点0——开始位置 把机器人移动到完全离开周边物体得位置,输入程序点 0。按下手持操作示教器上得【命令一览】键,这时在右侧弹出指令列表菜单如图: 按手持操作示教器【下移】键,使{移动 1}变蓝后,按【右移】键,打开{移动1}子列表,MOVJ 变蓝后,按下【选择】键,指令出现在命令编辑区。修改指令参数为需要得参数,设置速度,使用默认位置点 ID 为 1。(P1 必须提前示教好)。按下手持操作示教器上得【插入】键,这时插入绿色灯亮起。然后再按下【确认】键,指令插入程序文件记录列表中。此时列表内容显示为: MOVJ P=1 V=25 BL=0 (工作原点)

六轴工业机器人控制系统探究

高 新 技 术 中国新技术新产品- 1 - 随着机器人技术的发展,在现代工业生产中,机器人发挥着越来越重要的作用,改变了传统的生产和生活方式。引起了世界各国的广泛关注。工业机器人由机器人控制系统和机器人本体两部分组成,一般工业计算机使用Windows操作系统,但是却无法满足工业机器人实时性控制要求。国内的运动控制器主要采用三种方案。 方案一:A R M (l i n u x )+D S P + F P G A ,核心运算在D S P 实现,A R M (linux)里面实现人机交互。例如广州数控采用本方案。 方案二:PC(Windows)+DSP+ F P G A ,核心运算在D S P 实现,P C (Windows)里面实现人机交互。例如固高采用本方案。 方案三:PC(Windows)+DSP+ F P G A ,核心运算在P C 实现,P C (Windows)里面实现人机交互。例如卡诺普采用本方案。 本文研究了一种基于R T X (R e a l Time Extend)的工业机器人控制系统,在实时性、精度方面均有优势,可满足应用需要。 一、工业机器人本体介绍 我国自主研发的六轴工业机器人本体的驱动装置,采用的是交流伺服电机和减速器两种构件。六轴工业机器人的本体,主要包括回转机体、腕部、大臂和小臂等几部分。其中,全部关节都是转动关节。机器人的前三个关节,能够将末端工具送至任何空间位置,后三个关节能够满足不同工具姿态的要求。 从结构上面来看,第1关节为数值方向旋转,属于六轴工业机器人腰部关节,底部底座位置安装着电机;第2关节相当于人体的肩关节,其轴线为水平方向,并且大臂缠绕此轴线之上;第3关节就是机器人的小臂和手腕,而第4关节为带动手腕旋转,第5关节做俯仰旋转运用,第6关节做旋转运用。 Windows系统属于多任务操作系统,可同时并行多项任务,系统核心层的任务调度器可调度用户线程。同时,Windows系统实现了一个由优先驱动的抢占式调度系统,通过配额的调整,根据时间进行调度。根据调度机制,在运行过程中,用户的程序如果超过了实时性的要求,即超过15ms,则可能需要等待更长时间才能得以处理。 Windows系统中的硬件采用的是两片级联的8259芯片,但是由于PCI分配中断资源属于常规中断,且由于BIOS运行属于实时模式,因此只有在保护模式下其才能够正常使用。这也就是说,目前系统中的 中断实现还存在局限性,需要加以进一步开发和研究,完善系统中断实现,以更好适应机器人控制系统发展,满足其要求。 基于此,本文探究了一种基于RTX 系统的六轴工业机器人控制系统。 二、基于RTX工业机器人控制系统结构介绍 (一)RTX系统 事实上,RTX是Windows系统内核体系的拓展和眼神,为系统提供实时解决方案,有效拓展了抽象层HAL,建立了一种独立内核驱动模式。RTX系统可将既有系统的线程间切换时间消耗,也只有短短的数微妙。系统结构图如图1所示。 经过拓展的实时HAL,其RTX使用的是中断管理模式,而与Windows线程相比,RTX可实现实时线程严格调度管理,并且RTX线程也比其他系统的调度权要优越。同时,通过扩展的HAL, RTX还拥有自身的中断管理机制,可直接访问I/O硬件端口。因此,RTX的上述机制,可该系统始终保持优先权,而不被系统线程堵塞。RTX线程与Windows线程间,可实现共享内存数据,并由实时信号负责两部分的同步通信。RTX定时器精度,由运行环境来决定和设置,可达到0.2ms精度。 (二)系统硬件结构分析 六轴工业机器人系统结构包括三部分,即机器人手臂、电气控制箱和工业计算机。如图2所示。 机器人手臂主要负责机器人操作,其可直接带动末端,控制和实现计算机的各种动作和操作。机器人手臂为全关节式,通过旋转运动可实现任何动作和姿态。而电气控制箱则是内里安装有伺服电动驱动器的部分,用于驱动机器人手臂关节,实现手臂关节的启停与运动。同时,这部分还包括各种保护电路、辅助电路和I/O电路等。 六轴工业机器人控制系统探究 汤嘉荣1,2 (1.广州数控设备有限公司,广东 广州 510000;2.广州市广数职业培训学院,广东 广州 510000) 摘 要:六轴工业机器人系统要求具有高实时性和高精度,本文研究了一种基于RTX的工业机器人系统。本文对工业机器人的结构做了准确介绍,重点分析了基于RTX的控制系统构架,并探究了其软硬件结构,在利用Windows界面功能和RTX实时处理能力,实现了开放、可扩展的六轴工业机器人系统。实践表明,这种工业机器人的点位和轨迹精度均满足生产需要,值得推广。 关键词:工业机器人;控制系统;实时性;探究中图分类号:TP242 文献标识码:A 图1 RTX 系统结构 图2

机器人上下料应用案例.docx

机器人机床上下料应用案例 随着装备制造技术的发展,特别在机床加工行业,技术飞速进步,人力成本和自动化程度的提高。为了最大限度的解放劳动力,提高生产效率和产品质量,使用搬运机器人代替人工,实现高效、高品质、柔性的完成机器人对机床的上下料。 自动化要求设计 1、采用一台机器人、多个工位、配置机器人辅助夹具外加上下料装置以满足客户自动化的生产要求。 2、工作站相对独立,并通过生产线匹配的电、气、水路接口联系多个工作站进行生产。 3、工作站系统简洁实用,便于操作,易于维护, 具有安全防护功能。 4、设计为标准爪式夹具,刚性定位强 ,装卸件方便。 5、机器人外围关键设备采用航插连接,安装、运输、维护都方便。 6、搬运前后合格件、废件在工作站内部不做检验,保证搬运品质的稳定性、加快生产效率,提高产量。 7、具体的工艺和工件规格参考本文以下内容。 概要 本系统的概要:作业者把工件放置到料仓料道上,到位后,机器人从滚道上抓取工件放到第一台 车床上加工,完后取下再放到第二台车床上加工,然后再放回料仓料道指定工位上。 工件规格 名称外径 (mm)内径 (mm)厚度 (mm)质量 (kg)图号 工件 1齿轮1653534 2.15CW6163C-02-049工件 2结合子齿轮1237572.5 1.47CW6163C-02-018系统图 (本图是大致示意图。和详细图纸有不一样的地方。) 连续运行模式 序号作业工序作业内容备注 1作业准备① 工件准备、到位人工作业

系统启动②工件类型、数量设定、颜色区分 ③ 按启动按钮 2机器人启动①工件取出 工件从上料台取出②等待机床信号、交换工作 3机床 1 上下料机床 1 有工件,下料、吹气清理、上料机床 1 无工件,吹起清理,上料 4工件清洗工件到指定位置吹气清洗。 ①把机床 1 加工后的工件放到翻转台上。5工件翻转放置②等待机床 2 信号,根据工艺不同,为机床 变换夹取位置。 6机床 2 上下料机床 2 有工件,下料、吹气清理、上料机床无工件,吹起清理,上料 7加工完成品放到下①机床 2 加工完成品规则放置到下料台料台② 机器人回到上料起始点;等待作业。 8作业提示当料仓一次加工完毕,提示人工上料以下,从 #1-#8 循环动作 上下料滚道16 工位,自 动换位、升降(详见 1.6.4) 作业期间,不检查产品 是否合格 2上料时, 下料到料道预定位置 注意:出现异常时由操作员确认排除故障后继续运行。如不能继续运行,则由操作员手动操作设备至可以 启动状态。 其他运行模式 单独运行模式:各设备需单独运行时使用。各工序工件上下料可单独运行。 节拍和品质条件 节拍目标: 120sec 根据从机床输入输出的I/O 时间,卡盘开闭时间、卡盘清洗时间、机器人接近速度不同,临时放置台放置时间的不同,节拍可能会有变化。 品质条件:工件加工条件(使用工具、刀具旋转速度、进给量速度)的设定由甲方调整,工件的品质(加 工精度、粗糙度)将被视为保证范围之外。 NACHI机器人及其控制系统 1MC20-01 机器人: MC20-01机器人采用的新型交流伺服电机具有结构紧凑、高输出、响应快、高可靠性等特点,从 而使机器人本体紧凑灵活,具有较大的运动空间、更好的稳定性和较高的重复定位精度。

机器人分布式控制系统设计与实现

机器人分布式控制系统设计与实现 1引言 目前,机器人系统的特点是开放式机器人控制,强调结构化、模块化、 可扩展性、交互性,是对机器人设计结构单一、信息封闭、缺少交互性缺点的突破。分层分布式控制系统采用集中管理,分散控制方式,这种控制方法优点体 现在:集中监控和管理,管理和现场分离,管理更加综合化和系统化;实现分 散控制可使各功能模块的设计、装配、调试以及维护相互独立,系统控制的危 险性分散,可靠性提高,投资减小;采用网络通信技术,可根据需要增加以微 处理器为核心的功能模块,具有良好的系统开放性、扩展性和升级特性。 本论文详细介绍了一种分层分布式控制系统的设计方案,系统由上到下分 为主控中心决策层、车载PC运算层、下位机驱动子层以及位置反馈子层。主 控中心决策层是系统的主层,可以是台式机或笔记本电脑,基于VC++编译环 境设计的人机交互界面,满足友好、便于操作的要求,主控中心决策层的功能 是总体规划和分配任务,对机器人进行远程监控;车载PC运算层为一台笔记 本电脑,基于VC++编译环境设计了控制界面,通过无线网卡与主控中心决策 层进行数据传输,采用面向连接可靠的TCP传输控制协议,保证数据传输的可 靠性;下位机驱动子层和位置反馈子层是相互独立的功能模块,与车载PC运 算层之间通过串口进行通信;下位机驱动子层是一个完整的直流电 机闭环控制系统,包括CPU、控制芯片、驱动芯片以及增量式光电编码器;位置反馈子层通过CPU的I/O口和中断得到机器人车轮轴转角信息,结合机器 人机械系统的实际尺寸计算机器人中心的实际位置信息,处理好的位置信息通 过串口反馈给车载PC运算层。该控制系统应用在国家自然科学基金资助项目 和国家重点基础研究发展计划973项目的移动机器人平台上,运动控制测试结 果表明,分层分布式控制方式控制精度高,稳定性好,系统响应迅速;同时该 控制系统具有超强的计算能力和二次开发潜力,根据项目研究需要可在各个子 层进行分布式扩展,比如在下位机驱动子层和位置反馈子层的同级层中扩展传 感器功能子层,增加机器人的智能。该控制系统为项目的实验工作奠定基础。 2分层分布式控制系统设计 1. 基于VC++的主控中心决策层设计 主控中心决策层的作用是总体规划和分配任务,对机器人进行远程监控。 基于VC++编译环境,采用模块化方法对人机交互系统进行设计,分为网络数 据传输模块、运动参数输入模块、轨迹显示模块、视觉监控模块。如图

六轴关节机器人机械结构

六轴关节机器人机械结构 欧阳学文 上图为常见的六轴关节机器人的机械结构,六个伺服电机直接通过谐波减速器、同步带轮等驱动六个关节轴的旋转,注意观察一、二、三、四轴的结构,关节一至关节四的驱动

电机为空心结构,关节机器人的驱动电机采用空心轴结构应该不常见,空心轴结构的电机一般较大。采用空心轴电机的优点是:机器人各种控制管线可以从电机中心直接穿过,无论关节轴怎么旋转,管线不会随着旋转,即使旋转,管线由于布置在旋转轴线上,所以具有最小的旋转半径。此种结构较好的解决了工业机器人的管线布局问题。对于工业机器人的机械结构设计来说,管线布局是难点之一,怎样合理的在狭小的机械臂空间中布置各种管线(六个电机的驱动线、编码器线、刹车线、气管、电磁阀控制线、传感器线等),使其不受关节轴旋转的影响,是一个值得深入考虑的问题。机器人的腕部结构常见有如下几种结构:

在这三种手腕部的结构中,以第一种(RBR型)结构应用最为广泛,它适应于各种工作场合,后两种结构应用范围相对较窄,比如说3R型的手腕结构主要应用在喷涂行业等.关节设计:对于国外的工业机器人主要制造国家来说,六轴关节机器人的研发设计及制造已经有好几十年的历史了,整个工业机器人的研发制造体系较为完善,他们的技术相对来说比较成熟,他们在相互竞争中可以相互模仿、改善、不断推陈出新,他们的技术对于国内来说,近乎完美.而国内目前这个行业还处在黎明前的黑暗阶段,虽然有不少公司有这个研发意图,或者正在研发途中,不管怎么说,浮出水面公布自己正在研发或者研发成功的公司应该说是极少数,即使宣布自己研发成功,也只是

初步试验成功,真正产业化、商品化还有一段相当漫长的路要走.而更多的公司还停留在项目立项、技术评估、投入风险分析的阶段.由于国内做这个行业的很少,相关的结构也没有什么可参考的,技术储备不足,少数的单位或个人有机会能够拆拆别人的机器,拆个一知半解,更多的人只能在旁边看看了(比如说我,想拆都没机会^_^),还好了,网络资源丰富,今搜集到不少机械结构方面的图片,分享给大家参考,希望咱们做机械设计的(我应该也算是个机械工程师啊^_^毕竟我也是做机械的)少走点弯路,做出更好的机器.六轴关节机器人的腕部关节设计较为复杂,因为在腕部同时集成了三种运动.小型的六轴关节机器人的腕部关节主要采用谐波减速器.下面的图片较为详细的描述了常见的六轴关节机器人的腕部结构.

六轴关节机器人机械结构

六轴关节机器人机械结构 < 7". J4 3KI5 EOtb 8 J& UKi:; ---- =7i& J3 nioltir gr”/ < 9 J5 axis motor Flhow -12. J6 訣在motor <5 J3 axi reduction / /<1 1>J5 3ME diaper anr Wnst hausine/ / 営tier <2XJ1 axis n'drint J2 axis r- di.nt nn pnaf -二1:;J I axis motor 上图为常见的六轴关节机器人的机械结构,六个伺服电机直接通过谐波减速器、同步带 轮等驱动六个关节轴的旋转,注意观察一、二、三、四轴的结构,关节一至关节四的驱动电机为空心结构,关节机器人的驱动电机采用空心轴结构应该不常见,空心轴结构的电机一般 较大。采用空心轴电机的优点是:机器人各种控制管线可以从电机中心直接穿过,无论关节轴怎么旋转,管线不会随着旋转,即使旋转,管线由于布置在旋转轴线上,所以具有最小的旋转半径。此种结构较好的解决了工业机器人的管线布局问题。对于工业机器人的机械结构 设计来说,管线布局是难点之一,怎样合理的在狭小的机械臂空间中布置各种管线(六个电机的驱动线、编码器线、刹车线、气管、电磁阀控制线、传感器线等),使其不受关节轴旋转的影响,是一个值得深入考虑的问题。 机器人的腕部结构常见有如下几种结构

JT5(弯曲)"4(旋转) 为?? JT6 (旋 转) =£\JT4 (弯 曲) JT6 (旋转)JT5(弯曲)

?3R型 JT6 (旋转) JT4 (旋转) 在这三种手腕部的结构中,以第一种(RBR型)结构应用最为广泛,它适应于各种工作场合,后两种结构应用范围相对较窄,比如说3R型的手腕结构主要应用在喷涂行业等. 关节设计: 对于国外的工业机器人主要制造国家来说,六轴关节机器人的研发设计及制造已经有好几十 年的历史了,整个工业机器人的研发制造体系较为完善,他们的技术相对来说比较成熟,他们在相互竞争中可以相互模仿、改善、不断推陈出新,他们的技术对于国内来说,近乎完美?而 国内目前这个行业还处在黎明前的黑暗阶段,虽然有不少公司有这个研发意图,或者正在研发途中,不管怎么说,浮出水面公布自己正在研发或者研发成功的公司应该说是极少数,即使宣布自己研发成功,也只是初步试验成功,真正产业化、商品化还有一段相当漫长的路要走?而更多的公司还停留在项目立项、技术评估、投入风险分析的阶段?由于国内做这个行业的 很少,相关的结构也没有什么可参考的,技术储备不足,少数的单位或个人有机会能够拆拆别 人的机器,拆个一知半解,更多的人只能在旁边看看了(比如说我,想拆都没机会A_A),还好了,网络资源丰富,今搜集到不少机械结构方面的图片,分享给大家参考,希望咱们做机械设计的(我应该也算是个机械工程师啊A_A毕竟我也是做机械的)少走点弯路,做出更好的机器? 六轴关节机器人的腕部关节设计较为复杂,因为在腕部同时集成了三种运动?小型的六轴关节机器人的腕部关节主要采用谐波减速器?下面的图片较为详细的描述了常见的六轴关节机 器人的腕部结构?

六轴关节机器人机械结构

六轴关节机器人机械结构 上图为常见的六轴关节机器人的机械结构,六个伺服电机直接通过谐波减速器、同步带轮等驱动六个关节轴的旋转,注意观察一、二、三、四轴的结构,关节一至关节四的驱动电机为空心结构,关节机器人的驱动电机采用空心轴结构应该不常见,空心轴结构的电机一般较大。采用空心轴电机的优点是:机器人各种控制管线可以从电机中心直接穿过,无论关节轴怎么旋转,管线不会随着旋转,即使旋转,管线由于布置在旋转轴线上,所以具有最小的旋转半径。此种结构较好的解决了工业机器人的管线布局问题。对于工业机器人的机械结构设计来说,管线布局是难点之一,怎样合理的在狭小的机械臂空间中布置各种管线(六个电机的驱动线、编码器线、刹车线、气管、电磁阀控制线、传感器线等),使其不受关节轴旋转的影响,是一个值得深入考虑的问题。 机器人的腕部结构常见有如下几种结构:

在这三种手腕部的结构中,以第一种(RBR型)结构应用最为广泛,它适应于各种工作场合,后两种结构应用范围相对较窄,比如说3R型的手腕结构主要应用在喷涂行业等. 关节设计: 对于国外的工业机器人主要制造国家来说,六轴关节机器人的研发设计及制造已经有好几十年的历史了,整个工业机器人的研发制造体系较为完善,他们的技术相对来说比较成熟,他们在相互竞争中可以相互模仿、改善、不断推陈出新,他们的技术对于国内来说,近乎完美.而国内目前这个行业还处在黎明前的黑暗阶段,虽然有不少公司有这个研发意图,或者正在研发途中,不管怎么说,浮出水面公布自己正在研发或者研发成功的公司应该说是极少数,即使宣布自己研发成功,也只是初步试验成功,真正产业化、商品化还有一段相当漫长的路要走.而更多的公司还停留在项目立项、技术评估、投入风险分析的阶段.由于国内做这个行业的很少,相关的结构也没有什么可参考的,技术储备不足,少数的单位或个人有机会能够拆拆别人的机器,拆个一知半解,更多的人只能在旁边看看了(比如说我,想拆都没机会^_^),还好了,网络资源丰富,今搜集到不少机械结构方面的图片,分享给大家参考,希望咱们做机械设计的(我应该也算是个机械工程师啊^_^毕竟我也是做机械的)少走点弯路,做出更好的机器. 六轴关节机器人的腕部关节设计较为复杂,因为在腕部同时集成了三种运动.小型的六轴关节机器人的腕部关节主要采用谐波减速器.下面的图片较为详细的描述了常见的六轴关节机器人的腕部结构.

六轴机械臂控制系统软硬件平台开发研究.doc

六轴机械臂控制系统软硬件平台开发研究 2020年4月

六轴机械臂控制系统软硬件平台开发研究本文关键词:软硬件,控制系统,机械,开发,研究 六轴机械臂控制系统软硬件平台开发研究本文简介:摘要伴随着工业机械臂在中小型加工制造企业的投入和使用,机械臂可以出色的完成重复性任务,显着地提升了工厂传统加工作业自动化水平,缩短了产品加工周期,有效地提高了工厂生产率及降低生产成本。因而,随着工业机械臂应用场景多样化的发展,苛刻的生产工况对机器人的体积、灵活度等方面提出了更高的要求。工业机 六轴机械臂控制系统软硬件平台开发研究本文内容: 摘要伴随着工业机械臂在中小型加工制造企业的投入和使用,机械臂可以出色的完成重复性任务,显着地提升了工厂传统加工作业自动化水平,缩短了产品加工周期,有效地提高了工厂生产率及降低生产成本。因而,随着工业机械臂应用场景多样化的发展,苛刻的生产工况对机器人的体积、灵活度等方面提出了更高的要求。工业机械臂控制系统正朝着开放性、模块化的方向发展,设计适应多种环境、性价比高,满足中小型加工工厂需求的机械臂运动控制系统势在必行。本文的主要目的为通过建立的分层结构的机械臂

控制系统软硬件平台,实现对工业机械臂的控制。主要的工作内容如下:(1)机械臂运动控制系统设计。系统采用PC+STM32二级控制体系结构,替代现有多核心架构,有效地降低研发成本,提高了系统结构稳定性,能对不同应用类型的机械臂控制方案进行快速实现。上位机运行基于Visual C++设计的上位机控制软件,实现了机械臂控制系统的运动控制、交互等功能。下位机为机器人控制器,采用STM32微处理器作为机器人控制器的主控芯片,主要负责机器人的运动控制,其中通过I/O接口向机器人伺服系统发送脉冲数量和频率,完成对机械臂伺服系统的控制,最终实现机器人关节联动控制。采用PID 控制算法,用来处理给定位置信息和实际位置信息偏差,降低位置控制误差,最终实现机械臂的正常运转并完成简单的动作的控制。(2)机械臂运动规划算法与位置控制策略研究。本文提出了机械臂关节速度连续运动规划方案,通过引入神经动力学方法到所提出的运动规划方案中,有效消除机械臂末端任务切换时关节速度跳变产生的位置误差,最后通过仿真验证所提运动规划方案的准确性。针对单轴机械臂伺服系统,设计了基于自适应反步法的机械臂伺服系统的位置控制策略,所设计的跟踪控制算法具有抗扰动性、快速性等优点,仿真验证其有效性。(3)完成对机械臂运动控制系统的联合调试和实验分析,所设计的控制系统能够实现机械臂本

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