机电控制实训报告
河南机电高等专科学校《机电控制实训》实训报告
系部：机电工程系
专业：机电一体化
班级：机电一体化136
学生姓名：李冰
学号： 130212730
指导教师：
实训成绩：
机电控制实训》任务书
一、实训任务要求
（一）实训内容：工业机器人机构设计与制作
1、实训内容及要求：
（1）拼装三自由度工业机器人模型。
（2）调试模型，利用 ROBO PRO 软件和 ROBO TX 控制器控制模型。
（3）掌握软件编程中马达（普通马达、编译马达）控制、灯泡、限位开关的工作原理。
（4）熟悉以上模型的传动方式、动作过程，能够设计出多样的模型，实现多种功能。
2、考核方法：提交实训报告，提出可行性改进方案。
（二）实训内容：工业机器人技术及应用系统综合设计与实践
1、实训内容及要求：
（1）掌握电缆线路、气路连接及机器人机械系统认识。
（2）熟悉步进电机驱动及伺服电机驱动使用。
（3）掌握PEC6000编程软件的使用。
（4）掌握六自由度机器人的基本控制。
（5）掌握工业机器人的示教与再现。
2、考核方法：提交实训报告，提出可行性改进方案。
（三）实训内容：基于FANCU机器人的自动焊接系统实训
1、实训内容及要求：
（1）认识FANUC工业机器人。
（2）掌握六自由度工业机器人的示教编程与运动方式。
（3）工业机器人的示教编程与再现控制。
（4）FANCU机器人焊枪动作与编程实验。
2、考核方法：提交实训报告，提出可行性改进方案。
二、报告格式要求
1、实训报告按照给出格式编写，按目录顺序装订。
2、小组合作完成的报告，要附上小组成员具体分工情况。
3、报告提交时，将红色字体部分删除。
目录
第1部分慧鱼工业机器人机构设计与制作 (2)
1.1引言 (2)
1.2实验目的 (2)
1.3实验器材 (2)
1.4实验原理分析 (3)
1.5 实验程序 (7)
第2部分工业机器人技术及应用系统综合设计与实践 (8)
2.1智能小车的意义和作用 (8)
2.2方案设计与论证..................................................... . (9)
2.3车自动避障的原理和方案……………….………………………. 10.
2.4 电机选择及驱动模块………………….…………………………. ..12
2.5 系统设计..................................................... ............ .. .. (13)
第3部分基于FANCU机器人的自动焊接系统实训 (14)
3.1编程程序走字操作............................................... ..............14. 3.2操作FUNCU机器人编程循环命令 (15)
致谢................................................................................. . (16)
参考文献 (17)
第1部分慧鱼工业机器人机构设计与制作
1.1引言
随着社会的进步和科技的发展,机器人产品开始进入到生产过程和日常生活中,各种类型的机器人在特定的工作环境下发挥着越来越重要的作用。但是目前对于移动式机器人多采用轮式移动机构,在适应复杂地形时无法满足路况的要求,由此设计一种灵活的、行走平稳和对路况适应性强的机器人成为解决此类问题的关键。根据昆虫运动时采用的三角步态走法设计了机器人的腿部五连杆行走机构,并对其进行了占空比、稳定性、转弯状态等分析，由程序来控制机器人的动作。
1964年，慧鱼创意组合模型（fischertechnik）诞生于德国，是技术含量很高的工程技术类智趣拼装模型，是展示科学原和技术过程的理想教具，也是体现世界最先进教育理念的学具，为创新教育和创新实验提供了最佳的载体。
慧鱼创意组合模型的主要部件采用优质尼龙塑胶制造，尺寸精确，不易磨损，可以保证反复拆装的同时不影响模型结合的精确度；构件的工业燕尾槽专利设计使六面都可拼接，独特的设计可实现随心所欲的组合和扩充。
1.2实验目的
1 认识了解及熟悉运用“慧鱼”模型中的各种硬件。
2 按照模型拼搭机器人，掌握各个部分的硬件组成原理，理解各部分之间的协调和控制。
3学会软件的应用，理解编程原理
4创新实现自己的思想，用现有零件组成自己的模型，提高创新能力。
5自己编写软件程序并调试成功，真正实现模型的可实现性。
1.3实验器材
慧鱼机器人模型组合包，智能板接口，个人计算机及相关程序，实验使用手册。如图1-1
图1-1
1.4实验原理分析
三自由度机械手能够实现在不同的方向上抓取物体，其运动系统主要由 4 部分组成，分别为：水平运动、垂直运动、旋转运动和手爪运动。每一个运动系统的控制部分组成都是由一个直流电机、两个行程开关组成。下面以垂直运动为例介绍三自由度机械手的工作原理。垂直运动主要由三个主要部件组成：电机、限位行程开关和计数行程开关。电机为垂直运动提供动力；这里所选用的电机为直流电机，通以 9V 电压，则开始旋转。通以-9V 电压，则反向旋转。限位行程开关限制垂直运动的极限位置，也是垂直运动的起始位置；当机械手臂向上运动碰到上面的限位行程开关后，机械手臂停止运动。计数行程开关是用来计量电机的旋转圈数的，从而可以精确的计算垂直运动的距离，起到定位的作用。垂直运动具体的运动过程可分为两个阶段：定位阶段和复位阶段。定位阶段：驱动电机使手臂从初始位置开始下降，通过定位行程开关计数使手臂到达指定位置停止。复位阶段：驱动电机反转使手臂上升，直到碰到限位行程开关结束。
垂直运动的工作原理简图如图 2 所示：垂直运动以“微型计算机”为核心，“智能接口板”为中介，主要由两大部分组成，数字输出和数字输入。一方面，微型计算机发送指令，通过智能接口板输出给电机，使电机运动。另一方面，行程开关的信号经由智能接口板输入到计算机中，根据信号的结果执行相应的动作。限位行程开关和计数行程开关都是同一种行程开关。行程开关是一个触发式的开关，当触头被按下时，则电路接地，此时通过智能接口板采集到的信号为
低电平，数字信号为 0；当触头悬置时，则电路断开，此时输出的数字信号为 1。计算机根据接受到的信号发出不同的命令，如使电机旋转或停止。
图1-2 垂直运动原理简图
图1-3 定位行程开关计数原理图
计数行程开关的计数原理如图 3 所示。在电机轴上安装一个四齿转盘，当电机轴旋转 1 周时，将连续触发行程开关 4 次。因此只需记录下行程开关的触发次数即可知道电机的转数，从而可控制手臂在垂直方向的位置。行程开关触发次数的记录可由智能接口板的“数字输入”功能完成。水平运动、旋转运动和手抓运动的工作原理与垂直运动相似，都是由电机和两个行程开关组成。