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基于DMC的软管机器人控制系统研究与开发

【摘要】:近些年,随着生产企业的自动化程度越来越高,劳动力成本逐步提升,企业对机器人越来越重视,同时对其技术要求也越来越高。本文设计的新型软管机器人控制系统可以应用于软管生产过程中,机器人的研究和开发将在很大程度上提升软管生产的效率和软管质量,节省大量的劳动力,提升软管生产企业的竞争力。本文研发了基于DMC的软管机器人控制系统,整个软管机器人主要包括软管插、拔机械手和翻转机构。通过对软管机器人控制系统硬件和软件部分的设计,结合步进电机和软管机器人辅助装置的定位控制,设计出定位精度高,移动速度快,运行可靠的软管机器人控制系统。本次设计的软管机器人控制系统内容如下:在控制系统硬件方面,选用了合适的器件类型组合成软管机器人的硬件部分,运用数字运动控制器DMC和工控PC机的组合形式,提供了一种并行双CPU的控制形式,其运行处理数据能力更快,系统开放性程度更高。在控制系统软件方面,以Visual Basic为二次开发软件,通过Galil提供的ActiveX控件,使得运动控制器和上位机可以相互通讯,并设计适合软管机器人的人机交互界面,开发软管机器人的关键程序。建立步进电机数学模型和电机加减速曲线数学模型,将模糊PID理论和电机加减速算法结合使用控制步进电机,并用MATLAB/Simulink对设计的步进电机控制系统进行仿真,从仿真结果发现控制效果得以优化,提高了机械手运行的移动速度和定位精度。对翻转机构部分进行运动仿真,观察机构是否存在干涉,通过仿真数据得到软管的运动轨迹,验证翻转机构中四杆机构运行可靠性。本文提出了一种适用于软管生产的新型工业机器人,解决了某些机械手定位精度低等缺点,提高机器人抓取软管的定位精度和速度,降低软管的废品率,提升软管的生产产量,对于软管企业可以提升很大的经济效益,能够提高我国机器人研发技术水平。

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