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基于TwinCAT的机器人控制系统设计

【摘要】:为了降低使用工业机器人的成本,缩短开发周期并且解决不同类型工业机器人对控制系统的兼容性等问题,开发了基于倍福TwinCAT3的工业六轴机器人控制系统。由于国内机器人产业起步较晚,对于机器人的核心技术掌握较少,因此本课题对机器人控制系统的研究对推动我国机器人行业发展具有一定现实意义。本课题首先阐述了整个工业机器人系统的基本构成方案,本文针对的是典型的工业六轴机器人,系统中采用了装载有倍福TwinCAT3软件的PC作为EtherCAT主站,六个总线式伺服驱动器作为从站。随后对六轴机器人进行运动学建模,从而推导了基于DH模型的运动学正逆解算法,并通过MATLAB来对模型及正逆解算法进行验证仿真。然后在TwinCAT平台上利用C++语言高效运行的实用性,用TcCOM封装复杂的逆解算法,再从TwinCAT中通过调用该模块来实现逆解运算。随后在TwinCAT3 PLC中完成正解算法封装和其他运动控制的程序编写,接着进行HMI人机界面的绘制,最后以总线的形式进行主、从站的通讯,最终实现在TwinCAT平台上对工业机器人的控制。本课题所研究的工业机器人软件控制系统在实际应用时,运行正常平稳,具有一定的高效性和精确性。

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