基于PCL-839开发教研型机器人操作臂控制系统

阐述了一种基于PCL-839卡开发的教研型机器人操作臂专用运动控制系统,并针对操作臂硬件进行了模块化设计,利用VC工具在Windows环境下研究开发了控制软件。

信息技术

李一民 于 P L一 3基 C 8 9开发教研型机器人操作臂控制系统

基于 P L一 3 C 8 9开发教研型机器人操作臂控制系统 李一民 (南京信息职业技术学院数控与模具系,苏南京 2 0 4 )江 10 6

要:阐述了一种基于 P L一89卡开发的教研型机器人操作臂专用运动控制系统, C 3并针对

操作臂硬件进行了模块化设计,用 V利 C工具在 Wi o s n w环境下研究开发了控制软件。 d

关键词:C 8 9机器人操作臂; P L一 3;控制系统 中图分类号:P 4 . T 2 13文献标识码: B文章编号:6 1 26 2 0 )60 3 -3 1 7— 7 (0 8 0 -150 5

De eo n h nt o se f Te c n& Re e r h n v l pi g t e Co r lSy t m o a hi g sa c i g Ro o i a pu a o s d n PCL -8 9 b tc M ni l t r Ba e o -3 LIYiri . n a

( e at n f C a d De,N ni olg fnomai e h o g,N nn 10 6 C ia D p r t n is a j gC l eo fr t nT c n l y a j g20 4, hn ) me o N n e I o o i Absr t: i a ere po nd p ca v t ac Ths p p x u s a s e ilmo eme tc to y t n onr l sem ft c ig& rs rhig r oi s o ea hn e eac n ob t manpuat a ed o CL一 c i l orb s n P 8 9,d i st e manp lt’ r 3 esgn h iuaor hadwar t duia in an ev lp h onr ln ot S e wi mo l t d d eo s te c tol g s f h z o i war y VC n t e W id ws paf m . eb o h n o lt or

K e o d PCL一8 9;r b t y w r s: 3 o o i manp lt;c n rls sem c iuaor o to y t

操作臂机型的组成特点出发,同时兼顾控制系统的经济

0概述 随着制造技术的迅猛发展,机器人装备已成为众多先进制造系统中的必备环节。因时代所需,时势所趋,顺国内几乎每所工科院校都开设

了机器人及其应用技术的相关课程,围绕该课题展开不同层次的理论应用研究。我并们根据自身实际情况,拟建立教研型机器人操作臂 (虚其

性,开发了一个以“P 6 0工控机+P L一8 9步进电机 IC 1 C 3控制卡”为硬件平台、 n o s作系统以及 V Wi w操 d C++ . 60为软件平台的开放式、模块化的控制系统。

1基于 P L一89的教研型机器人 C 3操作臂控制系统设计 a )控制方案确定:对于驱动装置选用步进电机的情 形,步进电机既是动力元件,又是角位移控制元件,因而无需任何反馈系统便可实现对操作臂的开环控制。以此种方式构成的控制系统,与采用视觉反馈、态反馈的相比,状

拟样机见图 1, )以满足正常教学和部分教科研的需求。

简单易行,价格低廉,控制精度不高。如想实现轴孔装但配作业,当末端执行器行至目标点附近时,通过手动调可节来辅助完成。因此,制定了开环控制和手动微调的混合 控制策略。

b )硬件设计:作为研华公司生产的三轴高速步进电机驱动卡, C P L一89具有友好的用户接口、 3编程简单、能单机编译等多重优点’。鉴于其良好的“ 性价比”我们选用此卡构建教研型操作臂的硬件控制系统。 1 )驱动器模块化设计:了保证步进电机的正常工为

作,每个关节电机必须选用一个配套驱动器。因此,具对 有 7个自由度的机器人操作臂来说,这势必会占据很大空

间,给在机器人本体上的安装带来不便,同时也造成了与 控制卡之间的连接线路的混乱。为此,对机器人操作臂的

机电驱动系统进行了模块化设计。 根据操作臂各关节所选用的电机以及安装、控制的要 图 1教研型机器人操作臂虚拟样机

求,将操作臂的驱动部分划分为两个模块:部电机驱动臂模块和腕部电机驱动模块。对原有单个驱动模块合并的 基础上,同时还对驱动模块进行整合和线路优化,而减从

该教研型机器人操作臂是一条 7个自由度的关节型

冗余臂,由大臂、主要小臂、和手爪等四部分组成。从少了与控制卡之问的接线端口,应了在具有自锁条件下手腕适 作者简介:一民(9 0李 16一 )女,宁省沈阳市人,,辽高级工程师,在读工程硕士,主要从事教研工作。 1

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Mah eB ii ci ud g口 Au mao,De2 0, 7 6 1 5~1 7 n ln t tn o i c 0 8 3 ( ):3 3

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