SCARA机器人的研究与设计.pdf

SCARA机器人的研究与设计 SCARA机器人是一种广泛应用于工业生产的机器人，控制系统是机器人的核心组件。传统的机器人控制系统大多采用封闭结构的专用控制器，存在通用性差、生产成本高、不易扩展和维护等问题。本文研究的SCARA机器人控制系统基于工控机单片机和Windows 2000操作系统，设计了一种开放式、高性能、低成本的控制器。 知识点1：机器人控制系统的结构 机器人控制系统通常由上位机和下位机组成。上位机负责人机界面、轨迹规划、运动控制和状态监控等功能，而下位机负责接收上位机指令、驱动机器人关节运动等功能。在本文中，上位机采用工控机，下位机采用STC89C51单片机控制系统。 知识点2：SCARA机器人的机械结构模型 SCARA机器人由六部分组成，包括一个移动关节和三个旋转关节。每个关节采用伺服电机驱动。基于模块化设计思想，使用Pro/ENGINEER和Autodesk完成了机器人本体的三维模型设计和二维图设计。 知识点3：控制器的设计和实现 控制器的设计和实现是机器人控制系统的核心组件。本文设计了上位机和下位机的通讯协议和通讯模块，并对控制器的硬件系统和软件系统进行了综合调试。 知识点4：伺服驱动器的设计和实现 伺服驱动器是机器人关节运动的核心组件。本文设计了伺服驱动器的主电路配线和机器人控制器的硬件电路配线。 知识点5：机器人控制系统的通讯协议 机器人控制系统的通讯协议是上位机和下位机之间的通讯方式。本文设计了上位机和下位机的通讯协议，实现了机器人控制系统的数据交换和指令传输。 知识点6：机器人控制系统的软件设计 机器人控制系统的软件设计是机器人的核心组件。本文使用C++ Builder和汇编语言开发了控制器的上位机控制系统和下位机控制系统。 知识点7：机器人的实验测试 机器人的实验测试是验证机器人控制系统的稳定性和可靠性的关键步骤。本文完成了SCARA机器人的工作稳定性实验、点位运动实验和连续运动实验，结果表明基于工控机和Windows 2000操作系统设计的开放式SCARA机器人控制器具有通用性强、开放性好、操作简单、易于扩展维护等特点。