没有合适的资源?快使用搜索试试~ 我知道了~
焊接机器人控制设计.doc
1.该资源内容由用户上传,如若侵权请联系客服进行举报
2.虚拟产品一经售出概不退款(资源遇到问题,请及时私信上传者)
2.虚拟产品一经售出概不退款(资源遇到问题,请及时私信上传者)
版权申诉
0 下载量 53 浏览量
2023-07-12
21:50:30
上传
评论
收藏 2.28MB DOC 举报
温馨提示
试读
65页
焊接机器人控制设计.doc
资源推荐
资源详情
资源评论
目 录
中文摘要…………………………………………………………………………………Ⅰ
英文摘要…………………………………………………………………………………Ⅱ
第 1 章 绪论………………………………………………………………………………1
1.1 工业机器人的概述…………………………………………………………………1
1.1.1 工业机器人的定义……………………………………………………………1
1.1.2 焊机机器人的组成……………………………………………………………1
1.1.3 焊接机器人的分类……………………………………………………………2
1.2 现状及国内外发展趋势……………………………………………………………2
1.2.1 国内的现状及发展趋势………………………………………………………2
1.2.2 国外的现状及发展趋势………………………………………………………3
第 2 章 机器人的运动学分析……………………………………………………………5
2.1 齐次坐标与动系位姿矩阵…………………………………………………………5
2.1.1 空间任意点的坐标表示………………………………………………………5
2.1.2 齐次坐标表示…………………………………………………………………5
2.1.3 坐标轴的方向表示……………………………………………………………6
2.1.4 动系的位姿表示………………………………………………………………6
2.2 齐次变换……………………………………………………………………………8
2.2.1 旋转的齐次变换………………………………………………………………8
2.2.2 平移的齐次变换………………………………………………………………11
2.2.3 复合变换………………………………………………………………………12
2.3 位姿的分析…………………………………………………………………………12
2.3.1 坐标系号的分配方法…………………………………………………………12
2.3.2 各坐标系的方位的确定………………………………………………………13
2.3.3 连杆坐标系间的齐次变换矩阵的表示方法…………………………………14
2.3.4 连杆坐标系间变换矩阵的确定………………………………………………14
2.4 机器人正向运行学…………………………………………………………………15
2.4.1 正向运动学简述………………………………………………………………15
2.4.2 本设计焊接机器人的概述……………………………………………………15
2.5 机器人逆向运动学…………………………………………………………………16
2.5.1 逆向运动学的解………………………………………………………………16
第 3 章 机器人的动力学分析……………………………………………………………19
3.1 机器人雅克比矩阵…………………………………………………………………19
3.1.1 机器人雅克比的定义…………………………………………………………19
3.1.2 雅克比矩阵的求解……………………………………………………………20
3.2 拉格朗日方程………………………………………………………………………22
3.3 机器人连杆系统拉格朗日方程……………………………………………………23
3.3.1 连杆上一点的运动学分析……………………………………………………23
3.3.2 连杆上一点边的动能和位能…………………………………………………25
3.3.3 动力学方程的推导……………………………………………………………28
3.4 机器人静力学分析…………………………………………………………………30
3.4.1 静力和静力矩的表示…………………………………………………………30
3.4.2 不同坐标系间静力的变换……………………………………………………31
3.4.3 关节力矩的确定………………………………………………………………33
第 4 章 机器人本体的具体设计…………………………………………………………34
4.1 电机的选择…………………………………………………………………………34
4.2 各个关节电机型号的选择和减速器的选择………………………………………34
4.2.1 电机型号的选择………………………………………………………………34
4.2.2 减速器型号的选择……………………………………………………………35
第 5 章 焊接机器人的控制部分…………………………………………………………37
5.1 机器人的各个关节的运动角度……………………………………………………37
5.1.1 逆向运动学解…………………………………………………………………37
5.1.2 求解各个关节的转动角度……………………………………………………39
5.2 总控制系统设计方案和总体思路…………………………………………………41
5.2.1 总控制系统设计方案…………………………………………………………41
5.2.2 电机的驱动……………………………………………………………………43
5.3 关节的控制系统设计方案…………………………………………………………44
5.3.1 关节控制系统设计方案………………………………………………………44
5.3.2
PID
控制器简介………………………………………………………………45
5.3.3
PID
控制器具体的设计………………………………………………………46
5.4 伺服系统电气原理图设计…………………………………………………………50
第 6 章 传感器的选择……………………………………………………………………51
6.1 伺服系统对检测装置(传感器)的一般要求………………………………………51
6.2 速度传感器的选择…………………………………………………………………51
6.2.1 测速发电机的工作原理………………………………………………………52
第 7 章 伺服系统电气原理图设计………………………………………………………54
7.1 单片机的选择………………………………………………………………………54
7.2 功率放大器的选择…………………………………………………………………55
7.3 电路原理图的设计…………………………………………………………………55
第 8 章 结论与展望………………………………………………………………………57
8.1 结论…………………………………………………………………………………57
8.2 焊接机器人的技术展望……………………………………………………………57
8.2.1 视觉控制技术…………………………………………………………………57
8.2.2 模糊控制技术…………………………………………………………………58
8.2.3 神经网络控制技术……………………………………………………………58
8.2.4 嵌入式控制技术的应用………………………………………………………59
致 谢………………………………………………………………………………………60
主要参考文献……………………………………………………………………………61
摘 要
工业机器人中有接近一半用于各种形式的焊接加工领域,焊接机器人应用中最普
遍的主要有两种方式,即点焊和电弧焊。我们所说的焊接机器人其实就是在焊接生产
领域代替焊工从事焊接任务的工业机器人。这些焊接机器人中有的是为某种焊接方式
专门设计的,而大多数的焊接机器人其实就是通用的工业机器人装上某种焊接工具而
构成的。
众所周知,焊接加工一方面要求焊工要有熟练的操作技能、丰富的实践经验、稳
定的焊接水平;另一方面,焊接又是一种劳动条件差、烟尘多、热辐射大、危险性高
的工作。工业机器人的出现使人们自然而然首先想到用它代替人的手工焊接,减轻焊
工的劳动强度,同时也可以保证焊接质量和提高焊接效率。
本次我所设计的机器人为六自由度焊接机器人。本次设计主要内容包括机器人的
运动学及动力学分析,电动机的选择,谐波减速器的选择等,但主要是对其机器人各
个关节伺服控制部分的设计。
关键词:焊接机器人,谐波减速器,伺服电机控制,控制系统设计,六自由度
ABSTRACT
Nearly half of industrial robots are used for various forms of welding. The most
common applications of welding robots are in two main ways, spot welding and arc welding.
The welding robots we are talking about is industrial robots which is doing the work in the
welding tasks instead of welders. Some of these welding robots is specially designed for a
welding method, but most of them are the common industrial robot equipped with a welding
tool.
As we all know, the welding processing requires welders have skilled operational skills,
rich practical experience and stable level of welding, on the other hand, welding is a work
with poor working conditions, smoke more, heat radiation and high-risk. The emergence of
industrial robots makes people naturally think of using it to replace the manual welding to
reduce labor intensity. But also it ensures the welding quality and enhances the efficiency of
welding.
The robot I designed is six DOF arc welding robot. This design mainly includes
kinematics and dynamics analysis of robot, the choice of motor, the choice of harmonic
reducer and so on, but mainly it is designing the servo control of each joint of the robot.
KEY WORDS: welding robot, harmonic reducer, servo motor control, control system
design, six DOF
第 1 章 绪 论
1.1 工业机器人的概述
剩余64页未读,继续阅读
资源评论
omyligaga
- 粉丝: 53
- 资源: 2万+
下载权益
C知道特权
VIP文章
课程特权
开通VIP
上传资源 快速赚钱
- 我的内容管理 展开
- 我的资源 快来上传第一个资源
- 我的收益 登录查看自己的收益
- 我的积分 登录查看自己的积分
- 我的C币 登录后查看C币余额
- 我的收藏
- 我的下载
- 下载帮助
安全验证
文档复制为VIP权益,开通VIP直接复制
信息提交成功