基于ethernet通讯协议的机器人运动控制系统设计

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1、河北大学2017届本科生毕业论文（设计）装订线本科生毕业论文（设计）题目：基于EtherNet通讯协议的机器人运动控制系统设计学院电子信息工程学院学科门类工学专业自动化学号2013422016姓名陈海兵39河北大学2017届本科生毕业论文（设计）指导教师宗晓萍李松2017年5月25日39河北大学2017届本科生毕业论文（设计）基于EtherNet通讯协议的机器人运动控制系统设计摘要随着工业的发展，控制上的要求也越来越严格。工业控制系统已开始向着网络化和开放性方向发展，但不同的现场总线间的互通和操作性问题一直存在争议。依据工业以

2、太网具有高速、开放性接口等优势，设计实现了易于拓展、稳定高效的外部运动控制系统。本文在对机器人运动学分析的基础上建立D-H（Denavit-HartenbergMatrix）模型，根据模型求出正、逆解。同时，对五种主流以太网的优缺点和主要参数进行了对比，由此决定选用EtherNet/IP（以太网工业协议）作为机器人控制系统的通讯协议。组态现场工业控制系统，经调试后，人员可在上位机实时控制、监测机器人运动状态。关键词：六自由度机器人；EtherNet/IP通讯协议；运动控制系统39河北大学2017届本科生毕业论文（设计）TheD

3、esignofRobotMovementControlSystemBasedontheEtherNetCommunicationProtocolABSTRACTWiththedevelopmentofindustry,therequirementsofcontrolarebecomingmoreandmorestrict.Theindustrialcontrolsystemmovestothedirectionofnetworkingandopenness,buttheintercommunicationandoperatio

4、nalissuesbetweendifferentfieldbussystemsarecontroversial.Accordingtotheadvantagesofhighspeedandopeninterface,thedesignoftheexternalmotioncontrolsystemiseasytoexpandisstableandefficient.Basedontheanalysisofrobotkinematics,thispaperestablishesthed-h(denavit-hartenberg

5、Matrix)model,accordingtothemodeltofindthepositiveandinversesolution.Atthesametime,thispaperanalyzestheadvantagesanddisadvantagesoffivekindsofmainEtherNetandcomparesthemainparameters,thusdecidetochoosetheEtherNet/IP(industrialEtherNetprotocol)asthecommunicationprotoc

6、olofthecontrolsystemofrobot.AfterConfiguringsiteindustrialcontrolsystemanddebugging,thestaffcancontrol、monitorthemovementoftherobotstateatthesametimeinthehostcomputer.Keywords:Sixdegreesoffreedomrobot;EtherNet/IP;Motioncontrolsystem39河北大学2017届本科生毕业论文（设计）目录1绪论11.1课题背

7、景及意义11.2国内外发展现状11.3五种主流以太网比较21.4非技术因素影响31.5本文主要研究内容32机器人运动学、动力学52.1机器人运动学52.1.1刚体位姿的描述52.1.2平移坐标变换62.1.4旋转坐标变换72.1.5复合变换82.1.6连杆特征及连杆连接方式的描述82.1.7运动学正解92.1.8运动学逆解92.2KR20机器人运动学分析939河北大学2017届本科生毕业论文（设计）2.2.1KR20机器人结构参数92.2.2机器人D-H模型102.2.3机器人正向运动学112.2.4机器人逆向运动学122.3

8、机器人动力学133控制器及应用软件介绍153.1ABPLC简介153.2控制组态软件——RSLogix5000163.3通讯配置软件——RSLinx163.4监控组态软件——RSView32173.5Rockwell各软件之间的关系183.6机器人工作单元的工程环境——Wor