基于以太网的工业机器人示教器设计

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1、ＴＰ２４２－２紐？密级？分类号：‘ＵＤＣ１０１４２：单位代码：硕士学位论文基于以太网的工业机器人示教器设计馨２０１４４８３学号：作者：至邊学位类别：工程硕士领域：电子与通信工程论文类型：工程设计与研究２０１７年１１月２７日沈阳工业大学硕士学位论文基于以太网的工业机器人示教器设计DesignofIndustrialRobotTeachingPendantBasedonEthernet作者：王晶单位：信息科学与工程学院。指导教师：郭莹副教授单位：沈阳工业大学。协助指导教师：单位：

2、。单位：。论文答辩日期：2017年11月27日学位授予单位：沈阳工业大学摘要工业机器人是先进制造系统中重要的智能加工设备，它需要按照操作者预先编制的工作程序进行作业。其编程方式包括离线编程及示教再现编程两种方式，与离线编程相比，示教再现编程对工业机器人的绝对定位精度和机器人本体的加工及装配工艺要求不高，因而具有更广泛的应用。而在示教再现编程技术中示教器是必不可少的重要核心工具，其性能直接影响人机交互效果。本文利用STM32F4系列ARM处理器及μC/OSII操作系统完成了工业机器人示教器的设计，实现了机器人示教器和控制器之间的以太网通信并验证了其有效性。

3、首先，以STM32F407VGT6为核心处理器，对示教器硬件各模块及相应驱动程序进行了设计，设计内容包括键盘电路、网络通信电路、显示电路、存储电路、光电隔离I/O电路及其相应驱动程序。其次，为提升数据传输的实时性与可靠性，本文将简化的TCP/IP协议栈移植到μC/OSII操作系统上，通过套接字Socket实现跨平台以太网通信。另外，本文还进行了应用层协议的制定，对示教器与控制器的通信内容在数据格式、数据内容、数据长度、校验方式等方面进行了设计，并最终将这些数据封装在自定义的应用层协议栈中，在示教器和控制器之间进行传递。然后，在示教器功能需求分析的基础上设

4、计了示教器人机交互界面的相应逻辑功能，搭建了整体的用户界面框架，利用emWin图形库实现了易于操作、可扩展的配置管理、变量管理、机器人管理、机器人作业管理、状态管理、警报等界面。最后，应用新松SR20A六轴串联机器人验证了本文所设计示教器的示教再现功能。关键词：机器人，示教再现，通信协议，以太网IAbstractIndustrialrobotisanimportantintelligentprocessingequipmentinadvancedmanufacturingsystems,whichisoperatedbytheoperator's

5、pre-programmedworkprocedures.Anditsprogrammingmethodsincludeteachingandplaybackprogrammingandofflineprogramming.Comparedwithofflineprogramming,theprocessofteachingandplaybackprogrammingdoesnotneedhighabsolutepositioningaccuracy.Thusithasawiderrangeofapplications.Theteachingpendan

6、tisanindispensabletoolforteachingandplaybackprogramming,anditisanimportantwayforhuman-computerinteraction.Inthisthesis,basedonSTM32processor，μC/OSIIoperatingsystemandEthernetcommunication,ateachingpendantisdeveloped.Firstly,basedonSTM32F407VGT6,severalcircuitsandtheirdrivingsoftw

7、aresoftherobotteachingpendantaredesigned,includingARMkernelcircuit,SDcardinterfacecircuit,networkcommunicationcircuit,displaycircuitandkeyboardcircuit.Secondly,thesimplifiedTCP/IPprotocolstackisappliedtoμC/OSIIoperatingsystemtoimprovethereal-timeandreliabilityofdatatransmissionan

8、dturnthecross-platformEthernetcommunicat