工业机器人运动控制器硬件设计和实现

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1、南京航空航天大学硕士学位论文摘要随着我国向创新型国家转型以及劳动力成本上升，对以工业机器人为代表的工业自动化设备产生了旺盛的需求，为此，本文针对实验室搭建的通用型工业机器人教学与研发平台，进行其运动控制系统软、硬件的开发与实现等研究工作，旨在通过系统的研究，最终能够实现工业机器人的动力学控制与智能控制，以便提升国产机器人的各项性能指标，为培养出基础扎实、能力强的高端人才提供一个有效地途径。本文分析了工业机器人的特点，研究了工业机器人的正逆解和轨迹规划的方法，根据理论分析的结果、机器人控制的特点和机器人伺服控制原理，采用“P

2、C+运动控制器”的两级CPU控制体系结构构成运动控制系统。本文重点研究了运动控制器的硬件。根据机器人运动控制器的设计要求，给出了运动控制器的总体设计方案。根据运算速度快，资源丰富的要求，采用DsP和FPGA芯片作为核心器件。为实现与上位机的高速通讯，机器人研发平台实现资源共享、远程控制等，设计了以太网接口。为实现与示教器、其他运动控制器等设备的连接，设计了232异步串口和cAN总线接口。为了保存机器人运动过程中产生的各种信息，设计了可连接大容量存储器的USB接口：USB接口还可以进行与上位机通讯。本运动控制器要求可以实现智

3、能控制等算法，为满足算法对硬件存储量的要求，外扩了一块高速SDl乙蝴。为满足此机器人平台系统扩展的需求，外扩了DSP的外部总线。为满足机器人电机控制的功能扩展，每个电机通道设计了预留接口。编写各个功能模块的程序并进行了调试。调试结果说明各个模块工作正常，此运动控制器可以用来进行工业机器人的运动控制，并具有较好的可扩展性，为进行机器人深层次开发做了良好的基础。关键词：工业机器人，轨迹规划，运动控制器，数字信号处理器，现场可编程逻辑门阵列工业机器人运动控制器的硬件设计与实现AbstractChillaischaIlgiIlgi

4、nt0aimoVatiVecoun仃)，andlaborcostisgettillghi曲er，soiIldustrial卸tom60nequipmentlikeilldustrialnDbotisnmchmoredemallded．w色aredesi萨iIlgaresearchplatf_0肌of_i11dustrialrc}botS，baSedonil，wecanresearch廿lehardwarea11dsoRwarei11itScon仃．olsystem，h叩证gt0缸allyrealizemedyn锄iccon

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