工业机器人体系结构及其在焊接切割机器人中的应用研究

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1、哈尔滨工程大学硕士学位论文摘要本文分析了当代工业机器人的体系结构、控制系统形式以及基于PC的控制器模式，以上结果为工业机器人控制系统的初步设计提供了有效的技术支持，并降低了系统因设计不合理而导致重新设计的可能性。对于分布式焊接切割机器人的系统设计，本文提出了采用现场总线(CAN总线)作为上位机与下位机的通讯总线。详细说明了CAN总线的电气特点、帧结构以及基于CAN总线的机器人控制系统结构。详细论述了该机器人所采用的控制系统结构、控制模式及其硬件结构。着重说明了机器人上位机的软件和硬件设计。．上位

2、机是该机器人系统的计算和控制中心。对于上位机系统的设计，采用了瀑布式设计方法，可以实现软件和硬件的同时设计，有利于缩短系统的开发时间。上位机应用程序的设计采用了基于软件体系结构风格的设计方法，包括面向对象和数据抽象风格、分层风格等，详细说明了各种风格的特点、优缺点及其在机器人中的应用、实现方法等。软件体系结构风格的使用有利于提高软件系统的灵活性和重用性，降低系统重复开发，同时也提高了系统的灵活性。此外，还说明了机器人系统轨迹规划的计算和CAN通讯协议的制定。最后，介绍了该机器人系统的实验和实际生

3、产效果，表明该机器人系统满足工业生产要求，降低劳动强度，提高了生产效率。关键词：工业机器人体系结构；分布式控制系统；软件体系结构；CAN总线哈尔滨r=程大学硕十学位论文ABSTRACTThearchitecture，theformofcontrolsystemofmodemindustrialrobotandthecontrollermodebasedonPCtechnologyarediscussedinthispaper．Theresult，whichisainfrastructuretha

4、tsupportsprimarydesignofindustrialrobotcontrolsystemeffectively,decreasesthepossibilityoftheredesignonthebasisofimproperdesigntothesystem．ThepaperpresentsthatCANfield-busactsascommunicationbusbetweenhostcomputerandlowersysteminthesystemdesignofdistri

5、butedwelding．incisingrobots．Theelectricalcharacteristic，framestructureofCANfield．busandthestructureofrobotcontrolsystembasedonCANfield—busareelaboratedinthisthesis．Thispaperdetailsthestructureofcontrolsystem，controlmodeandhardwarestructureofthisrobot

6、system，withthestressonthesoftwareandhardwaredesignofPC．ThePCisthecalculationandcontrolcenterinthisrobotsystem．InPCdesignthewaterfallmethodisintroduced，whichimplementsthedesignofsoftwareandhardwareatthesametime，andisbeneficialforshorteningdevelopingti

7、me．ThedesignofapplicationprogramofPCisbasedonsoftwarearchitecturalstyle，includingobject—oriented，dataabstractionstyle，layeredstyle，andSOon，wherethecharacteristics，advantagesanddisadvantagesofeachstyle，andtheapplicationandimplementationintherobot，aree

8、laborated．Thesoftwarearchitecturalstyleimprovestheflexibilityandreusabilityofsoftwaresystem，relievestherepeateddevelopmentandenhancestheflexibilityofsystem．Inaddition，thetrajectoryregulationandCANcommunicationprotocolareexplained．‘Andfinally,allintro