工业机器人系统集成—可重构控制器软件设计与研究

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1、上海交通大学硕士学位论文摘要工业机器人系统集成—可重构控制器软件设计与研究摘要随着社会和市场的不断发展，用户对多品种、中小批量生产的要求越来越高，企业除了在宏观管理上需要进行改革之外，还需要对加工系统进行改革。机器人作业系统由于其高效性和柔性，近年来得到了广泛应用和发展。然而，工业机器人虽然具备固有的自动化性和灵活性，但是传统系统集成方法的局限却制约了工业机器人性能的发挥。机器人作业系统可以高效地进行特定作业对象（产品）的加工，但当作业对象发生改变时，将会涉及一系列系统结构的改变，而这些改变由于集成方法的局限变得十分复杂耗时，成为制约机器人柔性优势的一个瓶颈。

2、如何突破这个瓶颈，从而充分发挥工业机器人的优势成为了一个具有重要意义的课题。机器人作业系统本质上也是制造系统，因此可以利用制造系统的相关概念和技术方法来解决工业机器人系统领域的问题。制造系统模式/制造哲理总是适应于制造企业竞争目标和竞争要素而存在和发展的，而不论先进制造模式/哲理如何发展，其主要内涵是高柔性、低成本、快速响应市场变化。可重构制造系统（RMS）是为了适应快速多变的市场环境发展而提出的新一代先进制造模式/哲理，它的系统研究始于上个世纪90年代，经过许多研究论证和实践，在这一领域已经积累了许多有用的概念，方法。可重构制造系统兼具专用制造系统（DMS）

3、和柔性制造系统（FMS）第I页上海交通大学硕士学位论文摘要的特点，可以快速准确地改变系统配置，调整系统产量和功能来适应市场需求的变化，近年来成为制造系统研究的热门。因此，可重构制造系统的概念和方法可以作为解决机器人作业系统瓶颈的指导和依据。本论文对机器人作业系统在可重构制造系统理论框架内进行了理论研究，建立了可重构机器人作业系统的概念，提炼出可重构机器人作业系统具有的与一般可重构制造系统不同的特性。据此描述了可重构机器人作业系统的结构，总结了机器人作业系统的重构技术要点，设计了系统控制软件，并对其通信机制进行了对比分析。可重构机器人作业系统重构性能大大提高，不

4、仅可以灵活适应各种产品变化需求，而且可以花更少的代价引入新技术，提高了生产效率，增强了企业适应市场的竞争力。关键词：工业机器人，系统集成，可重构，机器人作业系统第II页上海交通大学硕士学位论文ABSTRACTIndustrialRobotSystemIntegration--DesignandResearchofReconfigurableControllerSoftwareABSTRACTWiththedevelopmentofsocietyandmarket,thedemandofvarietyandlow-massproductionisincreasi

5、ng.Companieshavetoreformnotonlyinthemacromanagement,butalsoinmanufacturingsystems.Robotwork-cellsystemispopularnowadaysforitsefficiencyandflexibility.However,althoughindustrialrobothasitsinherentpropertyofautomationandflexibility,traditionalsystemintegrationmethodhaslimiteditseffect

6、.Robotwork-cellsystemisabletoproducespecificworkingsubject(product)efficiently,butwhenasubjectischangedtoanother,thesystemstructurewouldbechangedaccordingly,whichistime-consumingforthelimitationofintegrationmethodandlimitstheflexibilityofrobot.Howtobreakthelimitationandmakeuseofthef

7、lexibilityofrobotfullybecomesameaningfulsubject.Robotwork-cellsystemisamanufacturingsysteminessence.Therefore,wecanmakeuseofrelativeconceptsandtechnicalmethodsinthefieldofmanufacturingsystemtosolveproblemsinthefieldofindustrialrobotsystem.Manufacturingsystemschemeexistsanddevelopsac

8、cordingtotheobjecta