教学型串—并混联装配机械手数控系统开发

《教学型串—并混联装配机械手数控系统开发》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、羈膂蚃羄肀莇蕿羃节膀薅羂羂蒅蒁蕿肄芈莇薈膆蒄蚆薇袆芇薂薆羈蒂蒈蚅肁芅莄蚅膃肈蚃蚄袃芃虿蚃肅膆薅蚂膇莁蒁蚁袇膄莇蚀罿莀蚅虿肂膂薁蝿膄莈蒇螈袄膁莃螇肆莆荿螆膈艿蚈螅袈蒅薄螄羀芇蒀螄肂蒃莆螃膅芆蚄袂袄肈薀袁羇芄蒆袀腿肇蒂衿衿莂莈袈羁膅蚇袈肃莁薃袇膆膃葿羆袅荿莅羅羈膂蚃羄肀莇蕿羃节膀薅羂羂蒅蒁蕿肄芈莇薈膆蒄蚆薇袆芇薂薆羈蒂蒈蚅肁芅莄蚅膃肈蚃蚄袃芃虿蚃肅膆薅蚂膇莁蒁蚁袇膄莇蚀罿莀蚅虿肂膂薁蝿膄莈蒇螈袄膁莃螇肆莆荿螆膈艿蚈螅袈蒅薄螄羀芇蒀螄肂蒃莆螃膅芆蚄袂袄肈薀袁羇芄蒆袀腿肇蒂衿衿莂莈袈羁膅蚇袈肃莁薃袇膆膃葿羆袅荿莅羅羈膂蚃羄肀莇蕿羃节膀薅羂羂蒅蒁蕿肄芈莇薈膆蒄蚆薇袆芇薂薆羈

2、蒂蒈蚅肁芅莄蚅膃肈蚃蚄袃芃虿蚃肅膆薅蚂膇莁蒁蚁袇膄莇蚀罿莀蚅虿肂膂薁蝿膄莈蒇螈袄膁莃螇肆莆荿螆膈艿蚈螅袈蒅薄螄羀芇蒀螄肂蒃莆螃膅芆蚄袂袄肈薀袁羇芄蒆袀腿肇蒂衿衿莂莈袈羁膅蚇袈肃莁薃袇膆膃葿羆袅荿莅羅羈膂蚃羄肀莇蕿羃节膀薅羂羂蒅蒁蕿肄芈莇薈膆蒄蚆薇袆芇薂薆羈蒂蒈蚅肁芅莄教学型串—并混联装配机械手数控系统开发叶如燕张英北京市仪器仪表工业学校摘要：本文从教学实验的需要出发，分析了机械手的结构与工作原理，给出了其运动学逆解的数学模型。在此基础上开发了教学型串——并混联装配机械手数控系统，提出了适合并联机构控制的开放式数控系统总体框架，介绍了数控系统的硬件平台和软件构成,对

3、重要的软件模块的功能进行说明，并对数控软件开发的关键技术进行了阐述。关健词：教学实验机械手数控系统轨迹规划插补一．引言随着各类工业机器人不断进入市场，机器人系统不断升级、更新，机器人学作为一门综合了机械、电气、控制及计算机等诸多项技术与科学的新兴学科，在工程研究和应用领域受到越来越广泛的重视。社会对相应技术人才的要求也越来越高。如何培养适应社会需求的机器人技术应用人才，成为各工科院校机电类专业面临的一个急需解决的问题。因此许多单位和学校都自行研发了不同功能不同型号的教学型工业机器人(机械手)。但大部分都是串联机构组成的,由并联机构或串—并混联机构开发的教学型混联机

4、器人的应用实例，迄今为止，国内很少见到。并联构型的操作器，被认为是能够适应21世纪灵活多变生产环境的新一代高速、高柔性、高经济性的技术装备之一。但由于串联机器人和并联机器人在结构及许多功能特性上具有互补对偶关系，即许多并联机构的缺点正是串联机构的优点,而并联机构的优点却恰恰是串联机构的缺点。因此它们之间在应用上不是替代而是互补的关系，它们各自都有其特殊的应用领域。目前许多学者正致力于将这两种机构结合起来组成串——并混联式机器人，以此来扩大机器人的应用范围。所以混联机构是今后机器人领域的发展方向。而教学机器人是为人们学习机器人领域的各项最新技术服务的，应使学生们在教

5、室中通过可以直接接触的教学机器人去感觉最新的机器人技术，机器人课程的目的才能真正得到实现。“教学型串—并混联装配机械手”就是我校为配合传统教学方式的改革、适应机器人领域日新月异的发展趋势、进一步提高实验装备水平、丰富机器人教学及相应的实验内容，与天津大学合作联合研制开发的一种全新的、能够模拟实用样机功能的教学用机器人实验设备。该机械手是采用串—并混联机构和开放式数控系统设计制造的教学型装配机械手，该系统集成了当代多项高新技术，既可以模拟生产线上自动装配机械手的工作过程，又可以满足教学实验的要求，同时还能体现世界先进技术和最新成果。通过教学实验系统的使用，可以更好的

6、培养学生的创造性思维能力和实践动手能力。也可作为学生毕业设计或教师研究开发的平台，供教师进行教学和科研实验使用。9863高技术研究发展计划资助项目(编号:2001AA421220)该实验设备数控系统采用开放式体系结构，可以根据用户需要配置最合适的控制系统，还可将用户的软件集成到系统控制器，实现系统的集成和扩展，同时也使系统的操作、维护更为方便。国外并联机构的数控系统多是基于底层核心代码完全公开的商用开放式数控系统建造的，价格昂贵。国内开发的商用开放式数控系统目前还无法满足并联机构运动控制的要求，因此研究开发适合并联机构运动控制的开放式数控系统对人才培养和高新技术的

7、普及与推广具有重要的现实意义，并具有一定的社会和经济价值。本课题的开发分为机械手结构设计与控制系统设计两部分，本文结合教学型混联装配机械手的研制设计了相应的数控系统。二．设计依据1．教学实验概要机器人技术知识面较广，要实验的内容较多，一门课程不可能都涉及到，本文从为学生毕业设计作知识准备和实际应用需要的角度出发，考虑了2类实验。它们分别是：实验一：教师通过动画演示和实物分析使学生对串、并及混联机构的工作过程有动态、感性的了解，熟悉机械手及其数控系统；掌握串、并及混联机构各自的结构、特点、工作原理、运动规律、应用场合和三者的区别。实验二：学生通过上机操作掌握串—并混

8、联装配机械