焊接机械手臂驱动系统研究与设计

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1、声明本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果，尽我所知，在本学位论文中，除了加以标注和致谢的部分外，不包含其他人已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得任何教育机构的学位或学历而使用过的材料。与我一同工作的同事对本学位论文做出的贡献均己在论文中作了明确的说明。研究生签名：兰章—生氢丑z。仟年弓月27日学位论文使用授权声明南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档，可以借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容，可以向有关部门或机构送交并授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容。对于保密论文，按保密的有关规定和

2、程序处理。研究生签名：刍鞋虚蟹聊年岁月z7日硕士学位论文焊接机械手臂驱动系统研究与设计摘要随着现代科技的发展和工业自动化生产的要求，焊接机械手臂以其特有的优点越来越受到重视，广泛应用于汽车、造船、航空以及其他多种领域。焊接机械手臂的关键技术之一就是驱动系统的设计，随着相关技术的逐渐成熟，永磁同步电机由于结构简单、易于维护、能够实现高性能控制等特点，已经成为焊接机械手臂驱动系统中应用最多的一类电机。本文在充分认识焊接机械手臂及其驱动技术发展背景和现状的前提下，查阅大量相关文献，掌握本设计用到的相关知识。阐述了矢量控制的基本原理，以

3、及用于产生驱动波形的SVPWM技术，为驱动系统设计工作的展开做好理论基础。结合项目背景，在分析焊接机械手臂驱动系统总体需求和技术指标的前提下，给出了驱动系统的总体设计方案，在此基础上进行硬件部分设计。出于安全以及稳定性考虑，将驱动系统硬件分成三块独立的电路板，它们之间用导线或者电缆进行信号传输。主控板是整个系统的核心，负责控制算法的实现，产生需要的P删波形，对各种故障信号采取保护处理措施，以及与上位机进行通信等。驱动板主要负责对主控板的PWM信号进行隔离放大，并将各种检测信号调理后送入DSP。逆变器将直流电转换为永磁同步电机需要

4、的交流电。最后结合驱动系统设计目标以及相应的控制理论，完成驱动系统的软件设计，阐述了主要软件流程。最后对焊接机械手臂驱动系统进行了硬件和软件基本功能测试，做了大量的测试和实验，测试结果表明，本文设计的驱动系统运行可靠，能够实现各部分功能，满足各项参数要求。关键词：焊接机械手臂，驱动系统，永磁同步电机，DSP垒!墨竺!一．—塑塑兰塑坚AbstractWiththedevelopmentofmodemscienceandtechnologyandindustrialautomationproductionrequirements，w

5、eldingrobothasattractedmoreandmoreattentionwithitsuniqueadvantages．Nowithasbeenwidelyusedinautomotive，shipbuilding，aerospaceandmanyotherareas．Oneofthekeytechnologiesofweldingrobotisthedesignofdrivesystem．Withthematurityofrelatedtechnologies，PMSMhasbecomethemostwidely

6、usedmotorinthedrivesystemofweldingrobotbecauseithasmanyfeatureslikesimplestructure，easymaintenance，highperformancecontrolCanbeachievedandSOon．Basedonthepremiseoffullunderstandingoftheweldingrobotanditsdrivetechnologydevelopmentbackgroundandcurrentsituation,accesstoal

7、argeliterature，acquiretherelevantknowledgeusedinthedesign．ThispaperdescribesthevectorcontroltheoryandSVPWMtechnologyforgeneratingadrivewaveform．Thesearereadyfortheworkofdrivesystem．Thispaperpresentstheoveralldesignofthedrivesystemthroughanalyzingtheweldingrobotdrives

8、ystemrequirementsandtechnicalindicators，basedonofhardwaredesign．Forsecurityandstabilityconsiderations，thedrivesystemisdividedintoth