基于LABVIEW的加料机器人系统及可重构控制器研究

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1、上海交通大学硕士学位论文基于LABVIEW的加料机器人系统及可重构控制器研究姓名：李强申请学位级别：硕士专业：机械电子工程指导教师：张伟军20090201上海交通大学工程硕士学位论文目录ResrarchonAutomaticFeedingRrobotSystemandReconfigurableControllerBasedonLabVIEWABSTRACTThisthesisisfocusedontheissueofmotioncontrolsystemdesignofautomaticglassfurnacef

2、eedingrobot,whichisusedindifferentshapeglassfurnacetoreplacehuman.TheNICompactRIOprogrammableautomationcontroller(PAC)isalow-costreconfigurablecontrolandacquisitionsystemdesignedforapplicationsthatrequirehighperformanceandreliability.CompactRIOispoweredbyrecon

3、figurableI/O(RIO)FPGAtechnology.ThefollowingworkhasbeendoneforautomaticglassfurnacerobotandCompactRIOp:FirstThenwedescribedthetechnicalrequirementsoftheglassfeedingrobotanditsmechanicaldesignprinciple.Next,wecomparedtheseveralalternativecontrolsystemhardwareso

4、lutionsanddesignthemainelectricalcircuitaswellasthecontrolcircuit.Youcanfindthecomparisonsandhardwaredetailsinthispart.Then,allmodulesofthecontrolprocesswereschemedandprogrammedintocomputersoftware.Descriptionsofflowdiagramsandsomeoriginalcodeswerealsoattached

5、.AndthenweuseCompactRIOascontrollertobuilmotioncontrolplatform;finallywecarryoutaseriesofcontrolexperiments.Keywords:FeedingRobot,LabVIEW,PLC,MotionControl,CompactRIO第II页上海交通大学工程硕士学位论文第一章绪论第一章绪论1.1课题来源本课题来自于国家自然科学基金（课题编号：50505029）1.2课题研究背景玻璃行业中的加料是用人工或机械设备将配合料

6、投入熔窑，是影响到玻璃产量和质量的重要环节之一。配合料的投入方式对熔窑的操作和效率有极大的影响。国内外的学者和行家对加料问题的研究结果表明：一般来说料堆均匀分布于熔化区.且配合料呈小堆状对熔化过程最为有利。加料方式影响到熔化速度、熔化区的温度，液面状态。随着竞争的加剧，这一问题逐渐引起了国内玻璃行业的广泛的重视。许多厂家开始考虑用加料机械手来代替传统的加料方式：首先，随着电熔技术在玻璃窑炉中得到广泛应用，玻璃窑炉在设计上有了很大改变：从之前的方形转变为现在的六角形，并且窑炉的面积也增大很多，如果采用人工加料操作难度

7、较高，对加料工人的操作技术提出了更高的要求。而操作工人操作技术的好坏将直接影响到玻璃质量。而采用加料机械手的话，则可以避免对操作工人技术的依赖性。其次，玻璃生产中的加料环节的工作环境极其恶劣：温度一般在70-80°C，而且由于配合料的溶化会产生许多有害气体，这些都将严重影响到操作工人的身体健康。而采用加料机械手，操作工人则可以通过控制箱实施远程操作，从而避开恶劣的工作环境。最后，随着玻璃生产中的其他各种技术的提高，人工加料已经严重影响到玻璃生产的效率。采用机械手实行全自动加料势在必行。总之，熔制是玻璃生产工艺中的重

8、要环节。伴随玻璃熔炉电气化、大型化的发展趋势，传统的人工加料方式和普通加料机已不能满足要求。其问题具体表现为：（1）劳动强度高，工作环境恶劣，噪声和粉尘污染大；（2）加料速度、覆盖面积难以获得突破；（3）无法做到全自动、变量、定点可控加料。因此，我们提出了设计针对玻璃生产行业中加料环节的机械手，以提高生产的效率和安全第1页上海交通大学工程硕士学位论文第一章绪