基于现场总线的工业机械手智能控制研究

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1、基于现场总线的工业机械手智能控制研究学校代码：10255学号：2080834Theintelligentcontr01ResearchofIndustrialRobotsBasedonFieldbus专业：检测技术与自动化装置作者：薛正卿指导老师：王坚副教授日期：2010一12—25基于现场总线的工业机械手智能控制研究东华大学学位论文原创性声明本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中己明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写，我对所写的内

2、容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：稿跏叩日期：p·f年≯月嘭日学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权东华大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于保密口，在年解密后适用本版权书。不保密口。指导教师签名：砂‘纱日期：b。1年堋7日卿删H一删仫删Yr一权一授究一用竺使控一又竺权望版械一■o羹I文竺论的一．1吐竺位总一§卜竺学翌学兰大一华一东摘要基于现场总线的工业机械

3、手智能控制研究工业机器人是现代制造业主要的自动化装备。焊接从一开始就是工业机器人的主要应用领域，机器人技术的迅猛发展，有力地促进了焊接自动化的进程。焊接机器人的控制系统性能在很大程度上决定了焊接机器人的性能。在汽车焊接现场，分配给一台机器人的焊点数量众多，怎样寻找一条遍历所有焊点，并且焊接用时最少的焊接路径即焊接路径规划问题，对提高焊接机器人的工作效率有非常重要的意义。首先，本文介绍了工业机械手的发展历史、研究现状和发展趋势，说明了研究工业焊接机器人控制系统的目的和意义。并且概要介绍了常用现场总线的特点、发展现状和研究方向，详细阐述了本系统中所使用的ET旺对姬TPowerlink实时

4、以太网的通信协议、工作原理及通信的实现方法。其次，介绍了工业机器人的运动学分析。对机器人运动学方程的正解和逆解进行了具体的推导和求解，并提出了一种适合本机器人的逆运动学求解算法。另外还介绍了此焊接工业机器人控制系统的硬件系统和软件系统。控制方案采用贝加莱高性能的PCC(可编程计算机控制器)作为主控制单元，本文详细的叙述了控制系统需要的PCC系统、人机界面和伺服驱动系统；控制程序在B&RAutomationStudioT基于现场总线的工业机械手智能控制研究的环境下进行开发，程序主体采用ANSIC语言编写，软件设计采用结构化的设计方法，自上而下逐步的细化技术并分解步骤，将待开发的软件系统

5、划分为若干个相互独立的模块，并且每个模块根据控制的要求设置优先级，充分体现“分时多任务”的优越性，同时还能保证良好的维护性和清晰的结构。最后，借助于智能控制理论，对工业机器人手臂的运行路径进行了规划，仿真结果表明，焊接工业机器人可以自动获得最佳的规划路径。关键词：现场总线，焊接机器人，遗传算法，路径优化Abstr2lctTheintelligentcontrolResearch0fIndustrialR0botsBased0nFieldbusAbstractFirst，me叭icledescribest11ehisto巧ofthedeVelopmentofindustrialrobo

6、ts，currentstatusanddeVelopment仃endwhichindicatesthatt11estudyofindustrialweldingrobotcon协olsystemforthepu印oseandmeaning．AndalsoanoVeⅣiewofcommonlyusedfieldbuscharacteristics，deVelopmentstatusandresearchdirections，elaboratedonthesystemusedinETHEI心mTPowerlinkreal一timeEthemetcommunicationprotocols

7、，worl(ingprincipleandrealizationmethodofcommunicationSecondly，thispaperintroducestheindustrialrobothnematicsanalysis．Therobotl(inematicsandinVerseequationswiths01utionsfor人thederiVationands01utionofconcrete，andpresentsasuitablefor