工业机器人控制系统 嵌入式伺服控制器设计

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1、工学学士论文摘要摘要随着科技的发展，机器人越来越广泛的应用于工业和生活。本课题是工业机器人遥操作控制系统设计之嵌入式伺服控制器的设计，通过对上位机命令和反馈信号的处理，实现对其进行有线遥控及运动轨迹的示教再现。本设计主要由硬件设计和软件设计两方面组成。在硬件方面，微处理器采用TI公司的MSP430系列超低功耗的混合信号控制器MSP430F449，采用CAN总线与上位机通讯，并经过隔离放大信号实现对驱动器的控制并采集光电编码器反馈的信号。软件部分也主要包括主程序，总线通讯程序和自动控制程序等。本设计综合了多方面的专业知识，利用嵌入式系统发展了机器人的控制性能，用硬

2、件实现控制算法，同时完成任务的合理调度、实时控制和通信功能，促进机器人和工业的全面接轨。关键词：工业机器人；控制器；嵌入式工学学士论文摘要ABSTRACTWiththedevelopmentofscienceandtechnology,robotsareappliedtoindustryandlifemoreandmorewidely.Thistaskisonthedesignofembeddedservocontrolleroftheteleoperationcontrolsystemofaindustrialrobot.Throughdealingwitht

3、hecommandfromthehostmicroprocessorandthefeedbacksignal,itrealizesthewiredremotecontrolandthereoccurrenceoftheoriginalorbit.Thedesignmainlyconsistsoftwoparts:hardwareandsoftwaredesign.Intermsofhardware,theultra-lowpoweredmixedsignalcontrollerMSP430oftheMSP430seriesproducedbyTIIncischo

4、senasthemainmicroprocessor,CANbusisusedtocommunicatewiththehostmicroprocessor,forthegoalofcontrollingthedrivethroughisolatingandamplifyingthesignalandcollectingthefeedbacksignalfromtheopticalencoder.Intermsofsoftware,itconsistsofthemainprogram,buscommunicationprogram,automaticcontrol

5、programandsoon.Thisdesigncombinesavarietyofprofessionalknowledge,embeddedsystemisusedtodevelopthecontrolperformanceoftherobot,hardwareisusedtocompletethecontrolalgorithmandallaboveisfordispatchingthetasksreasonably,real-timecontrollingandcommunicating,promotingthefullintegrationofrob

6、otsandindustry.Keywords:industrialrobot;controller;embedded工学学士论文目录目录1绪论11.1机器人和机器人学11.2机器人的分类11.3工业机器人的发展22　设计概述82.1工业机器人的基本组成82.2机器人的自由度102.3课题组总框架102.4控制器的功能及设计思路113硬件设计与选型133.1MPS430单片机概述133.2CAN总线接口设计163.3光电编码器的反馈信号353.4伺服驱动器的控制384系统软件设计444.1MSP430集成开发调试环境444.2主程序设计454.3CAN总线通讯程

7、序设计475设计总结50参考文献52致谢54工学学士论文绪论1绪论1.1机器人和机器人学人们从一开始制作物品时，就有用各种方式制作机器人的想法。尽管从原理上讲，类人机器人是机器人，并具有与机器人相同的设计与控制原理，但本设计研究的机器人是工业用机械手型机器人。如果将常规的机器人操作手与挂在多用车或牵引车上的起重机进行比较，可发现两者非常相似。它们都具有许多连杆，这些连杆通过关节依次连接，这些关节有驱动器驱动。在上述两个系统中，操作器的“手”都能在空中运动并可以运动到工作空间的任何位置，它们都能承载一定的负荷，并都用一个中央控制器控制驱动器。然而，它们一个称为机器

8、人，另一个称为操作机(也