工业焊接机器人安全控制系统的设计与实现.pdf

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1、硕．工业焊接机器人安全控制系统的设计与实现舢1111IlIfIfⅢ叭111111川111Il⋯1111IIY1761367THEDESG烈ANDIMPLEMENTATIONOFSAFETYCONTROLSYSTEMFOR烈DUSTRYWELDⅣGROBOTADisseIrcationSubmittedtoSoutheastUniVersi够FortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringBYLIUSheng—pengSupervisedbyProfYEHuaSchoolofAutomationSoutheastUniVers时March2010东南

2、本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：擗日期：型p东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可

3、以公布(包括刊登)论文的全部或部分内容。论文的公布(包括刊登)授权东南大学研究生院办理。研究生签名：立陋导师签名：!尘军日期：焊接是制造业中最重要的工艺技术之一，而焊接机器人是焊接自动化的革命性进步。目前，国内外已有大量的焊接机器人应用于各类自动化生产线上。工业焊接机器人机械、电气系统复杂，工作区域大，运行速度快，因而无法准确预测在不同工况下有可能出现的所有危险，尤其在人工示教编程或者维护时，任何操作失误和未知的系统缺陷都有可能造成设备损坏甚至引发重大安全事故。国家标准及国际标准化组织都制定了工业机器人安全规范，为焊接机器人安全控制系统的设计提供了参考。论文参考工业机器人安全规范的

4、国家标准，详细阐述了“昆山1号”多轴焊接机器人安全控制系统的设计与实现。论文首先介绍工业焊接机器人的发展背景、“昆山1号"机器人及其安全控制系统的研究意义；分析焊接机器人的作业特点，结合“昆山1号”机器人的实际需求，同时参考国家标准的安全规范，完成了安全控制系统的总体设计，包括系统结构设计、软硬件功能划分。接着论文根据总体设计，详细阐述以TMS320F2812型DSP为处理核心，辅以CycloneEPlC6型FPGA高速采集单元的硬件设计。其中，根据硬件功能划分，设计了电源、数字信号采集、模拟信号采集、光电编码器脉冲解码及计数、RS232通信、EEPROM存储、实时时钟、CANBu

5、s接口等电路。根据软件功能划分，论文在硬件电路的基础上进行软件设计并实现了安全控制系统的各项功能。软件功能包括驱动程序设计、安全保护、数据交互、信息存储等。完成软硬件设计后，使用“昆山1号”机器人测试安全控制系统的各项性能指标及安全保护的的效果，并对测试结果做了细致的分析。最后论文对安全控制系统设计过程中所做的工作进行了总结，针对不足提出改进目标，同时展望下一阶段的工作。论文所述工业焊接机器人安全控制系统，大大提高了焊接机器人作业的安全性，具有很好的推广应用前景。关键词：焊接机器人，安全保护，FPGA，TMS320F2812Abstract。Weldingisoneofthemos

6、timportamteclⅡlologiesiIlmanllf-ac嘶ng，whileweldiIlgrobotisareVolutionarypro铲essof、Ⅳeldingautomation．Tbday，therehasbeenalotofweldingrobotsusedinalll【indsofautomaticproductline．IIldust巧、veldingrobotshaVecomplicatedmechanicalandelectricalsystem，la玛e、№rkingareaandf瓠trumliIlgspeed．Soitishardtopredi

7、ctanthepossibledangerSpreciselyindi伍：rentconditions．Especiallyinanincialteachingpro留ammingormaintenancetiIIle，aIlyoperationfailuresorunl(no、vnsystembugsmayrcsultinequipmemd锄ageaIldevenleadtomajorsaf．e锣accidents．National111stituteofStaIl