抛光打磨机器人控制系统的设计与实现

发布时间：2017-05-10 17:03

  本文关键词：抛光打磨机器人控制系统的设计与实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：机器人研究水平的高低直接与一个国家的经济、科技水平密切相关,在一定程度上反映了这个国家的综合实力。目前,打磨抛光主要以人工为主,由于对人体的高危害,打磨抛光行业已面临严重的用工荒；采用通用六自由度工业机器人虽然能实现自动打磨抛光,但设备昂贵,难以在薄利的打磨抛光行业大规模应用。鉴于此,本项目开展低成本打磨抛光机器人智能控制系统的研究和开发,提升我国金属抛光打磨行业装备水平。因此,研发抛光打磨机器人智能控制系统不仅具有很高的学术价值,同时也具有相当大的现实意义。国内外相关高校和科研机构对抛光打磨机器人以及用于抛光打磨机器人的控制系统的研究已经有了很大进展,并取得了大量的研究成果。本文广泛的搜集了这些国内外相关研究资料和研究成果,并在较为深入的分析、整理基础上,对抛光打磨机器人控制系统进行了相关研究,主要研究内容如下：(1)抛光打磨机器人控制系统的总体设计介绍了五自由度混联抛光打磨机器人的机械结构和工作原理,得到系统的功能要求,根据控制系统的功能要求,设计了抛光打磨机器人控制系统的体系结构框图。(2)抛光打磨机器人控制系统的硬件设计与实现结合抛光打磨机器人控制系统的体系结构和性能需求,对硬件系统进行设计与实现。主要包括控制器、显示装置、驱动器、电气比例阀、压力传感器等硬件的设计与选型以及电气图设计。(3)抛光打磨机器人控制系统的软件设计与实现根据控制系统的功能要求,对抛光打磨控制系统的软件系统进行了设计与实现。主要包括软件的开发环境；模糊PID控制算法及其在MATLAB/Simulink环境下的仿真,得出模糊PID比PID控制算法使压力响应时间更短,反应速度更快,更加平稳,超调量小等优点；系统主程序和子程序；抛光试验与数据分析。最后总结了全文,列举出了本文的研究成果和创新之处,在本文研究成果的基础上,指出了优点和不足,也提出了对未来的展望。
【关键词】：五自由度混联 抛光机器人 PLC 控制系统
【学位授予单位】：广东工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP242
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 绪论11-17
• 1.1 引言11
• 1.2 课题的研究背景及意义11-12
• 1.3 国内外相关的研究现状及分析12-15
• 1.4 本文主要的研究内容和章节安排15-17
• 1.4.1 本文主要的研究内容15-16
• 1.4.2 章节安排16-17
• 第二章 抛光打磨机器人控制系统的总体设计17-23
• 2.1 引言17
• 2.2 抛光打磨机器人的机械结构和工作原理17-20
• 2.2.1 抛光打磨机器人的机械结构17-19
• 2.2.2 抛光打磨机器人的工作原理19-20
• 2.3 控制系统的功能设计要求20-21
• 2.4 控制系统的总体结构设计21-22
• 2.5 本章小结22-23
• 第三章 抛光打磨机器人控制系统的硬件设计与实现23-41
• 3.1 引言23
• 3.2 控制系统的性能设计要求23
• 3.3 主控制器的硬件设计与实现23-29
• 3.3.1 主控制器类型的选择23-25
• 3.3.2 主控制器型号的选择25-29
• 3.4 显示装置的选型29-30
• 3.5 驱动系统的设计30-36
• 3.5.1 伺服驱动器和伺服电机的选型30-34
• 3.5.2 驱动器和步进电机的选型34-35
• 3.5.3 变频器和电机的选型35-36
• 3.6 电气比例阀的选型36-37
• 3.7 压力传感器的选择37-38
• 3.8 电气图的设计38-40
• 3.9 本章小结40-41
• 第四章 抛光打磨机器人控制系统的软件设计与实现41-70
• 4.1 引言41
• 4.2 开发环境41-43
• 4.2.1 触摸屏开发环境41-42
• 4.2.2 控制器的开发环境42-43
• 4.3 模糊PID控制设计43-54
• 4.3.1 模糊PID控制理论43-45
• 4.3.2 模糊PID控制器的设计45-52
• 4.3.3 MATLAB系统仿真52-54
• 4.4 系统主程序设计与实现54-56
• 4.5 系统子程序的设计与实现56-67
• 4.5.1 系统初始化子程序设计与实现56-59
• 4.5.2 上料子程序设计与实现59-60
• 4.5.3 抛光子程序设计与实现60-64
• 4.5.4 下料子程序设计与实现64-65
• 4.5.5 关键代码65-67
• 4.6 控制系统的调试与分析67-69
• 4.7 本章小结69-70
• 总结70-71
• 参考文献71-74
• 攻读硕士学位期间发表论文74-76
• 致谢76

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 张旭;王宗涛;童鑫;;基于PLC和组态王的船用油水分离器仿真装置研究[J];中国新技术新产品;2016年02期

2 张伏;王唯;邱兆美;王俊;毛鹏军;张艳杰;;基于MCGS组态软件和PLC的烤烟控制系统设计[J];中国农机化学报;2016年01期

3 刘金娥;杨开;;全自动定量包装机的PLC控制系统[J];中国新技术新产品;2016年01期

4 于立华;刘军;;PLC在工业自动化控制应用的探讨[J];中国新技术新产品;2016年01期

5 栾荣华;崔守娟;;基于PLC和MCGS的船舶侧推监控系统设计[J];中国高新技术企业;2015年36期

6 王淼;杨宜民;李凯格;陶林;仵桂学;;抛光打磨机器人智能控制系统研究与开发[J];组合机床与自动化加工技术;2015年12期

7 江励;管贻生;周雪峰;杨铁牛;苏满佳;吴鸿敏;;双爪式爬杆机器人的夹持性能分析[J];机械工程学报;2016年03期

8 徐艺;;基于PLC触摸屏电机转子精密研磨机的设计与开发[J];机电工程技术;2015年11期

9 张伏;王唯;邱兆美;王俊;李树强;毛鹏军;;基于MCGS组态软件的机械手控制系统设计[J];机床与液压;2015年21期

10 吴学娟;张刚;;基于PLC和MCGS的变频恒压供水系统的设计[J];齐齐哈尔大学学报(自然科学版);2015年05期

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 樊成;光学曲面确定性抛光的面型精度控制研究[D];吉林大学;2014年

2 周雪峰;六自由度双足机器人步行研究[D];华南理工大学;2011年

中国硕士学位论文全文数据库 前7条

1 单翠云;非球面光学曲面柔顺研抛伺服平台的研制及其试验研究[D];吉林大学;2014年

2 杨绍培;精密磁流变抛光机控制系统设计与优化[D];西安工业大学;2014年

3 李胜中;机器人模具抛光柔顺执行机构控制系统研究[D];西华大学;2014年

4 李飞;基于CAN总线的中低速磁浮列车空压系统通信研究[D];西南交通大学;2013年

5 王新涛;复杂曲面研磨抛光机器人力控制研究[D];东北大学;2012年

6 杨林;复杂曲面机器人自动研磨抛光控制的研究[D];东北大学;2011年

7 张连明;基于模糊PID控制的电—气比例阀控制系统的研究[D];山东大学;2011年

  本文关键词：抛光打磨机器人控制系统的设计与实现，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：355160