浅谈并联机器人开放式数控系统构建

并联机器人是新型自动化加工设备,并联机器人具有并联在很大程度上解决了纯并联机床在作业空间小的限制,为并联机床带来了很大的发展空间。控制系统采用"PC+Turbo PMAC"的开放模式,形成以PC机为上位机、Turbo PMAC多轴控制卡为下位机的分布式控制。在伺服系统中主要使用了伺服电机作为驱动器件,通过主轴系统来实现一般零件的加工,并数控系统中的运动控制器部分是系统的核心,它的功能将直接影响着数控系统的基本功能。并联机器人数控系统利用了Turbo PMAC提供的运动学计算功能,通过Turbo PMAC提供的段细分功能实现。给出机器人PLC控制系统的设计方案及I/O点分配与设计,可以实现整个机器人控制系统的安全可靠运行。     

PID调节在管道缺陷检测机器人控制系统中的应用

本文介绍了管道机器人PID控制方法,实现了PID控制参数的在线自动整定,完成对管道缺陷检测机器人的运动控制,保证检测机器人的平稳运行和缺陷的准确检测.试验表明,该控制方法具有很高的可靠性和有效性.     

基于VC++与PMAC的机器人控制软件的开发

以IPC+DSP作为六自由度工业机器人的控制器,设计了一种基于可编程多轴控制器PMAC(ProgrammableMulti-Axis Controller)的开放式机器人控制系统.采用Visual C++编制控制程序,将机器人系统中管理、控制功能的实现分为若干个模块,负责底层伺服驱动的函数利用PMAC运动语言编写,可直接调用.整个控制软件能完成数据及运动状态显示、伺服驱动、机器人路径规划及定位等任务.实践证明该机器人控制系统运行平稳.     

平面五杆并联机器人控制系统设计

介绍了平面五杆并联机器人控制系统设计,控制系统采用PC机为上位机、MC206X运动控制器为下位机的硬件结构和基于Windows操作系统的Motion Perfect2的软件系统.此控制系统由两个伺服电机驱动五杆机构,使平面五杆并联机器人具有更大的柔性和应用潜力.     

平面五杆并联机器入控制系统设计

介绍了平面五杆并联机器人控制系统设计,控制系统采用PC机为上位机、MC206X运动控制器为下位机的硬件结构和基于Windows操作系统的Motion Perfect2的软件系统.此控制系统由两个伺服电机驱动五杆机构,使平面五杆并联机器人具有更大的柔性和应用潜力.     

五自由度并联机床数控系统软件开发

充分利用PMAC运动控制卡的多轴联动控制和实时通讯能力,以Windows操作系统为平台,用Visual Basic 6.0开发了开放式数控系统软件.针对并联机床的特点,重点介绍了数控系统人机交互、运动控制、标定校准、故障诊断、位姿检测等各功能模块.PC机负责整个系统的管理、实时通讯、反解运算、代码编译等任务,PMAC卡实现伺服更新、位置反馈及输入/输出端口监控等功能.控制系统软件运行速度快且平稳,控制精度高,安全性好,并可根据不同需求移植和扩展各功能模块,已成功应用于实际五自由度并联机床控制中.     

基于可编程多轴控制器的电火花铣削伺服轨迹生成及控制方法

针对电火花铣削（EDM）加工过程中,要求控制系统具有能够根据加工间隙状态实时调整轨迹运动速度的功能以及特有的短路时按照原轨迹快速回退的功能,基于PC上位机和可编程多轴控制器（PMAC）构建了EDM数控系统,并按照实时性要求分配任务的执行. 提出使用正、反向2个运动程序结合后台PLC （Programmable Logic Controller）程序进行加工的方法,实现了加工过程中高效、精确的短路回退运动.利用PMAC时基功能,使工具电极的运动速度随加工间隙状态的变化而调整.轨迹运动方向和运动速度的改变完全由PMAC完成,减轻了上位PC机的运算负担,提高了加工的实时性.给出了三维型腔的加工实例.     

基于PMAC的虚拟轴机床数控系统

数控机床可以完成各种复杂形曲面的零件加工.研究了用于固体火箭发动机复杂形药柱整形的虚拟轴机床数控系统,介绍了三杆四自由度虚拟轴机床数控系统的控制原理、硬件组成及软件结构.数控系统以"PC PMAC"为硬件平台、以Windows操作系统为软件平台,构建虚拟轴机床的开放式数控系统,充分利用PMAC的多轴联动控制和快速实时通讯能力以及PC机丰富的软件资源和高效的数据处理能力,实现了虚拟轴机床的人机交互、位置伺服控制和全闭环控制等功能.     

基于单片机控制的管道施工机械手控制系统研究

目的研究管道施工机械手控制系统,解决管道施工机械手按照预定要求实现定位安装操作的工程问题.方法采用单片机控制系统,通过上位PC机的VB界面控制编程,实现对下位机单片机的输入控制,单片机控制系统输出的信号通过放大器输入给管道施工机械手液压驱动装置上的电磁阀,电磁阀接收到电压信号再控制液压缸执行相应的动作.运用Keil uVision2和TopWin两个软件对单片机控制系统进行程序的控制和调试,使单片机控制系统能输出控制电磁阀的准确电压信号,从而使管道施工机械手按照预定的工作要求完成施工埋设中对管道的定位安装操作.结果对控制系统进行了实验,实验结果表明,根据放大器的电流信号,电磁阀控制液压缸作往复运动,当放大器输出电流为+8 mA时,液压缸作正向运动;当放大器输出电流为-8 mA时,液压缸作逆向运动.结论通过对管道施工机械手控制系统的设计,能够达到预定的运动要求,完成液压缸的正逆向运动,实现管道施工机械手的自动控制,保障了管道埋设中的施工安全,提高施工效率.     

螺旋轮式小型管道机器人控制系统的设计

作业管径小于80mm的小型管道机器人广泛应用于化工、制冷、核电站等领域的检测、维修,其移动结构及信号采集和处理技术具有较高的实用价值和学术意义.采用螺旋轮式结构设计了内径为60mm的小型管道机器人,其原理简单、结构紧凑、控制方便.螺旋轮式移动的主体结构,确保管道机器人具有较大的牵引力和移动速度.管道机器人在管道内的数据信号,由搭载在微型管道机器人的移动结构上的DSTJ-3000智能差压压力传感器采集传送到C8051F330单片机,通过无线蓝牙数传模块,将数据传输到上位机,利用Visual Basic程序软件实现计算机对管道机器人的控制.螺旋轮式小型管道机器人控制系统能够自由控制前进、后退、调速、自锁等,其动作状态数据也可利用上位机软件显示或打印.     

立式金属罐容积检定机器人控制系统设计

介绍了一种用于立式金属罐容积检定的爬壁机器人控制系统设计方案.爬壁机器人采用了非接触永磁吸附结合四轮驱动的方式实现壁面运动.其控制系统由上下位机组成,上位机控制系统主要完成爬壁机器人控制系统的管理、运动轨迹的规划、工作状态的实时显示、系统的安全诊断保护、运行、停止等;下位机控制系统则实现对运动的控制,由AT89C51微控制器为核心构成直流电机驱动电路、倾角检测电路、电源电路等模块组成.现场实验表明:该机器人不但运动灵活,而且解决了爬壁机器人运动偏斜的缺点.     

3-RRRT并联机器人数控系统开发

结合开发3 RRRT并联机器人的需要,以"PC PMAC"为系统硬件平台,基于Windows2000操作系统,设计并联机器人数控系统,并按照软件工程的思想,采用面向对象的方法,开发开放式机器人数控系统.     

超声无损检测机械手的设计与实现

为了解决由平面、弧面、球面等组成的零部件的超声无损检测问题,提高检测的自动化程度和可靠性,提出了基于机械手的超声无损检测系统。借助于超声检测技术、机器人技术、数字控制技术、计算机技术等,研制了一种用于超声无损检测的机械手。该机械手由机械系统、控制系统、伺服系统、检测系统等组成,通过PC机控制,能够实现自动控制并实时获取坐标信息,有利于缺陷的定位、定量和定性分析,其结构简单,性能价格比高,不仅能够用于超声无损检测,而且也可以用于其他场合,具有广泛的适应性。     

小型地面移动机器人控制系统设计

结合特种机器人在复杂路面作业情况,确定了轮式腿结构作为小型地面移动机器人行走机构,设计开发了小型地面移动机器人控制系统。采用上下位机无线控制方式对小型地面移动机器人进行控制,实现人机分离,克服了有线控制的局限性。上位机为PC机,下位机为单片机．采用LabVIEW软件开发了控制系统界面。试验表明：设计开发的小型地面移动机器人控制系统人机界面友好,操作方便,工作可靠。     

流固耦合式管道检测机器人自主发电系统

为了给管道检测机器人的电气工作装置提供充足的电能,该文提出一种利用管道内天然气流体动能的管道检测机器人自主发电系统,推导出了各个环节的工作原理方程。利用管道内天然气的流体速度动力冲击机器人尾部叶轮,以及泄流前后的流体速度差,将流体动能转换为发电机的电能。通过对管道检测机器人速度控制装置的泄流状态的分析,建立了受控速度方程;在控制速度条件下,得出了叶轮机叶片的受力方程,并给出了单位时间内管道内流体扫过叶轮机的动能与泄流前后流体速度差的关系方程,并进一步导出了流体动能转化为电能的方程。针对管道内天然气流体速度随时间不规则变化的影响因素,采用了叶轮机最大功率捕获控制策略使自主发电系统的能量转换效率达到最大。对提出的管道检测机器人自主发电系统进行了流体的流固耦合仿真和电气的Matlab仿真。仿真结果表明:该流固耦合式管道检测机器人自主发电系统的工作原理可行,叶轮机额定输出功率在80W左右,而管道检测机器人的用电功率在30W左右,该自主发电系统可满足管道检测机器人系统的供电要求。     

超声无损检测机械手的设计与实现

为了解决由平面、弧面、球面等组成的零部件的超声无损检测问题，提高检测的自动化程度和可靠性，提出了基于机械手的超声无损检测系统。借助于超声检测技术、机器人技术、数字控制技术、计算机技术等，研制了一种用于超声无损检测的机械手。该机械手由机械系统、控制系统、伺服系统、检测系统等组成，通过PC机控制，能够实现自动控制并实时获取坐标信息，有利于缺陷的定位、定量和定性分析，其结构简单，性能价格比高，不仅能够用于超声无损检测，而且也可以用于其他场合，具有广泛的适应性。     

3-RRRT并联机器人数控系统开发

结合开发3-RRRT并联机器人的需要，以“PC PMAC”为系统硬件平台，基于Windows2000操作系统，设计并联机器人数控系统，并按照软件工程的思想，采用面向对象的方法，开发开放式机器人数控系统。     

插床的数控化改造

自行研制开发了基于PC机+PMAC运动控制卡的开放式三坐标CNC系统,对普通插床进行了数控化改造.该CNC系统采用模块化设计,具有实时加工控制、图形自动编程、列表曲线拟合编程、模拟仿真和加工轨迹动态跟踪显示等多种功能,已成功应用于罗茨泵系列转子异型面的数控化加工.     

基于Matlab的开放式六自由度机器人控制系统研究

针对工业机器人控制系统算法封闭的现状,自主设计了一套基于Matlab的开放式六自由度机器人实时控制系统,采用模块化分布式的控制方式,上、下位机以CAN总线进行实时通信,上位机运用基于模型设计的流程进行机器人控制器的开发;下位机以DSP为主控制器,设计6个机器人关节驱动器.控制系统将机器人正运动学、逆运动学、轨迹规划以及通信算法全都融入其中,并且本开放式平台将系统仿真、研发设计、功能测试等环节都统一在Matlab环境中,提高了开发效率.通过仿真和试验验证,该平台能够较好地控制六自由度机器人,具有实时控制、实时监测的功能,并兼具良好的开放性能.     

单片机与PC机串行通讯的实现

PC机具有处理速度快,存储量大,良好的用户界面.而单片机具控制方便,接口简单等特点.因此PC机与单片机相结合在工业监控、数据采集和实时控制系统广泛应用.本文介绍了AT89C52单片机与PC机之间串行通讯实现,包括硬件结构及软件设计.单片机部分由汇编语言实现,PC机部分分别介绍了用VB语言的MSComm控件及调用W indows API函数来实现通讯.