Festo六軸工業(yè)機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及控制系統(tǒng)二次開(kāi)發(fā)含SW三維圖
Festo六軸工業(yè)機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及控制系統(tǒng)二次開(kāi)發(fā)含SW三維圖,festo,工業(yè),機(jī)械手,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),控制系統(tǒng),二次開(kāi)發(fā),sw,三維
任務(wù)書(shū)論文(設(shè)計(jì))題目:Festo 六軸工業(yè)機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及控制系統(tǒng)二次開(kāi)發(fā)工作日期:2017年12月18日 2018年05月25日1.選題依據(jù):本題目源自產(chǎn)學(xué)研合作實(shí)驗(yàn)室建設(shè)項(xiàng)目,為機(jī)電綜合類題目。工業(yè)機(jī)械手是工業(yè)4.0的主要環(huán)節(jié)之一,與數(shù)控加工相結(jié)合,作為加工工序的前后序,組成智能制造環(huán)節(jié)。 本題目的研究領(lǐng)域?yàn)楣I(yè)機(jī)器人,開(kāi)展結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和動(dòng)作的控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā),可培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題能力,培養(yǎng)學(xué)生機(jī)電綜合設(shè)計(jì)能力,有一定的創(chuàng)新性和設(shè)計(jì)實(shí)踐意義。2.論文要求(設(shè)計(jì)參數(shù)):基于Festo機(jī)械手平臺(tái),完成六軸工業(yè)機(jī)械手的抓取端蓋功能。1.了解六軸工業(yè)機(jī)械手的功能要求;2.六軸工業(yè)機(jī)械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);3.六軸工業(yè)機(jī)械手機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案;4.工業(yè)機(jī)械手控制系統(tǒng)程序開(kāi)發(fā);5.工業(yè)機(jī)械手動(dòng)作執(zhí)行;6.編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)(大于6000字);7.外文翻譯一篇(大于2000字)3.個(gè)人工作重點(diǎn):1.提出六軸工業(yè)機(jī)械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案,選用合適的三維軟件,進(jìn)行六軸工業(yè)機(jī)械手 三維實(shí)體設(shè)計(jì);2.六軸工業(yè)機(jī)械手抓取端蓋動(dòng)作程序開(kāi)發(fā)。4.時(shí)間安排及應(yīng)完成的工作:第1周:下達(dá)設(shè)計(jì)任務(wù),介紹設(shè)計(jì)內(nèi)容和具體要求。查閱文獻(xiàn),了解課題。 第2周:撰寫開(kāi)題報(bào)告和文獻(xiàn)綜述。第3周:修改完善開(kāi)題報(bào)告和文獻(xiàn)綜述。確定外文翻譯文章。 第4周:完成外文翻譯。開(kāi)題答辯。第5周:了解工業(yè)機(jī)器人的功能和結(jié)構(gòu)。第6周:六軸工業(yè)機(jī)械手結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)。第7周:六軸工業(yè)機(jī)械手三維實(shí)體設(shè)計(jì)。第8周:六軸工業(yè)機(jī)械手三維實(shí)體設(shè)計(jì)。第9周:工業(yè)機(jī)械手控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。中期檢查。 第10周:控制系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)。第11周:控制系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)。第12周:控制系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)。第13周:整理設(shè)計(jì)資料,編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。第14周:修改完善設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。準(zhǔn)備答辯。5.應(yīng)閱讀的基本文獻(xiàn):1.熊立貴,曾福全.六自由度工業(yè)機(jī)械手的開(kāi)發(fā)與研究J.煤礦機(jī)械,2016.22.王田苗,陶永.我國(guó)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)現(xiàn)狀與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展戰(zhàn)略J.機(jī)械工程學(xué)報(bào),2014.53.任志剛.工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)J.裝備制造技術(shù),2015.34.計(jì)時(shí)鳴,黃希歡.工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用綜述J.機(jī)電工程,2015.15.駱敏舟,方健,趙江海.工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)發(fā)展及其應(yīng)用J.機(jī)械制造與自動(dòng)化,2015.26.張坤,崔永祥.我國(guó)工業(yè)機(jī)器人發(fā)展?fàn)顩r及未來(lái)發(fā)展戰(zhàn)略J.河南科技,2014.87.吳應(yīng)東.六自由度工業(yè)機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與運(yùn)動(dòng)仿真J.現(xiàn)代電子技術(shù),2014.18.黃晨華,毛桂生.上下料工業(yè)機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及仿真研究J.機(jī)械設(shè)計(jì)與制造,2013.39.熊雋.IRB1410型機(jī)床上下料機(jī)器人設(shè)計(jì)D.西南交通大學(xué)碩士學(xué)位論文10.施文龍.六軸工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)D.武漢科技大學(xué)碩士學(xué)位論文11.高美原,秦現(xiàn)生,白晶等.基于ROS和LinuxCNC的工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)J.機(jī)械制造,2015.10指導(dǎo)教師簽字:XX教研室主任意見(jiàn):同意簽字:XX 2017年12月14日教學(xué)指導(dǎo)分委會(huì)意見(jiàn):同意簽字:XX 2017年12月15日 學(xué)院公章進(jìn)度檢查表第-4周工作進(jìn)展情況接收設(shè)計(jì)任務(wù),了解設(shè)計(jì)內(nèi)容和具體要求。查閱相關(guān)文獻(xiàn),并對(duì)已有文獻(xiàn)做些整理,為設(shè)計(jì)做準(zhǔn)備。2018年01月15日指導(dǎo)教師意見(jiàn)講解了畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)和整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)完成幾部分工作。講解開(kāi)題報(bào)告如何撰寫,文獻(xiàn)查閱及確定翻譯的外文文獻(xiàn)。講解工作進(jìn)度安排;畢業(yè)設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)填寫方法。指導(dǎo)教師(簽字):XX 2018年04月14日第-2周工作進(jìn)展情況撰寫開(kāi)題報(bào)告,并在撰寫過(guò)程中深入了解課題,最終完成文獻(xiàn)綜述。2018年01月15日指導(dǎo)教師意見(jiàn)完成開(kāi)題報(bào)告初稿。思路可行,論述較全面,工作重點(diǎn)和主要完成內(nèi)容清晰。對(duì)國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀和文獻(xiàn)綜述進(jìn)一步修改,文獻(xiàn)綜述要列條目,這樣層次清楚。參考文獻(xiàn)格式按規(guī)范修改。指導(dǎo)教師(簽字):XX 2018年04月14日第-1周工作進(jìn)展情況修改開(kāi)題報(bào)告,完善文獻(xiàn)綜述,確定外文翻譯文章,開(kāi)題答辯。2018年01月15日指導(dǎo)教師意見(jiàn)開(kāi)題答辯。自述思路清晰,對(duì)完成的工作任務(wù)和工作重點(diǎn)清楚明確,工作進(jìn)度安排合理、格式較符合規(guī)范。同意開(kāi)題。指導(dǎo)教師(簽字):XX 2018年04月14日第 1周工作進(jìn)展情況進(jìn)行外文翻譯,整理完善翻譯內(nèi)容,到實(shí)驗(yàn)室熟悉相關(guān)設(shè)備。2018年04月10日指導(dǎo)教師意見(jiàn)測(cè)量工業(yè)機(jī)器人尺寸,熟悉Festo機(jī)器人操作手冊(cè)和命令要求,完成工 業(yè)機(jī)器人三維結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。指導(dǎo)教師(簽字):XX 2018年04月14日第 3周工作進(jìn)展情況了解工業(yè)機(jī)器人的功能和結(jié)構(gòu),擬定六軸工業(yè)機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。2018年04月10日指導(dǎo)教師意見(jiàn)基本掌握了實(shí)驗(yàn)室的Festo機(jī)器人的操作,按命令完成相關(guān)動(dòng)作。細(xì)化三維結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容,需要完成相關(guān)計(jì)算,確定核心設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。完成外文翻譯。指導(dǎo)教師(簽字):XX 2018年04月14日第 5周工作進(jìn)展情況繪制整體零件及裝配圖,完成六軸工業(yè)機(jī)械手整體三維設(shè)計(jì)。2018年04月10日指導(dǎo)教師意見(jiàn)完成了工業(yè)機(jī)械手整體三維設(shè)計(jì),二維零件圖需要修改。掌握了工業(yè)機(jī)器人的開(kāi)發(fā)語(yǔ)言,能夠自擬任務(wù),完成動(dòng)手操作。整理機(jī)電控制部分,系統(tǒng)性提出機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。指導(dǎo)教師(簽字):XX 2018年04月14日第 7周工作進(jìn)展情況了解六軸工業(yè)機(jī)械手控制方式、流程和程序開(kāi)發(fā)環(huán)境,學(xué)習(xí)工業(yè)機(jī)器人控制語(yǔ)言,能夠在PC端進(jìn)行仿真。2018年04月23日指導(dǎo)教師意見(jiàn)熟悉機(jī)械手操作,能夠進(jìn)行移動(dòng)功能的機(jī)械手動(dòng)作。基于不同形狀工件,完成夾緊功能的開(kāi)發(fā);模擬汽車焊接流水線上的焊槍,完成焊接動(dòng)作。指導(dǎo)教師(簽字):XX 2018年05月05日第 8周工作進(jìn)展情況熟練運(yùn)用在示教器進(jìn)行實(shí)際操作,從應(yīng)用層面到二次開(kāi)發(fā),完成各設(shè)計(jì)任務(wù)。2018年05月13日指導(dǎo)教師意見(jiàn)熟練掌握示教器的功能和使用方法,使用示教器輸入程序,進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。指導(dǎo)教師(簽字):XX 2018年05月23日第 9周工作進(jìn)展情況整理六軸工業(yè)機(jī)械手的設(shè)計(jì)資料,并編寫其設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。2018年05月13日指導(dǎo)教師意見(jiàn)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)基本內(nèi)容較全,但各章節(jié)需要調(diào)整修改,以使各章節(jié)論述主題集中,邏輯清楚。另外,主要設(shè)計(jì)內(nèi)容表達(dá)得不完整。修改完善。指導(dǎo)教師(簽字):XX 2018年05月14日第 10周工作進(jìn)展情況修改和完善工業(yè)機(jī)械手的設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū),準(zhǔn)備畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯。2018年05月13日指導(dǎo)教師意見(jiàn)再次修改設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū),內(nèi)容完整,思路清楚,格式符合規(guī)范要求,按任務(wù)書(shū)完成各要求。做PPT,準(zhǔn)備評(píng)閱和答辯。指導(dǎo)教師(簽字):XX 2018年05月14日過(guò)程管理評(píng)價(jià)表評(píng)價(jià)內(nèi)容具體要求總分評(píng)分工作態(tài)度態(tài)度認(rèn)真,刻苦努力,作風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn)33遵守紀(jì)律自覺(jué)遵守學(xué)校有關(guān)規(guī)定,主動(dòng)聯(lián)系指導(dǎo)教師,接受指導(dǎo)33開(kāi)題報(bào)告內(nèi)容詳實(shí),符合規(guī)范要求54任務(wù)完成按時(shí)、圓滿完成各項(xiàng)工作任務(wù)44過(guò)程管理評(píng)分合計(jì)14 過(guò)程管 理評(píng)語(yǔ) 該同學(xué)將主要精力投入到畢業(yè)設(shè)計(jì)工作中,在學(xué)校工業(yè)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行研發(fā)工作。工作態(tài)度非常認(rèn)真、工作作風(fēng)嚴(yán)謹(jǐn),具有非常強(qiáng)的自學(xué)能力和研究能力。自覺(jué)遵守學(xué)校有關(guān)規(guī)定,主動(dòng)聯(lián)系指導(dǎo)教師當(dāng)面匯報(bào)工作進(jìn)展;對(duì)于老師布置的各項(xiàng)工作,能進(jìn)行思考和研究,基本上自主完成各項(xiàng)工作任務(wù),同時(shí)還有一定的拓展性。查閱了相關(guān)文獻(xiàn)資料,對(duì)課題了解全面和深入,撰寫的開(kāi)題報(bào)告各部分內(nèi)容詳實(shí),文獻(xiàn)綜述論述充分,格式經(jīng)修改后符合規(guī)范要求。該同學(xué)按時(shí)高質(zhì)量地完成了畢業(yè)任務(wù)書(shū)的各項(xiàng)內(nèi)容。指導(dǎo)教師簽字:XX日期:2018-05-17指導(dǎo)教師評(píng)價(jià)表評(píng)價(jià)內(nèi)容具體要求總分評(píng)分選題質(zhì)量符合培養(yǎng)目標(biāo)要求,有一定的研究?jī)r(jià)值和實(shí)踐意義,有一定的開(kāi)拓性、創(chuàng)新性,深度、難度適宜,工作量飽滿55能力水平有較強(qiáng)的綜合運(yùn)用知識(shí)能力、科研方法運(yùn)用能力、中文表達(dá)與外語(yǔ)能力、文獻(xiàn)資料檢索能力、計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力55完成質(zhì)量文題相符,概念準(zhǔn)確,分析、論證、計(jì)算、設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)等正確合理,結(jié)論明確;論文結(jié)構(gòu)、撰寫格式、圖表等符合基本規(guī)109指導(dǎo)教師評(píng)分合計(jì)19 指導(dǎo)教 師評(píng)語(yǔ) 工業(yè)機(jī)器人是當(dāng)前的研究熱點(diǎn)之一。本課題源自實(shí)驗(yàn)室研究項(xiàng)目,為機(jī)電結(jié)合類設(shè)計(jì)和軟件開(kāi)發(fā),工作量較大,具有一定的研究深度,有創(chuàng)新性,具有較好的研究意義。該同學(xué)自身機(jī)電硬件系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和軟件能力強(qiáng),為開(kāi)展本項(xiàng)目打下工作基礎(chǔ)。該同學(xué)以Festo參 考手冊(cè)為基礎(chǔ),對(duì)六軸工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行了實(shí)測(cè),進(jìn)行了機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。主要參數(shù)計(jì)算準(zhǔn)確、結(jié)構(gòu)表達(dá)全面;完成了機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì),使用Festo機(jī)器人編程語(yǔ)言進(jìn)行了物料搬運(yùn)、模仿焊接弧焊軌跡、較復(fù)雜圖形進(jìn)行了程序開(kāi)發(fā),并在機(jī)械手上實(shí)際操作進(jìn)行控制,動(dòng)作準(zhǔn)確、流暢。設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)內(nèi)容全面、層次清楚,論述條理性好,格式規(guī)范。從整套設(shè)計(jì)來(lái)看,該同學(xué)具有很強(qiáng)的自學(xué)能力,學(xué)術(shù)嚴(yán)謹(jǐn)性好,專業(yè)基礎(chǔ)理論扎實(shí),專業(yè)綜合能力強(qiáng),掌握了科學(xué)研究的方法,中文表達(dá)能力強(qiáng),計(jì)算機(jī)能力尤為突出。希望在外語(yǔ)能力方面再提高。同意答辯。指導(dǎo)教師簽字:XX日期:2018-05-18評(píng)閱人評(píng)價(jià)表評(píng)價(jià)內(nèi)容具體要求總分評(píng)分選題質(zhì)量符合培養(yǎng)目標(biāo)要求,有一定的研究?jī)r(jià)值和實(shí)踐意義,有一定的開(kāi)拓性、創(chuàng)新性,深度、難度適宜,工作量飽滿55能力水平有較強(qiáng)的綜合運(yùn)用知識(shí)能力、科研方法運(yùn)用能力、中文表達(dá)與外語(yǔ)能力、文獻(xiàn)資料檢索能力、計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力55完成質(zhì)量文題相符,概念準(zhǔn)確,分析、論證、計(jì)算、設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)等正確合理,結(jié)論明確;論文結(jié)構(gòu)、撰寫格式、圖表等符合基本規(guī)109評(píng)閱人評(píng)分合計(jì)19 評(píng)閱人 評(píng)語(yǔ) 論文選題Festo六軸工業(yè)機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及控制系統(tǒng)二次開(kāi)發(fā)與智能制造研究熱點(diǎn)相結(jié)合,涉及多學(xué)科知識(shí)的綜合,選題符合培養(yǎng)目標(biāo)要求,有一定的研究?jī)r(jià)值和實(shí)踐意義,有一定的開(kāi)拓性、創(chuàng)新性,深度、難度適宜,工作量飽滿。論文體現(xiàn)了該生具有有較強(qiáng)的綜合運(yùn)用知識(shí)能力、科研方法運(yùn)用能力、中文表達(dá)與外語(yǔ)能力、文獻(xiàn)資料檢索能力、計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力。文題相符,概念準(zhǔn)確,分析、論證、計(jì)算、設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)等正確合理,結(jié)論明確;論文結(jié)構(gòu)、撰寫格式、圖表等符合基本規(guī)范要求。評(píng)閱人簽字:XX評(píng)閱人工作單位:XX日期:2018-05-22答辯紀(jì)錄 學(xué)生姓名:XX專業(yè)班級(jí):XX 畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))題目: Festo 六軸工業(yè)機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及控制系統(tǒng)二次開(kāi)發(fā)答辯時(shí)間:2018年05月24日 時(shí) 分 時(shí) 分答辯委員會(huì)(答 主任委員(組長(zhǎng)): XX辯小組)成員委員(組員): XXXXXX答辯委員會(huì)(答辯小組)提出的問(wèn)題和答辯情況問(wèn)題1:結(jié)構(gòu)減速器特點(diǎn)、為什么造它?回 答: 傳動(dòng)效率高,體積小,傳動(dòng)平穩(wěn),傳動(dòng)比大(幾千)。問(wèn)題2:負(fù)載的力矩大小?計(jì)算過(guò)程回 答: 物料可通用,體積大,如長(zhǎng)方體利用力矩轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,得到質(zhì)量體積參數(shù)問(wèn)題3:力和減速方向不在同一平面?回 答: 拿起一個(gè)工件,轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)找最大點(diǎn),垂直抓取,產(chǎn)生最大的力。問(wèn)題4:P2D控制參數(shù)的設(shè)置,那3個(gè)參數(shù)? 回 答: 比例P,積分I,微分D。問(wèn)題5:P影響什么?功率放大越大越好嗎?回 答: P2D的理解。能把變量的區(qū)間改變(0-50或0-1000) 調(diào)解時(shí)先從最小值開(kāi)始調(diào)節(jié)。問(wèn)題6:I影響什么? 回 答: 靜態(tài)誤差。問(wèn)題7:微分影響什么?評(píng)價(jià)系統(tǒng)用那些指標(biāo)? 回 答: 預(yù)見(jiàn)性快速性、準(zhǔn)確性穩(wěn)定性問(wèn)題8:增量A P2D和位置A P2D為什么不一樣?回 答: 場(chǎng)合不同,位置式一般有一個(gè)基準(zhǔn)位置不動(dòng),舵機(jī)每個(gè)角度都會(huì)改變。問(wèn)題9:機(jī)械手在執(zhí)行動(dòng)作時(shí),出現(xiàn)偏差對(duì)結(jié)果的影響。 回 答: 用傳感器,攝像頭,夾子,平板采用電子版。問(wèn)題 10:實(shí)物與畢設(shè)的關(guān)系?;?答: 程序P2D實(shí)物(平衡小車)來(lái)驗(yàn)證程序代碼的實(shí)施。記錄人: 2018年05月24日答辯委員會(huì)評(píng)價(jià)表評(píng)價(jià)內(nèi)容具體要求總分評(píng)分自述總結(jié)思路清晰,語(yǔ)言表達(dá)準(zhǔn)確,概念清楚,論點(diǎn)正確,分析歸納合理109答辯過(guò)程能夠正確回答所提出的問(wèn)題,基本概念清楚,有理論根據(jù)109選題質(zhì)量符合培養(yǎng)目標(biāo)要求,有一定的研究?jī)r(jià)值和實(shí)踐意義,有一定的開(kāi)拓性、創(chuàng)新性,深度、難度適宜,工作量飽滿55完成質(zhì)量文題相符,概念準(zhǔn)確,分析、論證、計(jì)算、設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)等正確合理,結(jié)論明確;論文結(jié)構(gòu)、撰寫格式、圖表等符合基本規(guī)109能力水平有較強(qiáng)的綜合運(yùn)用知識(shí)能力、科研方法運(yùn)用能力、中文表達(dá)與外語(yǔ)應(yīng)用能力、文獻(xiàn)資料檢索能力、計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力109答辯委員會(huì)評(píng)分合計(jì)41 答辯委員會(huì)評(píng)語(yǔ) XX同學(xué)在畢業(yè)設(shè)計(jì)工作期間,工作刻苦努力,態(tài)度認(rèn)真,能夠遵守各項(xiàng)紀(jì)律,表現(xiàn)出色。 能按時(shí)、全面、獨(dú)立地完成與畢業(yè)設(shè)計(jì)有關(guān)各環(huán)節(jié)的工作,表現(xiàn)出較強(qiáng)的綜合分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。 論文立論正確,理論分析透徹,解決問(wèn)題方案恰當(dāng),結(jié)論正確,并有一定的創(chuàng)新性,有較高的學(xué)術(shù)水平或?qū)嵱脙r(jià)值。 論文使用的概念正確,語(yǔ)言表達(dá)準(zhǔn)確,結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn),條理清楚,邏輯性強(qiáng)。 論文中使用的圖表,設(shè)計(jì)中的圖紙?jiān)跁?shū)寫和制作時(shí),能夠嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。 具有較強(qiáng)的獨(dú)立查閱文獻(xiàn)資料及外語(yǔ)應(yīng)用能力,原始數(shù)據(jù)搜集得當(dāng),實(shí)驗(yàn)或計(jì)算結(jié)論準(zhǔn)確可靠。 答辯過(guò)程中,能簡(jiǎn)明和正確地闡述論文(設(shè)計(jì))的主要內(nèi)容,思路清晰,論點(diǎn)正確?;卮饐?wèn)題準(zhǔn)確、深入,有自己的見(jiàn)解,有較強(qiáng)的應(yīng)變力及語(yǔ)言表達(dá)能力。 答辯成績(jī): 41答辯委員會(huì)主任: XX 2018年05月29日成績(jī)?cè)u(píng)定 項(xiàng)目分類成績(jī)?cè)u(píng)定過(guò)程管理評(píng)分14指導(dǎo)教師評(píng)分19評(píng)閱人評(píng)分19答辯委員會(huì)評(píng)分41總分93成績(jī)等級(jí)A成績(jī)等級(jí)按“A、B、C、D、F”記載成績(jī)審核人簽章: XX審核人簽章: XX一、選題依據(jù)1論文(設(shè)計(jì))題目 Festo 六軸工業(yè)機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及控制系統(tǒng)二次開(kāi)發(fā)2研究領(lǐng)域本題目的研究領(lǐng)域?qū)儆诠I(yè)機(jī)器人。工業(yè)機(jī)器人是集機(jī)械、電子、控制、計(jì)算機(jī)、傳感器、人工智能等多學(xué)科先進(jìn)技術(shù)于一體的現(xiàn)代制造業(yè)重要的自動(dòng)化裝備。它涉及機(jī)械工程學(xué)、控制工程學(xué)以及人工智能工程學(xué)等等多門尖端學(xué)科。3論文(設(shè)計(jì))工作的理論意義和應(yīng)用價(jià)值本機(jī)械手設(shè)計(jì)是基于實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的 Festo 六軸工業(yè)機(jī)械手,具有一定的實(shí)用性。本文擬開(kāi)展工業(yè)機(jī)械手機(jī)械結(jié)構(gòu)的整體設(shè)計(jì)和其控制系統(tǒng)終端開(kāi)發(fā)的探究,為工業(yè)自動(dòng)化提供參考。機(jī)械手在工業(yè)上應(yīng)用越來(lái)越廣泛,工業(yè) 4.0 的重要環(huán)節(jié)之一是確保加工前后序環(huán)節(jié)的自動(dòng)化,六軸工業(yè)機(jī)械手高度自動(dòng)化機(jī)器,在工業(yè)生產(chǎn)中能代替人做某些單調(diào)、頻繁和重復(fù)的長(zhǎng)時(shí)間作業(yè),或是危險(xiǎn)、惡劣環(huán)境下的作業(yè)。由于工業(yè)機(jī)器人具有一定的通用性和適應(yīng)性,能適應(yīng)多品種中、小批量的生產(chǎn),成為柔性制造單元或柔性制造系統(tǒng)的組成部分。4目前研究的概況和發(fā)展趨勢(shì)隨著電子技術(shù)有了一定的發(fā)展,在產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域出現(xiàn)了受計(jì)算機(jī)控制的可編程的數(shù)控機(jī)床,人類需要開(kāi)發(fā)機(jī)械代替人手去勞動(dòng),在這一背景下,工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的研發(fā)得到快速發(fā)展。國(guó)外:1959 年,戴沃爾與美國(guó)發(fā)明家英格伯格聯(lián)手制造出第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人。1967 年,日本川崎重工公司和豐田公司分別從美國(guó)購(gòu)買了工業(yè)機(jī)器人 Unimation 和Verstran 的生產(chǎn)許可證。日本從此開(kāi)始了機(jī)器人的研制。20 世紀(jì) 60 年代,噴漆弧焊機(jī)器人問(wèn)世并逐步發(fā)展應(yīng)用于工業(yè)。1969 年,日本早稻田大學(xué)加藤一朗實(shí)驗(yàn)室研發(fā)出第一臺(tái)雙腳走路機(jī)器人。帶有視覺(jué)傳感器,能根據(jù)人的指令發(fā)現(xiàn)并抓取積木。1979 年,美國(guó) Unimation 公司推出通用工業(yè)機(jī)器人,標(biāo)志著工業(yè)機(jī)器人技術(shù)已經(jīng)成熟。1979 年,日本山梨大學(xué)牧野洋發(fā)明了平面關(guān)節(jié)型 SCARA 機(jī)器人,該型機(jī)器人在以后裝配作業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。目前,世界上工業(yè)機(jī)器人無(wú)論是從技術(shù)水平上還是從已裝配的數(shù)量上都日趨成熟,優(yōu)勢(shì)集中在以日、美為代表的少數(shù)幾個(gè)發(fā)達(dá)的工業(yè)化國(guó)家,已經(jīng)成為一種標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備被工業(yè)界廣泛應(yīng)用。國(guó)內(nèi):我國(guó)機(jī)器人技術(shù)起步較晚,從 20 世紀(jì) 80 年代初才開(kāi)始。全國(guó)第一個(gè)機(jī)器人研究示范工程 1986 年在沈陽(yáng)建成。目前我國(guó)已經(jīng)基本掌握了機(jī)器人設(shè)計(jì)制造技術(shù)、控制系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計(jì)技術(shù)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和軌道規(guī)劃技術(shù)。開(kāi)發(fā)出噴漆、弧焊、點(diǎn)焊、裝配、搬運(yùn)等機(jī)器人。20 世紀(jì) 90 年代中期,我國(guó) 6000m 以下深水作業(yè)機(jī)器人試驗(yàn)成功。以后近十年中,在步行機(jī)器人、精密裝配機(jī)器人、多自由度關(guān)節(jié)機(jī)器人的研制等國(guó)際前沿領(lǐng)域,我國(guó)逐步縮小了與世界先進(jìn)水平的差距。目前機(jī)械手大部分還屬于第一代,主要依靠人工控制。第二代機(jī)械手設(shè)有微型電子計(jì)算控制系統(tǒng), 具有視覺(jué)、觸覺(jué)能力,甚至聽(tīng)、想的能力。研究安裝各種傳感器,把感覺(jué)到的信息反饋,使機(jī)械手具有感覺(jué)機(jī)能。雖然目前我國(guó)機(jī)器人還處于初級(jí)階段,國(guó)產(chǎn)六軸機(jī)器人產(chǎn)量低迷,核心部件減速器等依然依賴進(jìn)口,但這不影響中國(guó)市場(chǎng)已成為全球最大的市場(chǎng)。而且,我國(guó)提出的中國(guó)制造 2025 發(fā)展戰(zhàn)略,為我國(guó)國(guó)內(nèi)的機(jī)器人發(fā)展奠定了深厚的基礎(chǔ)和支持。目前國(guó)內(nèi)機(jī)器人使用的減速機(jī)、伺服電機(jī)及驅(qū)動(dòng)還是以國(guó)外供應(yīng)為主,其中日本為最大的減速機(jī)出口國(guó)。而國(guó)內(nèi)的研制減速機(jī)的上市公司以及擬上市公司有秦川發(fā)展和華恒焊接,匯川技術(shù)、英威騰、科遠(yuǎn)股份、華中數(shù)控研制驅(qū)動(dòng)器。在非上市公司中,廣州數(shù)控和南京埃斯頓除了減速機(jī)沒(méi)有批量生產(chǎn),機(jī)器人的各個(gè)環(huán)節(jié)都有涉足。總體趨勢(shì)是從狹義的機(jī)器人概念向廣義的機(jī)器人技術(shù)概念轉(zhuǎn)移,從工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)向解決方案業(yè)務(wù)的機(jī)器人技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。機(jī)器人技術(shù)的內(nèi)涵已變?yōu)殪`活應(yīng)用機(jī)器人技術(shù)的、具有實(shí)際動(dòng)作功能的智能化系統(tǒng)。機(jī)器人結(jié)構(gòu)越來(lái)越靈巧,控制系統(tǒng)愈來(lái)愈小,其智能也越來(lái)越高,并正朝著一體化方向發(fā)展。二、論文(設(shè)計(jì))研究的內(nèi)容1.重點(diǎn)解決的問(wèn)題(1)提出六軸工業(yè)機(jī)械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案,選用合適的三維軟件,進(jìn)行六軸工業(yè)機(jī)械手三維實(shí)體設(shè)計(jì)。(2)六軸工業(yè)機(jī)械手抓取端蓋動(dòng)作程序開(kāi)發(fā)。2.擬開(kāi)展研究的幾個(gè)主要方面(論文寫作大綱或設(shè)計(jì)思路)六軸工業(yè)機(jī)械手本身就是以我們?nèi)说氖直圩鳛閰⒄斩O(shè)計(jì)出來(lái)的,即跟人的手臂一樣,其運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu),能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)(擺動(dòng))、移動(dòng)或復(fù)合運(yùn)動(dòng)作,改變被抓持物件的位置和姿勢(shì)。設(shè)計(jì)應(yīng)了解工業(yè)機(jī)器人的功能和結(jié)構(gòu),并提出六軸工業(yè)機(jī)械手結(jié)構(gòu)方案,為實(shí)現(xiàn)方案的可行化程度再進(jìn)行三維實(shí)體設(shè)計(jì)。機(jī)械結(jié)構(gòu)需模塊化、可重構(gòu)化,采用關(guān)節(jié)模塊中的伺服電機(jī)、減速機(jī)、檢測(cè)系統(tǒng)三位一體,由關(guān)節(jié)模塊、連桿模塊用重組方式構(gòu)造工業(yè)機(jī)械手整機(jī)。了解工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制的原理,以用戶角度對(duì)工業(yè)機(jī)器人做控制分析,學(xué)習(xí) G 代碼,其控制系統(tǒng)要基于 PC 機(jī)的開(kāi)放型控制器,通過(guò)嵌入式的實(shí)操手柄和電腦無(wú)線通訊的仿真上位機(jī)進(jìn)行終端控制。本設(shè)計(jì)的研究重點(diǎn)在于控制系統(tǒng)的用戶開(kāi)發(fā),基于實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的 Festo 六軸工業(yè)機(jī)械手,根據(jù)其抓取端蓋功能,完成整套的設(shè)計(jì)任務(wù)和具體實(shí)現(xiàn)。3.本論文(設(shè)計(jì))預(yù)期取得的成果。通過(guò)對(duì)工業(yè)機(jī)器人的相關(guān)技術(shù)的學(xué)習(xí)和研究,制定出六軸工業(yè)機(jī)械手的整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案,并運(yùn)用三維軟件繪制出實(shí)體模型。開(kāi)發(fā)出一套工業(yè)機(jī)器人的控制程序,并在 PC 端上位機(jī)仿真軟件中模擬,最后結(jié)合實(shí)驗(yàn)室六軸工業(yè)機(jī)械手及手部安裝的傳感器,實(shí)現(xiàn)機(jī)械手在空間中做區(qū)域位置判斷和任意動(dòng)作,并完成夾取端蓋的具體任務(wù)。三、論文(設(shè)計(jì))工作安排1.擬采用的主要研究方法(技術(shù)路線或設(shè)計(jì)參數(shù));本研究課題為六自由度工業(yè)機(jī)械手的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及操作控制,其中以操作控制的開(kāi)發(fā)為重點(diǎn),任務(wù)是對(duì)端蓋從 A 點(diǎn) B 姿態(tài)夾取放置在 C 點(diǎn) D 姿態(tài)。明確任務(wù), 首先對(duì)工業(yè)機(jī)器人功能和結(jié)構(gòu)進(jìn)行初步了解,查閱現(xiàn)有文獻(xiàn),分析目前工業(yè)機(jī)器人企業(yè)已有的相關(guān)機(jī)械手產(chǎn)品,提出本機(jī)械手整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案,其中包含相關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)參數(shù),通過(guò)三維實(shí)體設(shè)計(jì)直觀表達(dá)。掌握工業(yè)機(jī)器人的操作流程,學(xué)習(xí)機(jī)器人語(yǔ)言和仿真軟件運(yùn)用,結(jié)合傳感器系統(tǒng),優(yōu)化路徑和診斷動(dòng)作,設(shè)置多項(xiàng)程序變量,開(kāi)發(fā)出本一套靈活的、智能的控制系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)程序。再結(jié)合實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的設(shè)備, 實(shí)踐設(shè)計(jì)的可行性。2.論文(設(shè)計(jì))進(jìn)度計(jì)劃第 1 周:下達(dá)設(shè)計(jì)任務(wù),介紹設(shè)計(jì)內(nèi)容和具體要求。查閱文獻(xiàn),了解課題。第 2 周:撰寫開(kāi)題報(bào)告和文獻(xiàn)綜述。第 3 周:修改完善開(kāi)題報(bào)告和文獻(xiàn)綜述。確定外文翻譯文章。第 4 周:完成外文翻譯。開(kāi)題答辯。第 5 周:了解六軸工業(yè)機(jī)器人基本知識(shí),包括組成、技術(shù)參數(shù)、分類及應(yīng)用。并針對(duì)某一具體六軸工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行全面詳細(xì)的剖析。為課題設(shè)計(jì)做準(zhǔn)備。第 6 周:對(duì)六軸工業(yè)機(jī)械手的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出若干設(shè)計(jì)方案,并進(jìn)行比較篩選。擬定結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù),出整體結(jié)構(gòu)草圖,分析參數(shù)可行性。第 7 周:對(duì)六軸工業(yè)機(jī)械手進(jìn)行三維實(shí)體設(shè)計(jì),根據(jù)初步的尺寸參數(shù),繪制所需零件和部件的 3D 圖,并在繪制過(guò)程中可完善設(shè)計(jì)參數(shù)。第 8 周:繼續(xù)對(duì)六軸工業(yè)機(jī)械手進(jìn)行三維實(shí)體設(shè)計(jì),將繪制好的零件和部件進(jìn)行裝配,并可模擬拖動(dòng)。裝配過(guò)程中可繼續(xù)完善設(shè)計(jì)參數(shù)。第 9 周:了解六軸工業(yè)機(jī)械手控制方式和流程,收集相關(guān)產(chǎn)品資料,結(jié)合機(jī)械結(jié)構(gòu),傳感系統(tǒng),控制系統(tǒng),設(shè)計(jì)出控制系統(tǒng)框圖。為機(jī)器人的控制操作做準(zhǔn)備。第 10 周到 12 周:學(xué)習(xí) G 語(yǔ)言, 掌握數(shù)控仿真仿真軟件的運(yùn)用,結(jié)合仿真效果,熟悉六軸工業(yè)機(jī)械手的控制程序并編寫。PC 端測(cè)試無(wú)誤,則對(duì)現(xiàn)有平臺(tái)進(jìn)行實(shí)操,完成端蓋的夾取任務(wù)。第 13 周:整理設(shè)計(jì)資料,結(jié)合同學(xué)和老師的建議,根據(jù)要求編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū),。第 14 周:修改完善設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū),準(zhǔn)備答辯。四、需要閱讀的參考文獻(xiàn)1熊立貴,曾福全.六自由度工業(yè)機(jī)械手的開(kāi)發(fā)與研究J.煤礦機(jī)械, 2016(2):99-103. 2王田苗,陶永.我國(guó)工業(yè)機(jī)器人技術(shù)現(xiàn)狀與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展戰(zhàn)略J.機(jī)械工程學(xué)報(bào), 2014(5):1-13. 3任志剛.工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)J.裝備制造技術(shù),2015(3):166-169. 4計(jì)時(shí)鳴,黃希歡.工業(yè)機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用綜述J.機(jī)電工程,2015(1):2-4. 5駱敏舟,方健,趙江海.工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)發(fā)展及其應(yīng)用J.機(jī)械制造與自動(dòng)化,2015(2):1-4. 6張坤,崔永祥.我國(guó)工業(yè)機(jī)器人發(fā)展?fàn)顩r及未來(lái)發(fā)展戰(zhàn)略J.河南科技,2014(8):129-130. 7吳應(yīng)東.六自由度工業(yè)機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與運(yùn)動(dòng)仿真J.現(xiàn)代電子技術(shù),2014(1):74-76. 8黃晨華,毛桂生.上下料工業(yè)機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及仿真研究J.機(jī)械設(shè)計(jì)與制造,2013(3):161-164. 9熊雋.IRB1410 型機(jī)床上下料機(jī)器人設(shè)計(jì)D.西南交通大學(xué)碩士學(xué)位論文,2016(10). 10施文龍.六軸工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)D.武漢科技大學(xué)碩士學(xué)位論文,2015(5). 11高美原,秦現(xiàn)生,白晶等.基于 ROS 和 LinuxCNC 的工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)J. 機(jī)械制造,2015(10):21-24. 12 Marko vaco, Bojan ekoranja, Bojan Jerbi. Industrial Robotic System with Adaptive ControlJ. Procedia Computer Science, Volume 12, 2012, Pages 164-169. 13 PAN Z,POLDEN J,LARKIN N,et al. Recent progress on programming methods for industrial robotsJ. Robotics and Computer-IntegratedManufacturing,2012,28(2):87-94. 14 Ali Marwan, Milan Simic, Fadi Imad. Calibration method for articulated industrial robotsJ. Procedia Computer Science, Volume 112, 2017, Pages 1601-1610. 15 Richard Meyes, Hasan Tercan, Simon Roggendorf, Thomas Thiele, Tobias Meisen. Motion Planning for Industrial Robots using Reinforcement LearningJ. Procedia CIRP, Volume 63, 2017, Pages 107-112. 16 Torgny B,Present and future robot control developmentAn in-dustrial perspectiveJ.Annual Reviews in Control 2007(31):69-79 17 Berend Denkena, Benjamin Bergmann, Thomas Lepper. Design and optimization of a machining robotJ. Procedia Manufacturing, Volume 14, 2017, Pages 89-96. 18 Vladimr Tlach, Ivan Kuric, Darina Kumikov, Alexander Rengevi. Possibilities of a Robotic End of Arm Tooling Control within the Software Platform ROSJ. Procedia Engineering, Volume 192, 2017, Pages 875-880. 19 Pan Z,Polden J,Larkin N,et al.Recent progress on programming methods for industrial robotsJ.Robotics and Computer-Integrated Manufacturing,2012,28(2):87-94. 附:文獻(xiàn)綜述或報(bào)告1. 引言文獻(xiàn)綜述工業(yè)機(jī)器人是集機(jī)械、電子、控制、計(jì)算機(jī)、傳感器、人工智能等多學(xué)科先進(jìn)技術(shù)于一體的現(xiàn)代制造業(yè)重要的自動(dòng)化裝備。工業(yè)機(jī)器人作為自動(dòng)化生產(chǎn)線上的重要成員,其技術(shù)水平和應(yīng)用程度在一定程度上反映了一個(gè)國(guó)家工業(yè)自動(dòng)化的水平,目前, 工業(yè)機(jī)器人主要承擔(dān)著焊接、噴涂、搬運(yùn)以及堆垛等等強(qiáng)干擾惡劣環(huán)境,重復(fù)性并且勞動(dòng)強(qiáng)度極大的工作,工作方式一般采取示教再現(xiàn)的方式。機(jī)器人技術(shù)是具有前瞻性、戰(zhàn)略性的高技術(shù)領(lǐng)域。然而,國(guó)外已經(jīng)研制和生產(chǎn)了各種不同的標(biāo)準(zhǔn)組件,工業(yè)機(jī)器人技術(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越我國(guó),我國(guó)進(jìn)口的工業(yè)機(jī)器人主要來(lái)自日本,因此作為制造大國(guó),應(yīng)在工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域自力更生,創(chuàng)新進(jìn)取。本設(shè)計(jì)是擬開(kāi)展工業(yè)機(jī)器人的整體機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和控制系統(tǒng)終端開(kāi)發(fā),為工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域提供助力。2. 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)化生產(chǎn)線成套設(shè)備已成為自動(dòng)化裝備的主流及未來(lái)的發(fā)展方向。各國(guó)都對(duì)工業(yè)機(jī)器人的研究和開(kāi)發(fā)做大量投入,工業(yè)機(jī)器人技術(shù)得到突飛猛進(jìn)。國(guó)外概況:國(guó)外的工業(yè)機(jī)器人研究概況優(yōu)于我國(guó)。以智能化為主要方向,美國(guó)企業(yè)一方面加大對(duì)新材料的研發(fā)力度,力爭(zhēng)大幅降低機(jī)器人自重與負(fù)載比,一方面加快發(fā)展視覺(jué)、觸覺(jué)等人工智能技術(shù),如視覺(jué)裝配的控制和導(dǎo)航5。日本產(chǎn)業(yè)體系配套完備,政府大力推動(dòng)應(yīng)用普及和技術(shù)突破。日本工業(yè)機(jī)器人完備的配套產(chǎn)業(yè)體系,在控制器、傳感器、減速機(jī)、伺服電機(jī)、數(shù)控系統(tǒng)等關(guān)鍵零部件方面,均具備較強(qiáng)的技術(shù)優(yōu)勢(shì),呈現(xiàn)出以工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)帶動(dòng)服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)3。德國(guó)帶動(dòng)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)改造升級(jí),政府資助人機(jī)交互技術(shù)及軟件開(kāi)發(fā)。通過(guò)智能人機(jī)交互傳感器, 人類可借助物聯(lián)網(wǎng)對(duì)下一代工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行遠(yuǎn)程管理,機(jī)器人還具備生產(chǎn)間隙的“網(wǎng)絡(luò)喚醒模式”,以解決使用中的高能耗問(wèn)題,促進(jìn)制造業(yè)的綠色升級(jí)。國(guó)內(nèi)概況:中國(guó)面臨核心技術(shù)被發(fā)達(dá)國(guó)家控制等挑戰(zhàn),中國(guó)在機(jī)器人領(lǐng)域的部分技術(shù)已達(dá)到或接近國(guó)際先進(jìn)水平。機(jī)器人涉及的技術(shù)較多,大體可分為器件技術(shù)、系統(tǒng)技術(shù)和智能技術(shù)3。中國(guó)在通用零部件、信息網(wǎng)絡(luò)等部分器件和系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域與發(fā)達(dá)國(guó)家的差距在 10 年左右,而對(duì)智能化程度要求不高的焊接、搬運(yùn)、清潔、碼垛、包裝機(jī)器人的國(guó)產(chǎn)化率較高。近年來(lái),中國(guó)在人工智能方面的研發(fā)也有所突破,中國(guó)科學(xué)院和多所著名高校都培育出專門從事人工智能研究的團(tuán)隊(duì),機(jī)器人學(xué)習(xí)、仿生識(shí)別、數(shù)據(jù)挖掘以及模式、語(yǔ)言和圖像識(shí)別技術(shù)比較成熟。3. 工業(yè)機(jī)器人發(fā)展趨勢(shì)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷向智能化方向發(fā)展,機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展和深化以及在系統(tǒng)(FMS、CIMS)中的群體應(yīng)用,工業(yè)機(jī)器人也在不斷向智能化方向發(fā)展,以適應(yīng)“敏捷制造”,滿足多樣化、個(gè)性化的需要,并適應(yīng)多變的非結(jié)構(gòu)環(huán)境作業(yè),向非制造領(lǐng)域進(jìn)軍6。從優(yōu)化設(shè)計(jì)、材料優(yōu)選、加工工藝、裝配技術(shù)、專用制造裝備、產(chǎn)業(yè)化能力等多方面入手,全面提升高精密減速器、高性能機(jī)器人專用伺服電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器、高速高性能控制器、傳感器、末端執(zhí)行器等五大關(guān)鍵零部件的質(zhì)量穩(wěn)定性和批量生產(chǎn)能力,突破技術(shù)壁壘,打破長(zhǎng)期依賴進(jìn)口的局面。機(jī)械結(jié)構(gòu)向模塊化、可重構(gòu)化發(fā)展。例如關(guān)節(jié)模塊中的伺服電機(jī)、減速機(jī)、檢測(cè)系統(tǒng)三位一體化;由關(guān)節(jié)模塊、連桿模塊用重組方式構(gòu)造機(jī)器人整機(jī)2。工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)向基于 PC 機(jī)的開(kāi)放型控制器方向發(fā)展,便于標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化,控制器件集成度提高,控制柜日見(jiàn)小巧,且采用模塊化結(jié)構(gòu),大大提高了系統(tǒng)的可控性、易操作性和可維修性。(1)感覺(jué)功能:感覺(jué)功能方面將實(shí)現(xiàn)多傳感器信息的融合,以檢測(cè)多變的外部環(huán)境,做出判斷和決策,其實(shí)質(zhì)類似于人的五官和身體的綜合感覺(jué)功能,包括視覺(jué)、觸覺(jué)、力覺(jué)、滑覺(jué)、接近覺(jué)、壓覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、味覺(jué)、臭覺(jué)、溫覺(jué)等。研究包括各類傳感信息的采集及融合處理、傳感器與驅(qū)動(dòng)器一體化技術(shù)、感覺(jué)功能繼承模塊等。(2)控制智能化:由引導(dǎo)教向 NC,離線編程發(fā)展,進(jìn)而發(fā)展到進(jìn)一步應(yīng)用。隨著系統(tǒng)化、集成化生產(chǎn)的發(fā)展,基于 PC 的開(kāi)放式控制系統(tǒng)將機(jī)器人控制和車間一級(jí)控制的發(fā)展方向,國(guó)外專家預(yù)測(cè),2007 年它將占 30。(3)移動(dòng)功能的智能化:為解決長(zhǎng)距離搬運(yùn)作業(yè)、大作業(yè)對(duì)象、多作業(yè)對(duì)象及極限作業(yè)等問(wèn)題,需開(kāi)發(fā)自主移動(dòng)系統(tǒng)(包括滑動(dòng)、滾動(dòng)、行走、爬行、跳躍、飛行等)。(4)系統(tǒng)應(yīng)用與集成化:支持以人為核心的生產(chǎn)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)中機(jī)器人群體協(xié)調(diào)功能、群智能和多機(jī)通訊協(xié)議,開(kāi)發(fā)能理解人的意志的“同事機(jī)器人”。國(guó)外專家預(yù)測(cè),2000 你后有可能 IMS 要走向 MA(R)S(多智能體系統(tǒng)),而該系統(tǒng)中的“同事機(jī)器人”(Cobot)將成為操作人員不可或缺的伙伴。圍繞著各種機(jī)器人與人共存的諸多課題,正在興起一門新學(xué)科“軟機(jī)器人學(xué)”。(5)安全可靠性:由于大量不確定因素的存在,要實(shí)現(xiàn)智能化的安全可靠性, 機(jī)器人必須具有對(duì)各種意外情況的應(yīng)變能力,及時(shí)采取預(yù)防措施和安全對(duì)策,包括硬件級(jí)、軟件級(jí)、應(yīng)用級(jí)和人機(jī)系統(tǒng)級(jí)的自診斷和自修復(fù)故障。(6)微型化:向微型化發(fā)展,開(kāi)發(fā)毫米級(jí)機(jī)器人,用于微加工、醫(yī)學(xué)、宇宙和海洋開(kāi)發(fā)等領(lǐng)域。就使用性和成本來(lái)看,毫米級(jí)最可行。(7)多傳感器信息融合與配置技術(shù):機(jī)器人的傳感器配置和融合技術(shù)在水泥生產(chǎn)過(guò)程控制和污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用包括面向工藝過(guò)程的多傳感器融合 和配置技術(shù);采用智能傳感器的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù);面向工藝要求的新型傳感器研制。 機(jī)電一體化智能傳感器:包括具有感知、自主運(yùn)動(dòng)、自清污(自調(diào)整、自適應(yīng))的機(jī)電一體化傳感器研究;面向工藝要求的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)檢測(cè)和清污的自主運(yùn)動(dòng); 調(diào)節(jié)控制系統(tǒng);機(jī)器人機(jī)構(gòu)和控制技術(shù)在傳感器設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。4. 工業(yè)機(jī)械手結(jié)構(gòu)工業(yè)機(jī)械手主要由機(jī)械臂,機(jī)械手抓和伺服傳動(dòng)組成。機(jī)械手抓部分是抓持的最關(guān)鍵部分,一般是由各方向轉(zhuǎn)動(dòng)、伸展、縮回、升降等復(fù)合動(dòng)作來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的功能作用,實(shí)現(xiàn)被抓持或周轉(zhuǎn)工件的姿勢(shì)、位置。機(jī)械臂各方向轉(zhuǎn)動(dòng)、伸展、縮回、升降為獨(dú)立式軌跡運(yùn)動(dòng),為智能機(jī)械手的多自由度。為實(shí)現(xiàn)能在一定運(yùn)行軌跡范圍內(nèi)任意方位、位置的被抓取空間工件,需要有六個(gè)靈活的自由度。多自由度參數(shù)設(shè)計(jì)是機(jī)械手的關(guān)鍵,因此自由旋轉(zhuǎn)角度越多,機(jī)械手的使用范圍就越廣,適用行業(yè)性就越大, 其結(jié)構(gòu)、自由度控制難度相對(duì)也就越復(fù)雜1。機(jī)械結(jié)構(gòu)主要是手部分、各自由轉(zhuǎn)軸關(guān)節(jié)及擺動(dòng)力臂,其中抓手是根據(jù)所抓起的物體來(lái)設(shè)計(jì),有的需要設(shè)計(jì)抓起夾具,有的平面結(jié)構(gòu)物體則需要安裝吸從機(jī)械結(jié)構(gòu)來(lái)看,盤的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)等。工業(yè)機(jī)器人總體上分為串聯(lián)機(jī)器人和并聯(lián)機(jī)器人。串聯(lián)機(jī)器人的特點(diǎn)是一個(gè)軸的運(yùn)動(dòng)會(huì)改變另一個(gè)軸的坐標(biāo)原點(diǎn),而并聯(lián)機(jī)器人所采用的并聯(lián)機(jī)構(gòu),其一個(gè)軸運(yùn)動(dòng)則不會(huì)改變另一個(gè)軸的坐標(biāo)原點(diǎn)。1978 年,Hunt 首次提出把六自由度機(jī)構(gòu)作為機(jī)器人操作器,機(jī)器人具有剛度大、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、承載能力大、微動(dòng)精度高、運(yùn)動(dòng)負(fù)荷小的優(yōu)點(diǎn)。工業(yè)機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)可以具有冗余自由度,冗余度機(jī)器人是指關(guān)節(jié)自由度大于操作自由度的機(jī)器 人。多余的自由度可用來(lái)改善機(jī)器人的靈活性、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)性能,提高避障能力。旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)是機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力作用點(diǎn),一般由電機(jī)通過(guò)減速器驅(qū)動(dòng)。減速器是機(jī)器人的關(guān)鍵部件,其成本約占機(jī)器人本體成本的 1/3,目前主要使用兩種類型的減速器: 諧波齒輪減速器和 RV 減速器4。5. 工業(yè)機(jī)械手控制系統(tǒng)機(jī)器人控制系統(tǒng)是機(jī)器人的大腦,是決定機(jī)器人功能和性能的主要因素。工業(yè)機(jī)器人控制技術(shù)的主要任務(wù)就是控制工業(yè)機(jī)器人在工作空間中的運(yùn)動(dòng)位置、姿態(tài)和軌跡、操作順序及動(dòng)作的時(shí)間等。具有編程簡(jiǎn)單、軟件菜單操作、友好的人機(jī)交互界面、在線操作提示和使用方便等特點(diǎn)10。開(kāi)放性模塊化的控制系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)采用分布式CPU 計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu),分為機(jī)器人控制器(RC),運(yùn)動(dòng)控制器(MC),光電隔離 I/O 控制板、傳感器處理板和編程示教盒等。機(jī)器人控制器(RC)和編程示教盒通過(guò)串口/CAN 總線進(jìn)行通訊。機(jī)器人控制器(RC)的主計(jì)算機(jī)完成機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃、插補(bǔ)和位置伺服以及主控邏輯、數(shù)字 I/O、傳感器處理等功能,而編程示教盒完成信息的顯示和按鍵的輸入。模塊化層次化的控制器軟件系統(tǒng)建立在基于開(kāi)源的實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)Linux 上, 采用分層和模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),以實(shí)現(xiàn)軟件系統(tǒng)的開(kāi)放性。整個(gè)控制器軟件系統(tǒng)分為三個(gè)層次:硬件驅(qū)動(dòng)層、核心層和應(yīng)用層。三個(gè)層次分別面對(duì)不同的功能需求,對(duì)應(yīng)不同層次的開(kāi)發(fā),系統(tǒng)中各個(gè)層次內(nèi)部由若干個(gè)功能相對(duì)對(duì)立的模塊組成,這些功能模塊相互協(xié)作共同實(shí)現(xiàn)該層次所提供的功能。機(jī)器人的故障診斷與安全維護(hù)技術(shù)通過(guò)各種信息,對(duì)機(jī)器人故障進(jìn)行診斷,并進(jìn)行相應(yīng)維護(hù),是保證機(jī)器人安全性的關(guān)鍵技術(shù)。當(dāng)前機(jī)器人的應(yīng)用工程由單臺(tái)機(jī)器人工作站向機(jī)器人生產(chǎn)線發(fā)展,機(jī)器人控制器的聯(lián)網(wǎng)技術(shù)變得越來(lái)越重要??刂破魃暇哂写凇F(xiàn)場(chǎng)總線及以太網(wǎng)的聯(lián)網(wǎng)功能。可用于機(jī)器人控制器之間和機(jī)器人控制器同上位機(jī)的通訊,便于對(duì)機(jī)器人生產(chǎn)線進(jìn)行監(jiān)控、診斷和管理。6. 工業(yè)機(jī)械手程序控制機(jī)器人的控制系統(tǒng)不僅要能夠支持機(jī)器人編程、控制,還要支持機(jī)器人與外圍設(shè)備、傳感器的接口、和計(jì)算機(jī)的通信等,系統(tǒng)應(yīng)提供操作者編輯和運(yùn)行機(jī)器人程序的方式。機(jī)器人程序編輯狀態(tài)和執(zhí)行狀態(tài)是互斥的,即程序在編輯時(shí)不可運(yùn)行,在運(yùn)行時(shí)不可編輯。在編輯狀態(tài)下,操作者可以進(jìn)行程序文本的編輯操作如機(jī)器人指令的添加、修改、刪除和機(jī)器人位姿點(diǎn)的修改,也可以進(jìn)行程序文件的新建、復(fù)制、粘貼等操作11。在程序執(zhí)行狀態(tài),機(jī)器人順序執(zhí)行機(jī)器人的每一條指令。操作者應(yīng)該還能調(diào)試發(fā)現(xiàn)并修改程序中的錯(cuò)誤。例如在程序執(zhí)行過(guò)程中,某一個(gè)機(jī)器人位置的關(guān)節(jié)角超過(guò)限制,因此機(jī)器人不能執(zhí)行此條指令,這時(shí)應(yīng)該立即停止程序的執(zhí)行并在人機(jī)界面上顯示錯(cuò)誤信息。操作者可切換至編輯界面修改程序中的錯(cuò)誤。和計(jì)算機(jī)語(yǔ)言類似, 機(jī)器人語(yǔ)言可以編譯,即把機(jī)器人源程序轉(zhuǎn)換成機(jī)器碼或可供機(jī)器人控制器執(zhí)行的目標(biāo)代碼,以便機(jī)器人控制柜能直接讀取和執(zhí)行。機(jī)器人一般只用其專用的語(yǔ)言進(jìn)行編程而不使用計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言和 G 代碼,是由機(jī)器人控制的復(fù)雜性決定的。因?yàn)樵跈C(jī)器人控制中用到各種運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)算法等,這些算法只是開(kāi)發(fā)人員需要涉及的, 而用戶不需關(guān)心,可以用機(jī)器人語(yǔ)言將其封裝起來(lái)。而且,機(jī)器人在三維空間中工作, 需要有對(duì)空間物體的描述方法。7. 六軸工業(yè)機(jī)械手六軸工業(yè)機(jī)械手(抓取端蓋)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)屬于機(jī)電一體。難度很大,本次研究基于實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的 Festo 六軸工業(yè)機(jī)械手抓取端蓋功能,對(duì)其工業(yè)機(jī)械手進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),同時(shí)完成抓取端蓋動(dòng)作的控制系統(tǒng)進(jìn)行開(kāi)發(fā),確保動(dòng)作準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)。其中研究重點(diǎn)為控制系統(tǒng)終端開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì),并編寫開(kāi)發(fā)程序。根據(jù)機(jī)械原理、機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等的相關(guān)課程知識(shí),設(shè)計(jì)出工業(yè)機(jī)械手的整體結(jié)構(gòu),并完成三維實(shí)體模型的繪制。然后再基于機(jī)械控制工程,數(shù)控技術(shù)和機(jī)電控制系統(tǒng)等的相關(guān)課程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),結(jié)合人機(jī)交互,學(xué)習(xí)操作指令,編寫控制程序,運(yùn)用 PC 端仿真軟件到實(shí)操等。本次解決設(shè)計(jì)過(guò)程中的難點(diǎn)重點(diǎn)問(wèn)題,預(yù)期完成六軸工業(yè)機(jī)械手精確抓取端蓋。Festo 六軸工業(yè)機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及控制系統(tǒng)二次開(kāi)發(fā)摘要工業(yè)機(jī)器人是集機(jī)械、電子、控制、計(jì)算機(jī)、傳感器、人工智能等多學(xué)科先進(jìn)技術(shù)于一體的現(xiàn)代制造業(yè)重要的自動(dòng)化裝備。目前,工業(yè)機(jī)器人主要承擔(dān)著強(qiáng)干擾惡劣環(huán)境中重復(fù)性并且勞動(dòng)強(qiáng)度極大的工作。本文通過(guò)對(duì)六軸工業(yè)機(jī)械手相關(guān)技術(shù)的學(xué)習(xí)和研究,完成六軸工業(yè)機(jī)械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及控制系統(tǒng)的二次開(kāi)發(fā)。首先是擬定出六軸工業(yè)機(jī)械手整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案并展開(kāi)設(shè)計(jì),具體是確定機(jī)械手各關(guān)節(jié)軸的軸長(zhǎng)尺寸、利用 SolidWorks 繪制機(jī)械手的關(guān)節(jié)軸零件及其裝配圖。其次重點(diǎn)研究伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),具體完成 C 代碼的 PID 閉環(huán)控制傳遞函數(shù)。最后結(jié)合實(shí)驗(yàn)室 Festo 六軸工業(yè)機(jī)械手,在熟悉控制程序設(shè)計(jì)及調(diào)試操作的基礎(chǔ)上對(duì)其二次開(kāi)發(fā)。具體開(kāi)發(fā)內(nèi)容是結(jié)合不同末端執(zhí)行器完成分類搬運(yùn)、弧焊軌跡模仿和執(zhí)筆作畫(huà)等開(kāi)發(fā)任務(wù)。機(jī)器人技術(shù)屬于具有前瞻性、戰(zhàn)略性的高技術(shù)領(lǐng)域。機(jī)器人作為智能制造的重要體現(xiàn),其技術(shù)水平直接反映工業(yè)自動(dòng)化程度。開(kāi)展結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和動(dòng)作的控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā), 可培養(yǎng)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題能力和機(jī)電綜合設(shè)計(jì)能力,有一定的創(chuàng)新性和設(shè)計(jì)實(shí)踐意義。關(guān)鍵詞:六軸機(jī)械手;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);控制系統(tǒng);二次開(kāi)發(fā)IIABSTRACTIndustrial robots are an important automated equipment for modern manufacturing, integrating mechanical, electronic, control, computer, sensors, artificial intelligence and other multi-disciplinary advanced technologies. At present, industrial robots are mainly responsible for strong interference with harsh and repetitive tasks and labor-intensive work.In this paper, through the study and research on the relevant technology of the six-axis industrial manipulator, the structural design of the six-axis industrial manipulator and the secondary development of the control system are completed. The first is to develop a design plan for the overall structure of the six-axis industrial robot and to develop a design, specifically to determine the axial length of each joint axis of the manipulator, use SolidWorks to draw the joint axis parts of the manipulator and its assembly drawings. Secondly, we will focus on the servo drive system and complete the PID closed-loop control transfer function of the C code. Finally, in combination with the laboratory Festo six-axis industrial robot, it is secondarily developed after familiar with the control program design and debugging operations. The specific development content is the combination of different end-effectors to accomplish the tasks of classification and handling, arc welding track simulation and pen painting.Robotics is a forward-looking and strategic high-tech field. As an important embodiment of intelligent manufacturing, the robots technical level directly reflects the degree of industrial automation. The development of control systems for the development of structural designs and actions can foster analytical problems, problem solving capabilities, and comprehensive electromechanical design capabilities, with certain innovation and design practical significance.Keywords: six-axis manipulator ; structure design ; control system ; secondarily developedFesto 六軸工業(yè)機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及控制系統(tǒng)二次開(kāi)發(fā)目錄摘要IABSTRACTII1 緒論11.1 工業(yè)機(jī)器人國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀11.2 工業(yè)機(jī)器人發(fā)展趨勢(shì)21.3 課題設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容32 六軸工業(yè)機(jī)械手整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)42.1 機(jī)械手的設(shè)計(jì)參數(shù)42.2 機(jī)械手的傳動(dòng)方案52.3 基本模型的參數(shù)化設(shè)計(jì)62.4 伺服電機(jī)和減速器的選型計(jì)算83 六軸工業(yè)機(jī)械手控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)133.1 控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)133.2 機(jī)械手的伺服控制系統(tǒng)143.3 基于 C 語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)的閉環(huán)控制算法164 基于 Festo 六軸工業(yè)機(jī)械手的二次開(kāi)發(fā)204.1 Festo 六軸工業(yè)機(jī)械手204.2 工件夾持任務(wù)開(kāi)發(fā)224.3 焊槍弧焊軌跡模仿任務(wù)開(kāi)發(fā)304.4 執(zhí)筆作畫(huà)任務(wù)開(kāi)發(fā)355結(jié)論42參 考 文 獻(xiàn)43致謝45附錄:外文翻譯46附錄:外文原文50附錄:工件夾持代碼56附錄:焊槍弧焊軌跡代碼60附錄:執(zhí)筆作畫(huà)代碼62 - I - 1 緒論機(jī)械手在工業(yè)上應(yīng)用越來(lái)越廣泛,工業(yè) 4.0 的重要環(huán)節(jié)之一是確保加工前后序環(huán)節(jié)的自動(dòng)化,六軸工業(yè)機(jī)械手高度自動(dòng)化機(jī)器,在工業(yè)生產(chǎn)中能代替人做某些單調(diào)、頻繁和重復(fù)的長(zhǎng)時(shí)間作業(yè),或是危險(xiǎn)、惡劣環(huán)境下的作業(yè)。由于工業(yè)機(jī)器人具有一定的通用性和適應(yīng)性,能適應(yīng)多品種中、小批量的生產(chǎn),成為柔性制造單元或柔性制造系統(tǒng)的組成部分。 然而,國(guó)外已經(jīng)研制和生產(chǎn)了各種不同的標(biāo)準(zhǔn)組件,工業(yè)機(jī)器人技術(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越我國(guó),作為制造大國(guó),應(yīng)在工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域自力更生,創(chuàng)新進(jìn)取。1.1 工業(yè)機(jī)器人國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)化生產(chǎn)線成套設(shè)備已成為自動(dòng)化裝備的主流及未來(lái)的發(fā)展方向。各國(guó)都對(duì)工業(yè)機(jī)器人的研究和開(kāi)發(fā)做大量投入,工業(yè)機(jī)器人技術(shù)得到突飛猛進(jìn)。國(guó)外概況:國(guó)外的工業(yè)機(jī)器人研究概況優(yōu)于我國(guó)。以智能化為主要方向,美國(guó)企 業(yè)一方面加大對(duì)新材料的研發(fā)力度,力爭(zhēng)大幅降低機(jī)器人自重與負(fù)載比,一方面加快 發(fā)展視覺(jué)、觸覺(jué)等人工智能技術(shù),如視覺(jué)裝配的控制和導(dǎo)航。日本產(chǎn)業(yè)體系配套完備, 政府大力推動(dòng)應(yīng)用普及和技術(shù)突破。日本工業(yè)機(jī)器人完備的配套產(chǎn)業(yè)體系,在控制器、傳感器、減速機(jī)、伺服電機(jī)、數(shù)控系統(tǒng)等關(guān)鍵零部件方面,均具備較強(qiáng)的技術(shù)優(yōu)勢(shì), 呈現(xiàn)出以工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)帶動(dòng)服務(wù)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)。德國(guó)帶動(dòng)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)改 造升級(jí),政府資助人機(jī)交互技術(shù)及軟件開(kāi)發(fā)。通過(guò)智能人機(jī)交互傳感器,人類可借助物聯(lián)網(wǎng)對(duì)下一代工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行遠(yuǎn)程管理,機(jī)器人還具備生產(chǎn)間隙的“網(wǎng)絡(luò)喚醒模式”,以解決使用中的高能耗問(wèn)題,促進(jìn)制造業(yè)的綠色升級(jí)。國(guó)內(nèi)概況:中國(guó)面臨核心技術(shù)被發(fā)達(dá)國(guó)家控制等挑戰(zhàn),中國(guó)在機(jī)器人領(lǐng)域的部分技術(shù)已達(dá)到或接近國(guó)際先進(jìn)水平。機(jī)器人涉及的技術(shù)較多,大體可分為器件技術(shù)、系統(tǒng)技術(shù)和智能技術(shù)。中國(guó)在通用零部件、信息網(wǎng)絡(luò)等部分器件和系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域與發(fā)達(dá)國(guó)家的差距在 10 年左右,而對(duì)智能化程度要求不高的焊接、搬運(yùn)、清潔、碼垛、包裝機(jī)器人的國(guó)產(chǎn)化率較高。近年來(lái),中國(guó)在人工智能方面的研發(fā)也有所突破,中國(guó)科學(xué)院和多所著名高校都培育出專門從事人工智能研究的團(tuán)隊(duì),機(jī)器人學(xué)習(xí)、仿生識(shí)別、數(shù)據(jù)挖掘以及模式、語(yǔ)言和圖像識(shí)別技術(shù)比較成熟。 46 1.2 工業(yè)機(jī)器人發(fā)展趨勢(shì)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷向智能化方向發(fā)展,機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展和深化以及在系統(tǒng)(FMS、CIMS)中的群體應(yīng)用,工業(yè)機(jī)器人也在不斷向智能化方向發(fā)展, 以適應(yīng)“敏捷制造”,滿足多樣化、個(gè)性化的需要,并適應(yīng)多變的非結(jié)構(gòu)環(huán)境作業(yè), 向非制造領(lǐng)域進(jìn)軍。從優(yōu)化設(shè)計(jì)、材料優(yōu)選、加工工藝、裝配技術(shù)、專用制造裝備、產(chǎn)業(yè)化能力等多方面入手,全面提升高精密減速器、高性能機(jī)器人專用伺服電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器、高速高性能控制器、傳感器、末端執(zhí)行器等五大關(guān)鍵零部件的質(zhì)量穩(wěn)定性和批量生產(chǎn)能力,突破技術(shù)壁壘,打破長(zhǎng)期依賴進(jìn)口的局面。機(jī)械結(jié)構(gòu)向模塊化、可重構(gòu)化發(fā)展。例如關(guān)節(jié)模塊中的伺服電機(jī)、減速機(jī)、檢測(cè)系統(tǒng)三位一體化;由關(guān)節(jié)模塊、連桿模塊用重組方式構(gòu)造機(jī)器人整機(jī)。工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)向基于 PC 機(jī)的開(kāi)放型控制器方向發(fā)展,便于標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化,控制器件集成度提高,控制柜日見(jiàn)小巧,且采用模塊化結(jié)構(gòu),大大提高了系統(tǒng)的可控性、易操作性和可維修性。(1)感覺(jué)功能:感覺(jué)功能方面將實(shí)現(xiàn)多傳感器信息的融合,以檢測(cè)多變的外部環(huán)境,做出判斷和決策,其實(shí)質(zhì)類似于人的五官和身體的綜合感覺(jué)功能,包括視覺(jué)、觸覺(jué)、力覺(jué)、滑覺(jué)、接近覺(jué)、壓覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、味覺(jué)、臭覺(jué)、溫覺(jué)等。研究包括各類傳感信息的采集及融合處理、傳感器與驅(qū)動(dòng)器一體化技術(shù)、感覺(jué)功能繼承模塊等。(2)控制智能化:由引導(dǎo)教向 NC,離線編程發(fā)展,進(jìn)而發(fā)展到進(jìn)一步應(yīng)用。隨著系統(tǒng)化、集成化生產(chǎn)的發(fā)展,基于 PC 的開(kāi)放式控制系統(tǒng)將機(jī)器人控制和車間一級(jí)控制的發(fā)展方向,國(guó)外專家預(yù)測(cè),2007 年它將占 30。(3)移動(dòng)功能的智能化:為解決長(zhǎng)距離搬運(yùn)作業(yè)、大作業(yè)對(duì)象、多作業(yè)對(duì)象及極限作業(yè)等問(wèn)題,需開(kāi)發(fā)自主移動(dòng)系統(tǒng)(包括滑動(dòng)、滾動(dòng)、行走、爬行、跳躍、飛行等)。(4)系統(tǒng)應(yīng)用與集成化:支持以人為核心的生產(chǎn)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)中機(jī)器人群體協(xié)調(diào)功能、群智能和多機(jī)通訊協(xié)議,開(kāi)發(fā)能理解人的意志的“同事機(jī)器人”。國(guó)外專家預(yù)測(cè),2020 以后有可能 IMS 要走向 MA(R)S(多智能體系統(tǒng)),而該系統(tǒng)中的“同事機(jī)器人”(Cobot)將成為操作人員不可或缺的伙伴。圍繞著各種機(jī)器人與人共存的諸多課題,正在興起一門新學(xué)科“軟機(jī)器人學(xué)”。(5)安全可靠性:由于大量不確定因素的存在,要實(shí)現(xiàn)智能化的安全可靠性, 機(jī)器人必須具有對(duì)各種意外情況的應(yīng)變能力,及時(shí)采取預(yù)防措施和安全對(duì)策,包括硬件級(jí)、軟件級(jí)、應(yīng)用級(jí)和人機(jī)系統(tǒng)級(jí)的自診斷和自修復(fù)故障。(6)微型化:向微型化發(fā)展,開(kāi)發(fā)毫米級(jí)機(jī)器人,用于微加工、醫(yī)學(xué)、宇宙和海洋開(kāi)發(fā)等領(lǐng)域。就使用性和成本來(lái)看,毫米級(jí)最可行。(7)多傳感器信息融合與配置技術(shù):機(jī)器人的傳感器配置和融合技術(shù)在水泥生產(chǎn)過(guò)程控制和污水處理自動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用包括面向工藝過(guò)程的多傳感器融合和配置技術(shù);采用智能傳感器的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù);面向工藝要求的新型傳感器研制。機(jī)電一體化智能傳感器:包括具有感知、自主運(yùn)動(dòng)、自清污(自調(diào)整、自適應(yīng))的機(jī)電一體化傳感器研究;面向工藝要求的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)檢測(cè)和清污的自主運(yùn)動(dòng);調(diào)節(jié)控制系統(tǒng);機(jī)器人機(jī)構(gòu)和控制技術(shù)在傳感器設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。1.3 課題設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容(1)了解工業(yè)機(jī)器人的功能和結(jié)構(gòu),并提出六軸工業(yè)機(jī)械手結(jié)構(gòu)方案,為實(shí)現(xiàn)方案的可行化程度再進(jìn)行三維實(shí)體設(shè)計(jì)。機(jī)械結(jié)構(gòu)需模塊化、可重構(gòu)化,采用關(guān)節(jié)模塊中的伺服電機(jī)、減速機(jī)、檢測(cè)系統(tǒng)三位一體,由關(guān)節(jié)模塊、連桿模塊用重組方式構(gòu)造工業(yè)機(jī)械手整機(jī)。(2)了解工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制的原理,以用戶角度對(duì)工業(yè)機(jī)器人做控制分析, 學(xué)習(xí)機(jī)器人語(yǔ)言,其控制系統(tǒng)要基于 PC 機(jī)的開(kāi)放型控制器,通過(guò)嵌入式的實(shí)操手柄和電腦無(wú)線通訊的仿真上位機(jī)進(jìn)行終端控制。本設(shè)計(jì)的研究重點(diǎn)在于控制系統(tǒng)的用戶開(kāi)發(fā),基于實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的 Festo 六軸工業(yè)機(jī)械手,完成設(shè)計(jì)任務(wù)和具體實(shí)現(xiàn)。2 六軸工業(yè)機(jī)械手整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工業(yè)機(jī)械手的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容是:基本設(shè)計(jì)參數(shù),運(yùn)動(dòng)形式,整體構(gòu)型,驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。根據(jù)工業(yè)機(jī)械手的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì),對(duì)于六軸工業(yè)機(jī)械手關(guān)節(jié)軸的驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)基本都采用伺服電動(dòng)機(jī)+增量編碼器,可形成反饋的閉環(huán)控制系統(tǒng),達(dá)到高精度軌跡運(yùn)作當(dāng)然還有高精密的減速器,通常采用諧波減速器。六軸工業(yè)機(jī)械手的整體構(gòu)型包括腕部、小臂、大臂、腰部、臀部和基座等六個(gè)軸,大多數(shù)企業(yè)的機(jī)械手均相類似。本章主要描述工業(yè)機(jī)械手的參數(shù)化設(shè)計(jì)的方法和重要部件選型的方法。2.1 機(jī)械手的設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)六軸工業(yè)機(jī)械手,首先根據(jù)工作任務(wù)確定機(jī)械手的工作空間,并規(guī)劃動(dòng)作, 制定各關(guān)節(jié)的節(jié)拍,分配各動(dòng)作時(shí)間,初步確定各個(gè)關(guān)鍵的運(yùn)動(dòng)速度。接著確定在工作空間內(nèi)的各個(gè)關(guān)節(jié)臂的運(yùn)動(dòng)行程和臂長(zhǎng)等參數(shù)。然后根據(jù)任務(wù)對(duì)機(jī)械手進(jìn)行粗略的受力分析確定末端的許用載荷等。本文以 FESTO 的六軸工業(yè)機(jī)械手為模板做參數(shù)設(shè)計(jì)。如機(jī)械手的側(cè)視圖和俯視圖可大致給出機(jī)械手手腕中心點(diǎn)的工作范圍,如圖 2.1 所示。圖 2.1六軸工業(yè)機(jī)械手工作空間示圖參考 FESTO 六軸工業(yè)機(jī)械手的基本參數(shù),擬定出機(jī)械手各關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)和物理特性等的基本參數(shù),如下列表各所示。表 2.1 六軸工業(yè)機(jī)械手運(yùn)動(dòng)參數(shù) 運(yùn)動(dòng)軸 工作范圍 最大速度 旋轉(zhuǎn)軸 1 -165 +165 250/s 手臂軸 2 -110 +110 250/s 手臂軸 3 -90 +70 250/s 手腕軸 4 -160 +160 320/s 彎曲軸 5 -120 +120 320/s 旋轉(zhuǎn)軸 6 -400 +400 420/s 表 2.2 六軸工業(yè)機(jī)械手物理特性 基座尺寸180 * 180 mm 高度700 mm 工作范圍580 mm 重量25 kg 有效載荷3 kg 2.2 機(jī)械手的傳動(dòng)方案選用伺服電機(jī)作為各關(guān)節(jié)的動(dòng)力裝置,電機(jī)本身就就被高精度的優(yōu)點(diǎn)。但關(guān)鍵還是在于輸入軸和輸出軸之間的齒輪箱。齒輪箱本身就要有傳動(dòng)效率高體積小等等的要求,一般安裝在工業(yè)機(jī)械手的各個(gè)關(guān)節(jié)處。根據(jù)常見(jiàn)的六軸工業(yè)機(jī)械手都采用諧波減速器。六軸工業(yè)機(jī)械手的齒輪箱的總體設(shè)計(jì)位置圖,如圖 2.2 所示。圖 2.2 六軸工業(yè)機(jī)械手齒輪箱的位置注釋 1)A-齒輪箱,軸 1(機(jī)座內(nèi));B-齒輪箱,軸 2;C-齒輪箱,軸 3; D-齒輪箱,軸 4;E-齒輪箱,軸 5;F-齒輪箱,軸 6;對(duì)于關(guān)節(jié)型工業(yè)機(jī)械手,越靠近起始端的的減速箱越為重要,相互比較,重要程度逐遠(yuǎn)遜次。始端軸 1 的減速箱輸出 1 度的轉(zhuǎn)動(dòng),與末端軸 6 的減速箱輸出 1 度的轉(zhuǎn)動(dòng),帶來(lái)的運(yùn)動(dòng)行程相差得有幾倍甚至幾十倍。上一級(jí)電機(jī)作動(dòng)力源,經(jīng)減速器齒輪箱減速,將力矩放大,驅(qū)動(dòng)下一級(jí)軸臂。軸臂粗大的,臂內(nèi)的電機(jī)與齒輪箱放置比較靈活,齒輪箱可以設(shè)計(jì)的大小越大,則該齒輪箱的精度和傳動(dòng)比就可以設(shè)計(jì)得越高。對(duì)于較短的軸臂,其電機(jī)與齒輪箱緊挨著, 即電機(jī)的輸出軸直接傳入齒輪箱,如軸 1、2、4、6,其中 1、4、6 軸的輸出都為旋轉(zhuǎn)。而對(duì)于較長(zhǎng)的關(guān)節(jié)軸臂,電機(jī)可以安裝在離齒輪箱比較遠(yuǎn)的地方,選用帶傳動(dòng)或鏈傳動(dòng)形式,如軸 3、5。從圖中可以看出,越末端的電機(jī)和齒輪箱越小。2.3 基本模型的參數(shù)化設(shè)計(jì)根據(jù)六軸工業(yè)機(jī)械手的不同工作任務(wù)對(duì)其工作空間的不同要求,同一型號(hào)的工業(yè)機(jī)械手通過(guò)對(duì)各關(guān)節(jié)軸的伸縮擺動(dòng),即可達(dá)到工作范圍的很大擴(kuò)展。為了在設(shè)計(jì)中減輕負(fù)擔(dān),同型號(hào)的工業(yè)機(jī)械手的結(jié)構(gòu),選擇參數(shù)化設(shè)計(jì)方法,以各關(guān)節(jié)的軸線在空間中的位置關(guān)系構(gòu)成基礎(chǔ)參數(shù)。通過(guò)各關(guān)節(jié)軸線相對(duì)位置的平移旋轉(zhuǎn)進(jìn)行調(diào)整,實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)中工業(yè)機(jī)械手各零部件的尺寸變化,從而擬定出六軸工業(yè)機(jī)械手各個(gè)關(guān)節(jié)軸線的位置關(guān)系,如圖 2.3 所示。圖 2.3六軸工業(yè)機(jī)械手各關(guān)節(jié)軸坐標(biāo)系根據(jù)工業(yè)機(jī)械手的基本參數(shù)則能擬定出機(jī)械手各個(gè)關(guān)節(jié)軸線的位置尺寸,那么就可以在三維建模軟件上對(duì)六軸工業(yè)機(jī)械手進(jìn)行整體結(jié)構(gòu)建模,可利用 Solidworks 的測(cè)量功能,可得到模型的結(jié)構(gòu)和質(zhì)量屬性等參數(shù),如圖 2.4 所示。圖 2.4六軸工業(yè)機(jī)械手的整體結(jié)構(gòu)2.4 伺服電機(jī)和減速器的選型計(jì)算伺服電機(jī)及減速器齒輪箱的選型尤為重要,所選型號(hào)要滿足機(jī)械手正常運(yùn)作的最大轉(zhuǎn)速 n 和穩(wěn)定工作的最大力矩 J 的需求。而電機(jī)和減速器在不同方式工作時(shí),所選參數(shù)亦不同,當(dāng)周期性工作時(shí),力矩的參數(shù)應(yīng)該采用機(jī)械手最大輸出的加速力矩。減速器齒輪箱的傳動(dòng)比也是重要的參數(shù)。故,一般對(duì)機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)電機(jī)與關(guān)節(jié)軸的齒輪箱一起作選型。 2.4.1 選型方法 首先是轉(zhuǎn)速,為實(shí)現(xiàn)低功耗,額定轉(zhuǎn)速為重要參數(shù),實(shí)際的轉(zhuǎn)速最好不超過(guò)額定轉(zhuǎn)速。如果電機(jī)正好處于額定轉(zhuǎn)速的工作時(shí),那么就是機(jī)械手關(guān)節(jié)處于最大轉(zhuǎn)速的時(shí)候,其速度可由電機(jī)額定轉(zhuǎn)速比上齒輪箱的傳動(dòng)比求得。 其次是轉(zhuǎn)矩,額定轉(zhuǎn)矩也是重要的參數(shù),實(shí)際的轉(zhuǎn)矩也最好不要超過(guò)額定轉(zhuǎn)矩。結(jié)合機(jī)械手的結(jié)構(gòu)尺寸和軌跡,受力分析,可計(jì)算出承載的最大力矩,應(yīng)小于減速器齒輪箱輸出的力矩,折算至電機(jī)輸出端,也應(yīng)小電機(jī)額定力矩。由于減速器齒輪箱的傳動(dòng)效率并不是 100%,因此它們所受力矩也存在些差異,它們承受的力矩關(guān)系如下式: (2.1) 式中: - 電機(jī)的輸出力矩,N m; - 減速器的輸出力矩,N m; - 減速器的傳動(dòng)比; - 傳動(dòng)效率; 同理機(jī)械手在實(shí)際運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,其實(shí)際的加速力矩也不得超過(guò)齒輪箱的最大輸出力矩,再根據(jù)齒輪箱的傳動(dòng)效率,可算出電機(jī)的實(shí)際加速力矩,這個(gè)加速力矩也不得超過(guò)電機(jī)的額定加速力矩。 最后是慣量匹配,電機(jī)自身慣量與負(fù)載自身慣量符合一定比例稱之為慣量匹配。慣量是否符合匹配要求,通過(guò)慣量比的大小來(lái)看,一般電機(jī)轉(zhuǎn)子的慣量作為分母,負(fù)載的慣量作為分子,以 表示,如下式: (2.2) 式中: - 電機(jī)的許用慣量比; - 電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量, ; - 負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量, 。 根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn) 的值應(yīng)盡量小于 10 則算是匹配,假設(shè) 與 不匹配,動(dòng)量傳遞會(huì)出現(xiàn)激烈的沖撞;根據(jù)下式分析。 ( ) (2.3) 式中: - 電機(jī)轉(zhuǎn)矩,N m; - 負(fù)載轉(zhuǎn)矩,N m; - 電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量, ; - 負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量, 。 - 角加速度; 在一個(gè)工作任務(wù)中 電機(jī)轉(zhuǎn)矩和 負(fù)載轉(zhuǎn)矩通常不變,而電機(jī)一旦選定確認(rèn)后, 電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量則也為定值。故,若想 負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量變小,則 角加速度就要加大。 2.4.2 六軸工業(yè)機(jī)械手末端軸 6 的電機(jī)及減速器的選型計(jì)算 末端軸所承受的外力主要由末端執(zhí)行器和工件產(chǎn)生,其中占主要的還是末端執(zhí)行器。當(dāng)末端軸帶動(dòng)末端執(zhí)行器和工件旋轉(zhuǎn)時(shí),承受的阻力矩有負(fù)載轉(zhuǎn)矩和摩擦力矩, 而摩擦力矩過(guò)小可忽略不計(jì)。在此先計(jì)算工件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,再計(jì)算末端執(zhí)行器的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。 首先計(jì)算工件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,設(shè)工件為長(zhǎng) a、寬 b、高 h 的矩形體, 圖 2.5 方形工件 工件繞其質(zhì)心軸線旋轉(zhuǎn)時(shí),根據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量公式: ( + )1 ( + ) (2.4) 1 ( + )1 可根據(jù)實(shí)際任務(wù),可給工件一個(gè)具體尺寸:a = 0.05m,b=0.05m,h=0.05m 即正方體,工件質(zhì)量 m=1kg,那么三個(gè)質(zhì)心軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量值一樣。故,公式(4)可簡(jiǎn)化為: (2.5) 6式中的 i 為任意軸向。因?yàn)楣ぜ蛔ト∵^(guò)程中主要繞其質(zhì)心 y 軸旋轉(zhuǎn),所以 X, Z 軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量可以不計(jì),將數(shù)據(jù)帶入(5)中計(jì)算得到: 件 61 0.05 6 4.17 104 kg 接著計(jì)算末端執(zhí)行器的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,由于末端執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,不像工件為矩形體或圓柱體,具有公式計(jì)算。在此利用 Solidworks 軟件的測(cè)量功能得到末端執(zhí)行器的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量,同理只考慮取末端執(zhí)行器 y 軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量: 具 13.93 104 kg 然后將末端執(zhí)行器的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與工件轉(zhuǎn)動(dòng)慣量相加可得末端軸的負(fù)載慣量: 末 件 具 18.1 104 kg 假設(shè)執(zhí)行的任務(wù)需要末端軸在 0.1 秒內(nèi)到達(dá)的最高轉(zhuǎn)速為: 7 末 3 70 則轉(zhuǎn)軸在 0.1 秒內(nèi)的瞬間角加速度為: 末 末 7 30.1703 隨著加速度的產(chǎn)生,負(fù)載也會(huì)相對(duì)應(yīng)產(chǎn)生一個(gè)慣性力矩,并與成正比: 末 末 末 18.1 104 703 0.14 N m 最后將上訴所計(jì)算的值帶入電機(jī)及減速箱的選型方法的折算公式中,根據(jù)所選減速器齒輪箱的傳動(dòng)比返求驗(yàn)算,則可簡(jiǎn)完成末端軸的電機(jī)和減速器的選型。 2.4.3 六軸工業(yè)機(jī)械手軸 1、4 的電機(jī)及減速器的選型計(jì)算 軸 1 的電機(jī)及減速器輸出轉(zhuǎn)矩為其他各個(gè)軸再加上末端執(zhí)行器及工件的轉(zhuǎn)矩總和。軸 4 的電機(jī)及減速器輸出轉(zhuǎn)矩為軸 5、6 再加上末端執(zhí)行器及工件的轉(zhuǎn)矩總和。它們結(jié)構(gòu)復(fù)雜,難以精確計(jì)算出轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。但可直接利用三維建模軟件的測(cè)量功能, 將三維模型分別擬動(dòng)為對(duì)軸 1、4 產(chǎn)生最大的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量位置,展開(kāi)測(cè)量得: 軸 1 0.837 kg 軸 4 0.023 kg 假設(shè)執(zhí)行的任務(wù)需要軸 1、4 在 0.1 秒內(nèi)到達(dá)的最高轉(zhuǎn)速為: 4 軸 1 軸 4 353 40 50 則兩轉(zhuǎn)軸在 0.1 秒內(nèi)的瞬間角加速度為: 軸 1軸 4 軸 1 軸 4 4 30.1 5 30.1403503 隨著角加速度的產(chǎn)生,負(fù)載也會(huì)相對(duì)應(yīng)產(chǎn)生一個(gè)慣性力矩,并與角加速度成正比,可求出慣性力矩: 軸 1 軸 1 軸 1 0.837 軸 4 軸 4 軸 4 0.023 40 35.06 N m 350 1.21 N m 3最后將上訴所計(jì)算的值帶入電機(jī)及減速箱的選型方法的折算公式中,根據(jù)所選減速器齒輪箱的傳動(dòng)比返求驗(yàn)算,則可簡(jiǎn)完成軸 1 和軸 4 的電機(jī)及減速器的選型。 2.4.4 六軸工業(yè)機(jī)械手 2、3、5 軸的電機(jī)及減速器的選型計(jì)算 首先結(jié)合工業(yè)機(jī)械手的設(shè)計(jì)參數(shù),將機(jī)械手至于各軸關(guān)節(jié)受靜態(tài)力最大的位置及姿態(tài),如下圖 2.5 所示: 圖 2.6末端執(zhí)行器伸直最遠(yuǎn)處圖 2.7平面平衡分析計(jì)算軸 2 的輸出靜態(tài)轉(zhuǎn)矩,將六軸機(jī)械手分成兩個(gè)部分,其中軸 1、2 為固定不變的第一整體,軸 3、4、5、6 和末端執(zhí)行器 7 為另一個(gè)固定的第二整體。第二整體的重心大致位于 的中點(diǎn)處,利用三維建模軟件的測(cè)量功能,測(cè)得第二整體的質(zhì)量為17.74 kg。要想機(jī)械手實(shí)現(xiàn)靜態(tài)力矩平衡,則可算出關(guān)節(jié)的輸出力矩如下: 2 4 6 754 10 17.74 9.8 65.54 N m 2計(jì)算軸 3 的輸出靜態(tài)轉(zhuǎn)矩,將軸 1、2、3 視為固定不變的第一整體,軸 4、5、6和末端執(zhí)行器 7 視為另一個(gè)固定的第二整體。第二整體的重心大致位于 的中點(diǎn)處, 利用三維建模軟件的測(cè)量功能,測(cè)得第二整體的質(zhì)量為 10.04 kg。要想機(jī)械手實(shí)現(xiàn)靜態(tài)力矩平衡,則可算出關(guān)節(jié)的輸出力矩如下: 2 4 6 484 10 10.04 9.8 23.81 N m 2計(jì)算軸 5 的輸出靜態(tài)轉(zhuǎn)矩,將軸 1、2、3、4、5 視為固定不變的第一整體,軸 6和末端執(zhí)行器 7 視為另一個(gè)固定的第二整體。第二整體的重心大致位于 的中點(diǎn)處, 利用三維建模軟件的測(cè)量功能,測(cè)得第二整體的質(zhì)量為 2.87 kg。要想機(jī)械手實(shí)現(xiàn)靜態(tài)力矩平衡,則可算出關(guān)節(jié)的輸出力矩如下: 2 6 182 10 2.87 9.8 2.56 N m 2最后將上訴所計(jì)算的值帶入電機(jī)及減速箱的選型方法的折算公式中,根據(jù)所選減速器齒輪箱的傳動(dòng)比返求驗(yàn)算,則可簡(jiǎn)完成軸 2、軸 3 和軸 4 的電機(jī)及減速器的選型。 I/O3 六軸工業(yè)機(jī)械手控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)本章對(duì)六軸工業(yè)機(jī)械手的通用控制系統(tǒng)展開(kāi)設(shè)計(jì),主要是機(jī)械手的伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。通過(guò)理論分析,將驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)理論算法轉(zhuǎn)換為具體的實(shí)用算法,根據(jù)設(shè)計(jì)框圖,利用 C 語(yǔ)言簡(jiǎn)單易懂的特性,設(shè)計(jì)出 PID 閉環(huán)控制傳遞函數(shù)。 3.1 控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)工業(yè)機(jī)械手控制器其核心大腦,運(yùn)行著各種復(fù)雜運(yùn)算算法,其內(nèi)核時(shí)鐘基本要上G 級(jí)別,處理著各種輸入信號(hào)的同時(shí),也輸出各種控制信號(hào)。首先是編程示教器將各程序命令傳入主機(jī)中,與主機(jī)直接通訊,構(gòu)成人機(jī)交互。其次主機(jī)在于控制總線上的各個(gè)模塊進(jìn)行通訊,各模塊包括傳感器、伺服驅(qū)動(dòng)模塊和其他 I/O 設(shè)備,它們各自都有獨(dú)一無(wú)二的總線通訊地址。最后終結(jié)于伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)對(duì)伺服電機(jī)的閉環(huán)控制,實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的運(yùn)作,它們共同構(gòu)成了工業(yè)機(jī)械手控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu),如下圖 3.1 所示: I/O圖 3.1 工業(yè)機(jī)械手控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu) CPU 主機(jī)配備 RTOS,具有多線程、實(shí)時(shí)性和穩(wěn)定性。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、信息打印、信息處理顯示、監(jiān)控信息顯示,數(shù)據(jù)二次利用等等,關(guān)鍵在于機(jī)械手運(yùn)動(dòng)學(xué)的實(shí)時(shí)計(jì)算, 規(guī)劃軌跡。機(jī)械手的末端執(zhí)行器的位置及姿態(tài)由多個(gè)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)合成,比如末端執(zhí)行器走一個(gè)直線,需要各個(gè)軸的運(yùn)動(dòng)配合,有的軸加速,有的軸不用動(dòng),這些都有建立數(shù)學(xué)模型和智能算法來(lái)實(shí)現(xiàn)。 示教器編寫程序時(shí),要用到機(jī)器人語(yǔ)言,其示教方式主要分為實(shí)際示教法和不實(shí)際示教法。機(jī)械手運(yùn)作的示教信息大概可分為三部分:順序信息、姿態(tài)與位置信息和作業(yè)條件及動(dòng)作信息。 3.2 機(jī)械手的伺服控制系統(tǒng)對(duì)機(jī)械手實(shí)際運(yùn)作中的末端位姿進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)是很困難的。為提高控制精度,機(jī)械手的電機(jī)控制必須選擇閉環(huán)的方式去控制,而常用的閉環(huán)控制為 PID。有些機(jī)械手的控制器將驅(qū)動(dòng)集成在伺服電機(jī)中,控制效果好,制造成本低。還有些控制器利用電機(jī)驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)電流、電壓和速度閉環(huán),完成機(jī)械手位置控制,如下圖 3.2 所示: 圖 3.2 機(jī)械手閉環(huán)伺服控制系統(tǒng) 假設(shè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)與伺服電機(jī)的動(dòng)力學(xué)函數(shù)為: ( ) ( ) () () (3.1) 式中: ( )-電機(jī)控制電壓; ()-電機(jī)轉(zhuǎn)角; ()-干擾信號(hào); -電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量; -有效阻尼。 3.2.1 PD 控制系統(tǒng) 在位置式閉環(huán)控制系統(tǒng)中常用 PD 控制器作為控制系統(tǒng),其系統(tǒng)框圖如下:圖 3.3 PD 控制器 這時(shí),電機(jī)的輸入控制量是: ( ) ( )( ( ) ( ) (3.2) 式中: ( )-目標(biāo)角度值。 -比例項(xiàng)系數(shù)。 -微分項(xiàng)系數(shù)。 由于干擾信號(hào) ()的存在,則閉環(huán)系統(tǒng)可寫為: ( ) + ( )1 () (3.3) ( )式中的 1()為特征多項(xiàng)式: ( ) 1() ( ) (3.4) 式(3.4)為二階系統(tǒng),主要參數(shù)有 阻尼系數(shù)以及 固有頻率: + 2 2 (3.5) 一般 阻尼系數(shù)的值為 1, 和 作為 PD 閉環(huán)的重要參數(shù),調(diào)節(jié)參數(shù)使之穩(wěn)定。那么 PD 系統(tǒng)的跟隨誤差為: ( ) ( ) ( ) + ( )1 () (3.6) ( )( )如果系統(tǒng)產(chǎn)生階躍信號(hào) ( ) 和一個(gè)固定干擾信號(hào) ,利用終值定理得到控制環(huán)的穩(wěn)態(tài)誤差為: m () (3.7) 可見(jiàn)當(dāng) 增大時(shí),穩(wěn)態(tài)誤差則會(huì)變小。 3.2.2 PID 控制系統(tǒng) 為消除靜態(tài)溫差,對(duì) PD 系統(tǒng)進(jìn)行改良,增加積分項(xiàng),即 PID 控制系統(tǒng),其控制框圖如下:圖 3.4 PID 控制器 則閉環(huán)系統(tǒng)可寫為: ( ) + + ( ) () (3.8) ( )( )式中 為積分項(xiàng)系數(shù),那么其特征多項(xiàng)式: () ( ) (3.9) 利用勞斯判據(jù)來(lái)判斷系統(tǒng)是否處于穩(wěn)定狀態(tài),系統(tǒng)增益不為負(fù)數(shù),并且符合下式條件: ( + ) (3.10) 3.3 基于 C 語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)的閉環(huán)控制算法對(duì)于電機(jī)而言,只有扭矩、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)動(dòng)方向等基本參數(shù)。如果給電機(jī)的轉(zhuǎn)軸加上一個(gè)指針,那么指針的方向可以是任意的,在經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的轉(zhuǎn)動(dòng)后電機(jī)停止,根本就不知道指針的所指的方向。從這個(gè)角度分析,將電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)分為大于一周以上和在一周之內(nèi)。 圖 3.5 單關(guān)節(jié)控制反饋框圖 3.3.1 增量式 PID 控制 增量式 PID 控制對(duì)應(yīng)的是增量式編碼器作為轉(zhuǎn)軸的狀態(tài)反饋傳感器。增量式編碼器并不能確定轉(zhuǎn)軸的位置,當(dāng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)小角度時(shí),編碼器會(huì)反饋一個(gè)脈沖信號(hào),當(dāng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)速度越快則編碼器單位時(shí)間內(nèi)反饋的脈沖數(shù)越多。一般增量式編碼器安裝在電機(jī)的輸出端,因?yàn)槟抢镛D(zhuǎn)軸基本上都運(yùn)行在很多周以上,專門用于檢測(cè)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。 根據(jù)增量式 PID 控制控制原理,設(shè)計(jì)實(shí)際運(yùn)用算法,在此利用 C 語(yǔ)言程序進(jìn)行PID 閉環(huán)控制傳遞函數(shù)的算法設(shè)計(jì),程序如下: /定義 PID 的比例項(xiàng)系數(shù) P 及參數(shù)賦值int speedP = 21; /定義 PID 的積分項(xiàng)系數(shù) I 及參數(shù)賦值int speedI = 16; /定義 PID 的微分項(xiàng)系數(shù) D 及參數(shù)賦值int speedD = 0; /目標(biāo)速度 int My_speed = 0; /全局變量,上一次的偏差 long int ierror1; /全局變量,上上一次的偏差 long int ierror2; /全局變量,上一次的速度控制量 long int oldspeedPWM; /增量式 PID 閉環(huán)控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)long int speedPID(int speed) /定義計(jì)算的中間變量 long int ierror,P,I,D, speedPWM; /計(jì)算當(dāng)前偏差ierror=My_speed-speed; /計(jì)算積分項(xiàng)I=speedI*ierror; /計(jì)算比例項(xiàng)P=speedP*(ierror-ierror1); /計(jì)算微分銷 D=speedD*(ierror-ierror1-ierror1+ierror2); /上次偏差存為上上次偏差 ierror2=ierror1; /當(dāng)前偏差存為上次偏差 ierror1=ierror; /計(jì)算出當(dāng)前速度控制量speedPWM=oldspeedPWM+P+I+D; /當(dāng)前控制量存為上次控制量oldspeedPWM=speedPWM; /對(duì)當(dāng)前速度控制量限幅 if(speedPWM7500) speedPWM=7500; if(speedPWMyoujixian_servo) newplace=youjixian_servo; if(newplacezuojixian_servo) newplace=zuojixian_servo; /返回位置控制量 return newplace; 參數(shù)調(diào)節(jié)原理同增量式 PID 一樣。 4 基于 Festo 六軸工業(yè)機(jī)械手的二次開(kāi)發(fā)利用控制柜 IRC5 和機(jī)械手留有的用戶接口,在示教器上編寫用戶代碼,就是對(duì)機(jī)械手控制系統(tǒng)的二次開(kāi)發(fā)。接口的使用根據(jù)不同設(shè)計(jì)任務(wù)選用,配套的編寫對(duì)應(yīng)開(kāi)發(fā)程序。 末端執(zhí)行器的機(jī)械接口尤為重要,而我們通常說(shuō)的工業(yè)機(jī)械手其實(shí)是不包含末端執(zhí)行器的,六軸工業(yè)機(jī)械手的六個(gè)軸是其機(jī)械結(jié)構(gòu)的最基本形式,而這個(gè)機(jī)械結(jié)構(gòu)在隨著機(jī)械手的不斷發(fā)展,各家的設(shè)計(jì)基本都大同小異,機(jī)械手的基礎(chǔ)參數(shù)性能逐漸模塊化,全球化。 對(duì)機(jī)械手進(jìn)行開(kāi)發(fā)就是安裝在手腕上的不同末端執(zhí)行器。目前所出現(xiàn)的末端執(zhí)行器可謂是五花八門,千型百態(tài)。工業(yè)機(jī)械手除了提供安裝接口外,還提供了電子接口和液氣壓源接口,目的就是供給需要電氣控制的末端執(zhí)行器。 根據(jù)工業(yè)任務(wù)的不同,同一型號(hào)的機(jī)械手可能換接著不同末端執(zhí)行器。接下來(lái)本章將對(duì)六軸工業(yè)機(jī)械手使用到不同的末端執(zhí)行器做不同的任務(wù)做簡(jiǎn)單的開(kāi)發(fā)。 4.1 Festo 六軸工業(yè)機(jī)械手根據(jù)設(shè)備條件,以 Festo 六軸工業(yè)機(jī)械手的控制系統(tǒng)為平臺(tái)開(kāi)發(fā)。其控制系統(tǒng)硬件主要由 IRC5 控制器、一個(gè)六軸工業(yè)機(jī)械手和手持示教器 Flex Pendent 三部分組成。如下圖 4.1 所示: 圖 4.1 六軸工業(yè)機(jī)械手系統(tǒng)圖 手持示教器 Flex Penden 是集離線編程、監(jiān)控、手動(dòng)操縱、參數(shù)配置等于一身。是整個(gè)六軸工業(yè)機(jī)械手系統(tǒng)軟件運(yùn)行的平臺(tái),可用其進(jìn)行編程調(diào)試。大部分的操作均由手持示教器的點(diǎn)觸屏幕上實(shí)現(xiàn)的,手持示教器上留有常用的快捷按鍵開(kāi)關(guān),其中有4 個(gè)按鍵供任務(wù)開(kāi)發(fā)。如下圖 4.2 所示: 圖 4.2 手持示教器 圖中:1-連接器;2-點(diǎn)觸屏;3-緊急停止按鈕;4-控制遙感;5-USB 端口;6-三位使動(dòng)裝置;7-觸摸筆;8-重置按鈕;A-D-預(yù)設(shè)按鍵;E-機(jī)械單元;F-運(yùn)動(dòng)模式 1, 重定向或線性;G-運(yùn)動(dòng)模式 2,軸 1-3 或軸 4-6;H-增量模式;J-上一步按鈕。按下此按鈕,可使程序后退至上一條指令;K-運(yùn)行按鈕,開(kāi)始執(zhí)行程序;L-下一步按鈕, 按下此按鈕,可使程序前進(jìn)至下一條指令;M-停止按鈕,停止程序執(zhí)行。 控制器 IRC5 分驅(qū)動(dòng)模塊和控制模塊,兩者裝在一個(gè)柜中。驅(qū)動(dòng)模塊包括機(jī)械手伺服電機(jī)供電的全部電子設(shè)備,最多附有 9 個(gè)單元驅(qū)動(dòng)。除了能處理六個(gè)電機(jī)外,還可以再附加三個(gè)電機(jī)。控制模塊執(zhí)行操作機(jī)械手所需的全部軟件,即 Robot Ware 操作系統(tǒng)??刂乒裆贤庖鲈S多通訊接口和控制端子供開(kāi)發(fā)者使用,如下圖 4.3 所示: 圖 4.3 控制柜 IRC5 部分接口圖 六軸機(jī)械手作為控制對(duì)象,實(shí)體內(nèi)包含六個(gè)伺服電機(jī),同時(shí)也帶有六個(gè)編碼器、阻尼開(kāi)關(guān)和類似陀螺儀的角度姿態(tài)傳感器等等傳感器。為滿足控制要求,機(jī)械手都引出它們的接口,與控制柜的接口通過(guò)電纜相連,實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的基本運(yùn)作。為了使機(jī)器人的末端執(zhí)行器種類增加,機(jī)械手還留有供末端執(zhí)行使用的若干電氣接口,其中包含10 路電信號(hào)接入接出引腳和 4 路氣壓管接入接出口。如圖 4.4 所示: 圖 4.4 機(jī)械手部分接口圖 注釋 1)A-10 路電信號(hào)接口;B-4 路氣壓管接口; C-機(jī)械手內(nèi)傳感器讀寫接口;D-伺服電機(jī)及編碼器接口。 4.2 工件夾持任務(wù)開(kāi)發(fā)任務(wù):六軸工業(yè)機(jī)械手夾取 A 位置高度不同的黑色或白色端蓋,并按顏色分類, 白色夾至 B 位置,黑色夾至 C 位置。使用的末端執(zhí)行如下圖 4.5 所示: 圖 4.5 末端工件夾具 控制分析:首先判斷 A 位置是否有端蓋,安裝光電對(duì)管判斷,當(dāng)有端蓋時(shí),傳感器反饋高電平接入 I/O 引腳,則讀取值為 1,反之,讀取值為 0;夾取動(dòng)作由一 I/O 口引腳的輸出功能控制電磁閥,再由電磁閥控制末端執(zhí)行器氣缸夾具。不同高度的端蓋需要利用測(cè)距傳感器,將距離轉(zhuǎn)化為電壓模擬量,經(jīng) AD 采集判斷機(jī)械手每次下降的高度,實(shí)現(xiàn)靈活改變。端蓋的黑白,由安裝在夾具上的光電傳感器的判斷,當(dāng)端蓋為白色時(shí),傳感器反饋高電平接入 I/O 引腳,則讀取值為 1,反之,讀取值為 0; 4.2.1 夾具的氣路驅(qū)動(dòng)控制設(shè)計(jì)及氣壓計(jì)算 此任務(wù)所用的末端執(zhí)行器是以氣缸為執(zhí)行元件的工件夾具,通過(guò)此夾具可實(shí)現(xiàn)工件的位移和旋轉(zhuǎn),同時(shí)夾具上還要安裝一些光電管和紅外傳感器可作為測(cè)距和判斷黑白顏色等。那么就需要用到機(jī)械手的用戶接口,在此選用兩路氣壓管接口和四路信號(hào)接口。以氣缸為動(dòng)力原件的夾具,驅(qū)動(dòng)原理很簡(jiǎn)單,氣路簡(jiǎn)圖如下所示: 圖 4.6 末端執(zhí)行器氣路驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)圖 利用兩個(gè)反向的氣缸,推桿上固定著夾子的半邊,當(dāng)兩氣缸推桿同時(shí)伸出時(shí),夾子即打開(kāi)。當(dāng)兩氣缸推桿同時(shí)縮回時(shí),夾子即關(guān)閉。這兩種狀態(tài)的切換,是通過(guò)改變氣缸通氣口內(nèi)氣體的流向,電磁閥的右位工作和左位工作,分別對(duì)應(yīng)夾具的兩種狀態(tài)。 圖 4.7 工件受力分析圖 計(jì)算氣壓源壓強(qiáng)的最小值 P_min,擬定氣缸內(nèi)推桿的受力橫截面積為 A = 10mm * 10mm 的正方形,要夾持的方塊質(zhì)量為 m = 1 kg??刹榉綁K表面摩擦系數(shù) f = 0.15。如右圖受力分析得到方程組如下式: 2 夾 夾 簡(jiǎn)化計(jì)算,可得氣壓源壓強(qiáng)的最小值為: 2 1 9.82 0.15 1 104 0.327 通常在實(shí)驗(yàn)室里的氣泵基本額定輸出 7 MPa 的壓強(qiáng)。 4.2.2 控制柜 IRC5 選擇外設(shè)及其接口 控制柜 IRC5 僅提供通信接口和對(duì)工業(yè)機(jī)械手的控制接口,對(duì)于任務(wù)中外加的傳感器并沒(méi)有留出接口。在實(shí)際生產(chǎn)制造中,往往給控制器增加外設(shè),如單片機(jī),PLC 和 PC 端電腦等。尤其是遇到信息量特別大的傳感器是,外設(shè)的處理速度采要求極高, 這樣不僅減輕了控制器的負(fù)擔(dān),而且更有利于系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)。 圖 4.8 外設(shè)的開(kāi)發(fā)思路 本次采用 DSQC651 標(biāo)準(zhǔn) I/O 開(kāi)發(fā)板最為控制器 IRC5 的外設(shè) I/O 單元,DSQC651 微處理器內(nèi)有一個(gè) DeviceNet 網(wǎng)絡(luò)總線通訊模塊,控制柜與 DSQC651 微處理器之間利用 DeviceNet 網(wǎng)絡(luò)總線進(jìn)行通信,將用到的傳感器接在 DSQC651 開(kāi)發(fā)板上,通過(guò)DSQC651 處理傳感器信號(hào),實(shí)現(xiàn)復(fù)雜算法,將計(jì)算的結(jié)果,通過(guò) DeviceNet 網(wǎng)絡(luò)總線發(fā)送到 IRC5 控制柜,比如發(fā)送的信息直接是機(jī)械手下一步要移動(dòng)至的坐標(biāo)信息。開(kāi)發(fā)板和傳感器所需要用到的電源由控制柜提供,并且開(kāi)發(fā)板留有固定裝置,可固定在控制柜 IRC5 的附近。其中 DSQC651 標(biāo)準(zhǔn) I/O 開(kāi)發(fā)板的端口使用參數(shù)如下: 圖 4.9 外接 651 標(biāo)準(zhǔn) I/O 開(kāi)發(fā)板 圖中:A-數(shù)字輸出信號(hào)指示燈;B- X1 數(shù)字輸出接口;C- X6 數(shù)字輸出接口;D- X5 是 DeviceNet 接口;E- X3 數(shù)字輸入接口;F-模塊狀態(tài)指示燈;G-數(shù)字輸入信號(hào)指示燈。 表 4.1 板上普通端子引腳信息參數(shù) X1端子編號(hào) 使用定義 地址分配 X3端子編號(hào) 使用定義 地址分配 1 OUTPUT_CH1 32 1 INPUT_CH1 0 2 OUTPUT_CH2 33 2 INPUT_CH2 1 3 OUTPUT_CH3 34 3 INPUT_CH3 2 4 OUTPUT_CH4 35 4 INPUT_CH4 3 5 OUTPUT_CH5 36 5 INPUT_CH5 4 6 OUTPUT_CH6 37 6 INPUT_CH6 5 7 OUTPUT_CH7 38 7 INPUT_CH7 6 8 OUTPUT_CH8 39 8 INPUT_CH8 7 9 0V 9 0V 10 24V 10 未使用 表 4.2 板上特殊端子引腳引腳信息參數(shù) X5端子編號(hào) 使用定義 X6端子編號(hào) 使用定義 地址分配 1 0V BLACK 1 24V 2 CAN 信號(hào)線 low BLUE 2 模擬輸入 ADC1 6-10 3 屏蔽線 3 模擬輸入 ADC2 11-15
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