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可用于生产线的工业机器人研究

作者:时间:2013-11-04来源:网络收藏
1简介
  
随着信息技术、材料技术、新能源技术等新技术与制造技术的相互交叉、渗透、融合,现在的制造业与过去相比有了许多重大而深刻的变化。El益增长的复杂性是现在制造业的一个重要特点,这不仅表现在制造系统中,还表现在所制造的产品,制造过程以及企业的结构中。这种复杂性为的发展提供了一个好的机遇,当然,也是一种挑战!东莞理工学院处于东莞松山湖高新开发区,东莞作为一个现代制造业名城,正处于产业转型的最关键时期,如果能适时的把应用到各企业生产线的改造中,无疑将有着巨大的空间和前景。
  
是一种精密型装配机器人,采用四轴伺服电机驱动控制,实现四轴空间联动,配置不同工具包可实现搬运、码垛、装配等工作,具有速度快、精度高、柔性好等特点,采用交流伺机服电机驱动,由操作机(机械本体)、、伺服驱动系统和传感装置构成:
  
(1)操作机:通过有限元分析、模态分析及仿真设计等现代设计方法的运用,机器人操作机已实现了优化设计。
  
(2):由开始应用香港固高科技有限公司的GT系列运动到自主开发基于ARM9的控制器,并且实现了软件伺服和全数字控制。
  
(3)伺服驱动系统:采用富士伺服器。
  
(4)传感装置:正在尝试使用激光传感器、视觉传感器和力传感器在机器人系统中应用,这样就能实现自动化生产线上物体的自动定位以及精密装配作业等,大大提高了机器人的作业性能和对环境的适应性。
  
(5)网络通信:机器人控制器已实现了与Canbus、Profibus总线及一些网络的连接,使机器人由过去的独立应用向网络化应用迈进了一大步,也使机器人由过去的专用设备向标准化设备发展。

2数据通信方式
  
由于所用的传输线少,传输的距离长,有利于实时控制和管理,所以本系统采用了方式,“”时,数据在一根数据线上~位一位地进行传输,每一位数据都占用某一固定的时间段,但由于计算机CPU与接口之间按并行方式传输,接口与外设之间按串行方式传输,因此在串行接口中必须有“接受移位寄存器”和“发送移位寄存器”,负责串行数据和并行数据间的转换,能够完成“串——>并”转换功能的电路称为“通用异步收发器”。在传输的速度上,串行通信明显低于并口通信,但是串行通信的成本低、通信距离长的优势是显而易见的。
  
信息传输在一个方向上只占用一根通信线,这根线既作数据线又作联络线,上位机与机器人间的协议按照如下三个级别来组织的。
  
(1)物理层:是指用来执行这种通信的硬件,包括数据线和控制线本系统中采用RS232串口,机器人一端为9针D形接头,另一端RJ-45接头连到了终端服务器TerminalServer扩展的串行接口上,然后通过终端服务器的网络接口与FMS局域网相连、最终实现与机器人控制算机的连接。硬件平台如图1。

(2)数据链路层:该层是一种低级的通信协议,该协议利用发送与接受特殊的控制字符确保信息可靠的发送。工业机器人控制器与上位计算机之间的信息交换由字符串组成,该字符串包括实际要交换的信息以及附加的控制字符,附加字符是必须的,以便接受设备能够决定是否已接受到一个完整的信息。发送一个机器人的控制指令,需要经过以下六个阶段:发送开相、打包发送、发送闭相、接受开相、接受解包和接受闭相。
  
(3)应用层:该层是一种高级的通信协议,该协议定义了每一种信息的内容以及每一种信息的响应。机器人控制器接受到一个信息后,信息必须由其控制器负责译码,并作出相应的动作,能够响应上位计算机信息指令的软件就称为应用级协议。在本系统中,主要由上位机发送L0ADV、SAVEV、JwAIT、START四类指令,实现微机启动机器人并进行实时监控。

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