基于以太网的工业机器人示教装置开发

论文摘要

机器人技术已广泛应用于工业、医学、科研和国防等各个领域,发挥着重要作用。示教装置是工业机器人的重要组成部分,它是实现机器人控制和人机交互的重要工具,对于运用在各种场所的工业机器人,基本上都需要经过示教后才能正常运行。操作者通过示教装置对机器人进行手动示教,控制机器人达到不同位姿,并记录各个位姿点的坐标。使用机器人语言进行在线编程,实现程序回放,让机器人再现程序要求的轨迹运动。本论文针对通用的六轴及六轴以下的工业机器人,提出了一种基于以太网的示教装置,其与机器人控制器组成上下位机结构,两者通过以太网进行通信。示教装置作为上位机,具有独立的硬件平台,其采用ARM+FPGA的架构,在ARM上运行操作系统,用FPGA来增加电路的灵活性。并研制出基于这种硬件架构的机器人示教装置。论文对示教装置的硬件设计、结构设计、控制逻辑和通信程序设计进行了详细的描述。其中重点讲述了硬件部分的设计,主要为电源设计,ARM与FPGA模块电路设计及其外围电路设计。最后对示教装置进行了测试来验证设计的正确性,结果表明示教装置能满足机器人示教编程和再现运行的功能,能够作为上位机对机器人进行操作。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外研究现状概述
• 1.3 论文的主要工作
• 2 示教装置硬件设计
• 2.1 示教装置硬件方案设计
• 2.2 电源模块设计
• 2.3 核心板设计
• 2.4 键盘模块电路
• 2.5 示教装置硬件平台
• 2.6 本章小结
• 3 示教装置结构设计
• 3.1 示教装置结构方案设计
• 3.2 示教装置器件选型
• 3.3 示教装置详细设计
• 3.4 示教装置结构件安装定位
• 3.5 示教装置面板布局
• 3.6 本章小结
• 4 示教装置控制逻辑和通信的程序设计
• 4.1 示教装置FPGA 程序设计
• 4.2 示教装置面板控制逻辑的程序设计
• 4.3 示教装置通信的程序设计
• 4.4 本章小结
• 5 示教装置测试
• 5.1 测试内容及结果
• 5.2 结论
• 6 结论与展望
• 致谢
• 参考文献