基于PLC控制的工业机器人系统的研究与实现

论文题目: 基于PLC控制的工业机器人系统的研究与实现

论文类型: 硕士论文

论文专业: 机械电子工程

作者: 卞洪元

导师: 许映秋,郁建平

关键词: 工业机器人,交流伺服控制,轨迹规划,运动实现

文献来源: 东南大学

发表年度: 2005

论文摘要: 在工业自动化领域,可编程控制器(PLC)、机器人和CAD/CAM成为自动控制的三大技术支柱,在现代工业中发挥着巨大的作用。目前工业机器人由设计开发到应用已经相当普及,且绝大部分采用交流伺服驱动系统,控制器往往采用基于PC或DSP的嵌入式控制器。但是,随着PLC技术的快速发展,特别是运动控制和网络功能的加强,PLC已经能够实现对机器人的控制,因此对基于PLC控制的工业机器人系统进行研究并实现运动控制就显得十分必要。本文首先对工业机器人的总体结构和设计要求进行分析,完成了其结构设计。对伺服控制系统和工业机器人驱动特点进行了论述,确定工业机器人驱动采用全数字交流伺服控制系统,并完成了伺服电机和驱动器的选择。其次,在对工业机器人控制器进行分析的基础上,阐述了本课题工业机器人采用A-B PLC控制的理由,详细介绍了A-B PLC ControlLogix控制系统,包括处理器、运动控制模块以及与上位机的通讯等,完成了工业机器人ControlLogix系统的硬件和软件设计。随后对工业机器人进行了运动控制分析,阐述了基于PLC控制的工业机器人系统的轨迹控制及运动组态,实现了对机器人的运动控制。最后,论文对全文进行总结,并提出了进一步研究的展望。

论文目录:

摘要

Abstract

第一章 绪论

1.1 课题背景

1.1.1 工业机器人

1.1.2 可编程控制器

1.2 课题的研究意义

1.3 本课题主要研究内容

第二章 工业机器人总体方案

2.1 概述

2.2 工业机器人结构分析

2.3 工业机器人设计的基本要求

2.4 工业机器人结构设计

2.5 工业机器人的控制系统

2.5.1 控制系统的特点和组成

2.5.2 伺服控制系统

2.6 工业机器人的控制器选择

2.6.1 工业机器人控制器

2.6.2 可编程控制器（PLC）选择

第三章 工业机器人的驱动系统

3.1 工业机器人驱动方式

3.2 工业机器人电机驱动系统及其驱动器

3.2.1 电动驱动系统

3.2.2 工业机器人位置和速度检测

3.2.3 伺服驱动器

第四章 工业机器人的控制器

4.1 A-B PLC

4.2 CONTROLLOGIX控制系统

4.2.1 ControlLogix 控制系统概述

4.2.2 ControlLogix 控制系统优点

4.2.3 工业机器人ControlLogix 控制系统

4.2.4 ControlLogix 控制系统与上位机通讯

4.3 RSLOGIX5000 编程软件

4.4 系统组态

4.5 工业机器人CONTROLLOGIX系统组成及原理

第五章 工业机器人的运动控制分析

5.1 位形空间与自由度

5.2 点位(PTP)与连续(CP)控制

5.3 多轴协调控制

5.4 工业机器人运动路径的轨迹规划

5.4.1 工业机器人的运动学方程

5.4.2 工业机器人的运动学方程正解

5.4.3 工业机器人的运动学逆解

第六章 工业机器人的运动控制实现

6.1 工业机器人的运动控制原理

6.2 输入/输出分析

6.3 I/O 地址分配

6.4 线路连接

6.5 运动控制编程

6.5.1 选择一个CST(协调系统时间)主设备

6.5.2 添加运动模块1756-M08SE

6.5.3 1756-M08SE 添加SERC0S驱动器

6.5.4 组态运动轴

6.5.5 Position(位置)参数设置

6.6 工业机器人的精度分析

第七章 总结

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

发布时间: 2007-06-11

参考文献

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