一、基于PMAC的开放式弧焊机器人控制系统（论文文献综述）
张鄢雄[1]（2020）在《基于PMAC的工业机器人运动控制研究》文中认为工业机器人已深入制造业,为解放劳动力提供帮助。随着电脑和控制系统发展,工业机器人行业发展迅猛,尤其是对机器人的操控,整体的系统组成。工业机器人的研究主要存在两个问题:（1）机器人的尺寸参数和连杆结构不同型号差异大,需要针对性地建模。（2）控制运动过程的算法各不相同,不同算法实现的模拟效果是什么样,真实上机测试结果如何,是亟待解决的问题。首先,采用D-H建模法建立汉系列六自由度工业机器人的模型,用每个机械臂的A矩阵相乘推导出正运动学方程,并对机械臂进行解耦,分别用逆位置运动学和逆姿态运动学求解机械臂六个关节角度值,并提出逆解优化方案,最后推导机械臂的雅克比矩阵,为以后的路径规划和动力学奠定基础。其次,选取三种典型路径规划方法,对比其优缺点,结果证明人工势场法在位姿空间里建立势场的难度较大,并且仅能针对极少控制点来计算,最终反应到各个关节轴,该方法在简单场景可行。在复杂或者高维空间的应用场景,PRM算法和RRT算法无需解位姿空间的构成,仅通过检测随机洒出的采样点的碰撞即可判断路径是否成功。第三,在关节空间探究多种轨迹规划,分析每种轨迹规划在位移,速度,加速度等参数在不同时间段的数值对机器人运行的影响,并均基于Matlab平台实现仿真模拟。在笛卡尔空间研究直线插补和圆弧插补两种轨迹规划方式,最终发现七段S轨迹规划能让速度曲线变得平滑,加速度连续,让电机稳定运行。最后,实现机器人运动控制,介绍硬件整体方案,PMAC运动控制卡主要功能和配套的软件平台及其组件。在上机测试时,首先进行PID参数调整,找到不当参数调节曲线的原因,并给出解决方案,最终得到效果良好的PID调节参数,最后使用编写的运动程序在机械臂上进行多种轨迹规划实测。本文的创新点如下:1.基于汉系列工业机器人,分析确定其D-H参数,建立对应的抽象模型,并根据机械臂模型推导出正运动学和逆运动学方程,经Matlab验证是正确的方程。2.在同一场景下,对比了人工势场法,RRT算法和PRM算法在路径规划里的效果,得到了PRM算法和RRT算法更适合多维复杂空间的结论。3.在汉系列工业机器人基础上实际运行同一段路径条件下,对比了多项式轨迹,梯形轨迹,五段S轨迹,七段S轨迹等轨迹规划的实际效果,得到了七段S轨迹能让速度变化最为平滑,加速度连续的结论。
蔡倩倩[2]（2019）在《基于机器视觉的馒头分拣机器人轨迹规划研究》文中研究指明在我们中国,馒头、饼干、面包等面制食品在中国传统饮食中有着非常重要的地位,其中食品分拣是机器人包装工序中的关键步骤。传统的食品生产线存在前序生产力大、后续包装力小、人工分拣效率低等问题,更重要的是对食品造成了二次污染,难以满足人们日常的生活需求。因此,为进一步提高馒头生产线的分拣力度结合机器视觉和分拣机器人等技术,不仅显着提高了馒头的分拣效率,还避免了对食品的二次污染。本课题是企业合作项目,主要配合郑州多福多馒头生产线实际生产工况需求,实现分拣机器人稳定、安全、快速的完成对生产线上馒头的分拣工作。因此,本课题以自主设计的分拣机器人为研究对象,主要从可达工作空间、末端轨迹规划、机器视觉关键技术和控制系统等方面进行研究。首先:根据分拣机器人的结构特征,完成对机构运动学、雅可比矩阵分析、奇异位形分析和工作空间分析,根据约束条件确定机器人机构的尺寸参数。利用极限边界搜索方法求解末端可达工作空间,并用MATLAB软件绘制出三维图像,保证了机器人馒头生产线分拣范围的要求。其次:由于相机成像会出现畸变,提出采用非线性张正友标定完成相机的标定,并规划了对机器人-生产线-视觉系统之间的标定过程。根据目标处理与识别完成了对图像的预处理、边缘检测和目标特征提取、定位过程,为机器人控制系统提供生产线上馒头的相关信息;根据馒头生产线实际工况,提出在拍照区域和分拣固定区域安装光电开关和挡板,避免了实际工作中目标重复跟踪、漏拣等情况的发生,实现对馒头生产线上目标的位置跟踪。再次:为保证分拣机器人操作过程的安全性、平稳性、高效性,研究适用于高速分拣操作的路径规划,提出了改进的椭圆形运动轨迹,该轨迹可以通过调整不对称参数Af和匀速周期参数af改变轨迹的运动规律,并对其进行分析验证。为提高分拣效率,基于A*搜索算法搜寻最短路径得到最佳分拣排序,实验证明机器人根据A*搜索算法得到的最佳排序结合改进的椭圆形运动轨迹,保证了分拣任务需求。最后:通过对分拣任务需求分析,完成对整个分拣系统平台的搭建,确定研华工控机610+PMAC控制卡和相关硬件的选型。通过对整个控制系统的功能需求分析,利用上位机软件实现对整个系统的控制设计,并完成了PMAC运动控制、摄像机和计算机之间的通讯连接和PMAC运动控制卡与驱动系统、光电开关等硬件接口的连接。为方便人工交互控制,利用VC++完成对整个控制系统的界面设计。
何宇[3]（2018）在《基于PMAC的水切割机器人控制系统研究》文中认为水射流加工技术作为一项近几十年来十分热门的新兴技术,其发展十分迅速,被广泛地应用于各行各业和人们生活的各个方面,水射流加工技术在机械制造、汽车、航空航天、食物、医疗等行业都得到了成功应用。水射流加工技术与现代加工技术相结合,可形成了一种先进的非接触特种加工工具。工业机器人在空间范围内拥有很强的运动灵活性和较大的工作空间,将水射流加工技术和工业机器人技术相结合,简单的二维水射流加工方式可以扩展至三维复杂曲面的加工。论文首先对水切割机器人的总体结构进行了分析,研究了磨料水射流切割系统的组成,磨料水射流切割机理。论文以水切割机器人的为研究对象,采用D-H件坐标系规则,利用坐标变换矩阵建立了水切割机器人的运动模型,并根据D-H参数对水切割机器人正逆运动学算法进行了分析,并对逆解过程中出现的多解问题提出了多解删减方案,为PMAC运动程序和上位机程序的编写奠定基础。论文以水切割机器人为背景,为克服传统机器人控制体系结构的固有缺陷,提出基于“IPC+PMAC运动控制器”主从分布式双微处理器的硬件控制方案,构建了一套开放式运动控制系统。该控制系统以IPC为基础,PMAC运动控制器为控制核心,IPC与PMAC运动控制器之间采用PCI总线和DPRAM两种方式进行通信,形成控制中心。系统采用松下MINAS A系列的交流伺服电机及与之匹配的驱动器构成半闭环伺服驱动系统,接收PMAC发出的控制信号,实现对各运动轴的控制。并利用PMAC自带的PID Tuning软件对各运动轴电机进行PID整定以达到更好的控制性能。论文针对水切割机器人加工的特点和要求,运用模块化的思想,完成了水切割机器人控制系统软件平台的开发,分为IPC机上层管理软件、下层PMAC实时控制软件和上下位机通讯功能三个部分。管理软件主要完成人机界面、参数管理、状态显示等非实时功能;实时控制软件主要完成插补运算、位置和速度控制等基本控制功能;IPC与PMAC通过Pcomm32动态链接库建立通讯。
彭佳栋[4]（2016）在《基于虚拟运动控制器的工业机器人通用软件平台开发》文中认为随着机器人技术以及相关学科的飞速发展,现代机器人的应用场合越来越多,开放式控制系统成为控制领域的研究热点之一。PC+DSP运动控制器模式为开放式控制系统提供了良好的基础,具有广泛的应用场景。因此,开发一个完备的机器人控制平台具有非常重要的意义。论文首先放眼国内外开放式运动控制系统的现状,以工厂应用为主攻方向,分析其需求,选取了合适的操作系统、编程语言以及软件开发技术。然后从总体架构、硬件结构、模块设计、整体流程四个方面对软件平台进行了设计和规划。论文主要工作是在机器人通用控制系统的机器人重构和虚拟运动控制器模块上做出了深入的研究和实现。C3界面框架设计实现了简单可依赖的人机交互界面；插件技术和XML技术的应用使得整个系统灵活多变；以C++多态性和设计模式为指导设计出虚拟运动控制器模块的,将控制系统的软件部分和硬件部分有机的分离开来；创新性的加入了机器人重构模块,使其不再局限于若干种机器人模型；而多线程技术的应用,在强大的硬件支持上进一步提高了软件的性能。最后,利用自建三套硬件平台来验证控制系统的适用性,并对其进行调试。经过测试,机器人通用软件平台重构和虚拟运动控制器整体设计良好,控制效果良好,通用性强,达到了开放式控制系统各方面要求。
嵇钟辉[5]（2015）在《模块化六自由度轻载搬运机器人控制系统设计》文中进行了进一步梳理在过去几年中,机器人产业在国内受到了比以往任何时候都要多的关注。搬运机器人作为被广泛应用的一种机器人类型,目前被较多地应用于工厂生产线的搬运工作。为解决企业实际需求,本文通过相关的企业实际调研,基于开放式多轴运动控制卡,为自主设计研发的六自由度轻载搬运机器人开发一套通用性强和扩展性好的控制系统,以确保机器人稳定地完成工作任务。最后基于该套控制系统,进行机器人误差补偿、负重及示教搬运实验。本文针对六自由度轻载搬运机器人的主要研究内容如下:（1）分析机器人的构型,利用D-H参数法建立机器人坐标系,依据机器人的连杆参数,推导出机器人运动学方程,为之后的控制软件编程提供理论基础,基于运动学方程,使用matlab仿真出机器人的工作空间;（2）根据机器人的实际工作需求,确定机器人总体控制方式,搭建机器人硬件控制系统,并基于该系统,利用VC++6.0编程语言,编写能够实现模块运动、运动学计算、示教等功能的机器人控制软件;（3）搭建机器人综合实验平台,使用高精度激光跟踪仪测量机器人的实际连杆参数,标定连杆参数误差,并在控制软件中进行误差修正,实现机器人的精确运行;进行机器人的绝对定位精度实验,测定机器人的定位误差;进行机器人负重及示教搬运实验,测试验证机器人性能是否满足工作要求。本论文的研究为模块化六自由度轻载搬运机器人的工程应用奠定了基础。
许光驰,杨海涛[6]（2014）在《基于WinCE的弧焊机器人开放式操作系统》文中认为研究国内外弧焊机器人控制系统的特点及控制系统发展与要求,分析嵌入式系统的应用现状以及弧焊机器人系统需求;研究基于WinCE的嵌入式开放操作系统的控制方式,实现其与控制系统相关的功能,并设计相关软件结构、采用合理通讯方式和人机交互等,实现弧焊机器人的轨迹运动控制系统。该研究成果目前已成功应用于奇瑞汽车焊接生产线。
兰文宝[7]（2013）在《基于PMAC的工业机器人控制系统研究与实现》文中研究表明工业机器人运行稳定、速度快、精度高、适应环境能力强，市场前景十分广阔。机器人控制系统是机器人系统中的指挥中枢，因此机器人控制系统必须可靠性高、功能全面、响应速度快。本文分析了工业机器人控制系统的现状和发展趋势，接着设计了工业机器人控制系统的硬件平台，编写了机器人控制系统的部分软件，最后探讨了从控制角度降低工业机器人系统的运行误差的办法，具体如下。首先建立了工业机器人的正、逆运动学模型，运动学模型是工业机器人运动控制的理论基础，它是工业机器人控制系统软件部分的运动控制模块的算法基础。之后设计了工业机器人控制系统的硬件部分。首先进行控制系统总体设计，然后对主要部件进行选型。工业机器人控制系统的运动控制器选择了PMAC运动控制器系列的CLIPPER PMAC控制器。伺服系统选择松下的A4系列驱动器和对应的电机。之后设计了示教盒硬件电路并制作电路板。最后设计了与PMAC与驱动器的接口板和安全及逻辑处理电路。控制系统采用目前机器人行业主流配置与主流技术，具有良好的开放性，并且设计专用电路排除干扰提高系统可靠性。接着设计了工业机器人控制系统的软件部分。工业机器人控制系统软件包括上位机人机交互界面、PMAC运动控制、示教盒部分单片机程序。详细设计了示教盒的功能、组成和通讯协议，并编写了示教盒的单片机程序。最后编写PMAC运动控制卡软件，包括机器人运动程序，PLC程序，以及相关变量的定义。运动程序规划了运动模式、速度、加速等。PLC程序组织各子程序有效运行系统并监控系统运行状态。机器人控制系统的软件按模块化、分层次设计，结构清晰，便于修改以及后续升级维护；各个功能模块相对独立，便于调试和编写。最后探讨了从控制角度降低工业机器人系统的运行误差办法。通过自动方式和手动方式调整PMAC运动控制器的PID参数减小误差，引入模糊控制理论进一步减小误差。并以圆弧轨迹为例，采集并分析了系统运行所产生误差曲线。通过对比原始曲线、PMAC本身PID调整以后的曲线和引人模糊控制器曲线，确定这是一种有效的降低误差的方法。
朱万辉[8]（2012）在《七自由度焊接机器人控制系统设计》文中研究表明工业机器人是现代制造业的重要自动化装备，广泛用于汽车整车、工程机械、电力等众多行业。焊接机器人技术是工业机器人的研究重点，它能够有效的改善工人劳动条件，提高生产率。理论上，具有六个自由度的焊接机器人可以在三维空间内到达任意位置和方向，但在实际执行过程中由于空间障碍物的存在，机械手会缺失一个或几个自由度从而很难顺利完成工作。因此，有着更高灵活度的七自由度的焊接机器人越来越受到人们的关注，而作为其核心的控制系统也越发显得重要。但目前许多针对七自由度焊接机器人控制系统的研究仍停留在理论阶段，基于这一现状，本文初步设计并完成基于PC+PMAC的七自由度焊接机器人控制系统设计，具体完成以下几个方面内容：分析设计七自由度焊接机器人总体方案。根据基本技术要求，建立七自由度焊接机器人模型；同时对控制系统的硬件进行选择和连接。编程实现控制系统上下位机程序。根据机器人工作需求，对控制软件进行功能划分。定义八条运动指令用于控制七自由度焊接机器人运动；利用Visual C++6.0结合PMAC自带开发包PCOMM32实现上位机软件；下位机软件通过编写PLC程序与PMAC运动程序来完成。完成了七自由度焊接机器人的运动仿真。分别利用MATLAB软件和ADAMS软件，求解机器人运动过程中的末端位姿，并对末端曲线进行测量、比较分析；实验结果证明了机器人机械结构设计的合理性，同时得到的实验数据为以后优化控制系统奠定了基础。
李瑞峰,陈健,葛连正[9]（2011）在《基于Windows CE的弧焊机器人控制系统》文中进行了进一步梳理在分析Windows CE应用于弧焊机器人控制系统优势的基础上,提出了研制基于Windows CE平台的弧焊机器人控制系统的构想.采用"嵌入式工控机+运动控制卡"的上下位机模式构建机器人控制系统,上位机采用Windows CE嵌入式系统进行系统管理等弱实时任务的调度,下位机采用运动控制卡调度以运动控制为主的强实时控制任务.研究了基于Windows CE弧焊机器人控制系统的体系结构与实现过程;实现了系统的软硬件搭建以及控制系统软件的开发,实践证明基于Windows CE的弧焊机器人控制系统能够满足工程实际的要求.
杨海涛[10]（2011）在《基于WinCE的弧焊机器人控制系统研究》文中研究说明本课题来源于―高档数控机床与基础制造装备‖的科技重大专项。本文的主要工作是进行六公斤弧焊机器人运动轨迹规划算法的研究及控制系统软件设计。目前国内弧焊机器人应用广泛,市场需求巨大,但应用的弧焊机器人大多是从国外公司引进的,因此实现弧焊机器人的自主研发设计和产业化有着重要的意义。本文在分析了当前国内外焊接机器人及其控制系统研究现状的基础上,结合我国国情进行设计了六公斤新型弧焊机器人。其相对于第一代示教机器人在控制系统及其软件等方面都有了很多改进,系统的稳定性和可靠性方面都有很大提高。机器人运动学和动力学分析是弧焊机器人运动轨迹规划及运动控制的基础。针对6自由度弧焊机器人的构型,考虑到其几何结构和奇异性问题,采用了几何投影法与解析法相结合来求解机器人的运动学,这种方法相对于解析法可以大大减少运算量,提高算法的实时性。本课题采用拉格朗日法求解了弧焊机器人的动力学方程。在运动学的基础上进行了弧焊机器人的雅可比矩阵和奇异位形的分析,为运动控制程序算法提供理论依据。弧焊机器人的运动轨迹规划主要是在笛卡尔空间中进行的,因为其运动路径精确。针对笛卡尔空间的运动轨迹规划,研究了空间直线和圆弧两种基本的插补算法。在空间直线和圆弧插补的基础上,研究了弧焊机器人特有的运动形式——摆弧运动的空间插补算法,采用的是空间矢量插补方法。目前工业机器人的控制系统普遍采用的是Windows XP系统,在实时性和稳定性等方面存在一定问题。针对这一普遍问题,选用嵌入式操作系统解决,考虑到系统及应用程序开发的难易性等选择了Windows Embedded CE操作系统。通过定制WinCE操作系统及实现相关的功能,让操作系统满足上位机控制系统的功能需要。在WinCE操作系统定制成功的基础上,按模块化的设计思想,开发了基于WinCE操作系统的上位机应用程序,主要是完成控制系统的通信等功能。在控制系统调试完成之后,对弧焊机器人末端进行重复定位精度测试实验,结果验证达到了设计要求,说明控制系统性能可靠。最后对弧焊机器人的空间直线和圆弧焊缝进行了焊接实验,实验结果与预期相吻合。同时通过实验验证了轨迹规划插补算法的正确性。
二、基于PMAC的开放式弧焊机器人控制系统（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、基于PMAC的开放式弧焊机器人控制系统（论文提纲范文）
（1）基于PMAC的工业机器人运动控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外发展现状 |
| 1.2.2 国内发展现状 |
| 1.3 主要研究内容及论文总体设计 |
| 第2章 机器人运动学分析及建模 |
| 2.1 机器人建模基础 |
| 2.1.1 位置与姿态 |
| 2.1.2 刚性运动 |
| 2.1.3 齐次变换 |
| 2.2 D-H建模及Matlab仿真验证 |
| 2.2.1 D-H建模 |
| 2.2.2 DH参数Matlab仿真验证 |
| 2.3 正运动学分析 |
| 2.3.1 正运动学方程 |
| 2.3.2 正运动学方程Matlab仿真验证 |
| 2.4 逆运动学分析 |
| 2.4.1 逆运动学方程 |
| 2.4.2 逆运动学方程Matlab仿真 |
| 2.5 雅可比矩阵 |
| 2.6 本章小节 |
| 第3章 机器人的路径规划 |
| 3.1 人工势场法 |
| 3.1.1 基本思想 |
| 3.1.2 引力场 |
| 3.1.3 斥力场 |
| 3.1.4 势场法缺陷与改进 |
| 3.1.5 人工势场Matlab仿真 |
| 3.2 RRT算法路径规划 |
| 3.2.1 RRT算法原理 |
| 3.2.2 RRT算法缺陷与改进 |
| 3.2.3 RRT算法Matlab仿真 |
| 3.3 PRM算法 |
| 3.3.1 PRM算法原理 |
| 3.3.2 PRM算法缺陷与改进 |
| 3.3.3 PRM算法Matlab仿真 |
| 3.4 三种路径规划算法对比 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 机器人轨迹规划研究 |
| 4.1 关节空间轨迹规划研究 |
| 4.1.1 基于三次多项式的轨迹规划及其Matlab仿真 |
| 4.1.2 过路径点的三次多项式轨迹规划及其Matlab仿真 |
| 4.1.3 基于五次多项式的轨迹规划及其Matlab仿真 |
| 4.1.4 基于抛物线的的梯形速度曲线轨迹规划 |
| 4.1.5 基于五段S曲线的轨迹规划 |
| 4.1.6 基于七段S曲线的轨迹规划 |
| 4.1.7 关节空间轨迹规划小结 |
| 4.2 笛卡尔空间轨迹规划 |
| 4.2.1 直线插补及其Matlab仿真 |
| 4.2.2 圆弧插补及其Matlab仿真 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 机械臂整体平台搭建和调试 |
| 5.1 机械臂硬件平台 |
| 5.1.1 六轴机械臂控制系统整体方案 |
| 5.1.2 PMAC运动控制器 |
| 5.1.3 伺服系统选择 |
| 5.1.4 伺服系统的控制方式 |
| 5.1.5 伺服系统连接 |
| 5.2 机械臂软件平台 |
| 5.2.1 PEWin32 PRO |
| 5.2.2 PMAC内置变量 |
| 5.3 上机调试 |
| 5.3.1 PMAC与计算机连接 |
| 5.3.2 PMAC的位置环反馈极性调整 |
| 5.3.3 PMAC的 PID调整 |
| 5.4 运动测试 |
| 5.4.1 多项式轨迹规划测试 |
| 5.4.2 梯形轨迹规划测试 |
| 5.4.3 五段S轨迹规划测试 |
| 5.4.4 七段S轨迹规划测试 |
| 5.4.5 直线插补测试 |
| 5.4.6 圆弧测试 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得学术成果 |
（2）基于机器视觉的馒头分拣机器人轨迹规划研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.2 基于机器视觉的分拣机器人相关技术研究 |
| 1.2.1 机器视觉研究 |
| 1.2.2 运动学研究 |
| 1.2.3 轨迹规划研究 |
| 1.3 基于机器视觉的分拣机器人应用 |
| 1.3.1 分拣机器人的工业应用 |
| 1.3.2 分拣机器人的食品产业应用 |
| 1.3.3 分拣机器人的其它产业应用 |
| 1.4 本文的主要内容及章节安排 |
| 2 分拣机器人运动学分析 |
| 2.1 分拣机器人运动学建模 |
| 2.1.1 分拣机器人机构分析 |
| 2.1.2 运动学逆解分析 |
| 2.1.3 运动学正解分析 |
| 2.2 机器人奇异位形分析 |
| 2.2.1 机器人的雅可比矩阵 |
| 2.2.2 奇异位形分析 |
| 2.3 机器人末端可达工作区间分析 |
| 2.3.1 工作空间的约束条件分析 |
| 2.3.2 可达工作空间仿真分析 |
| 本章小结 |
| 3 基于机器视觉的关键技术分析 |
| 3.1 视觉系统的标定 |
| 3.1.1 摄像机成像模型 |
| 3.1.2 相机标定 |
| 3.1.3 视觉系统-传送带-机器人之间的标定 |
| 3.2 目标处理与识别 |
| 3.2.1 图像预处理 |
| 3.2.2 图像边缘检测 |
| 3.2.3 目标识别 |
| 3.3 目标跟踪 |
| 本章小结 |
| 4 分拣机器人的轨迹规划研究 |
| 4.1 轨迹规划需求分析 |
| 4.2 分拣机器人末端轨迹规划分析 |
| 4.2.1 末端空间椭圆形轨迹规划 |
| 4.2.2 改进的椭圆形轨迹规划 |
| 4.2.3 轨迹规划对比分析 |
| 4.3 最短路径优化分析 |
| 本章小结 |
| 5 基于机器视觉的分拣机器人控制系统设计 |
| 5.1 控制系统整体方案设计 |
| 5.1.1 控制系统设计需求分析 |
| 5.1.2 控制系统整体结构设计 |
| 5.2 分拣机器人控制系统硬件设计 |
| 5.2.1 控制系统硬件设计 |
| 5.2.2 视觉控制系统硬件设计 |
| 5.3 分拣机器人控制系统的软件设计与通讯 |
| 5.3.1 控制系统的软件设计 |
| 5.3.2 控制系统通讯与电路连接 |
| 5.4 控制系统的界面设计 |
| 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 总结 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（3）基于PMAC的水切割机器人控制系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究概述及背景 |
| 1.2 水射流加工技术概述 |
| 1.2.1 水射流加工技术的特点 |
| 1.2.2 水射流加工技术国内外研究现状 |
| 1.2.3 水射流切割机器人 |
| 1.3 机器人控制系统伺服控制方案 |
| 1.4 本课题研究的主要内容 |
| 2 磨料水射流切割技术 |
| 2.1 磨料水射流切割系统组成 |
| 2.2 水射流的基本结构 |
| 2.3 磨料水射流的分类 |
| 2.3.1 后混合式磨料水射流 |
| 2.3.2 前混合式磨料水射流 |
| 2.3.3 前、后混合磨料水射流的性能比较 |
| 2.4 磨料水射流切割原理 |
| 2.4.1 磨料水射流切割机理 |
| 2.4.2 磨料水射流切割过程 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 水切割机器人运动学分析 |
| 3.1 水切割机器人物理模型 |
| 3.2 机器人位姿的描述和空间坐标变换 |
| 3.2.1 机器人位置与姿态的描述 |
| 3.2.2 齐次坐标变换 |
| 3.3 水切割机器人运动学分析 |
| 3.3.1 D-H坐标系法建模 |
| 3.3.2 正运动学求解 |
| 3.3.3 逆运动学求解 |
| 3.3.4 逆解优化选取 |
| 3.4 运动学算法验证 |
| 3.4.1 正运动学算法的验证 |
| 3.4.2 逆运动学算法的验证 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 水切割机器人控制系统的硬件结构 |
| 4.1 水切割机器人控制系统的硬件结构 |
| 4.1.1 工业控制计算机的选择 |
| 4.1.2 运动控制器的选择 |
| 4.2 PMAC运动控制器 |
| 4.2.1 PMAC的特点 |
| 4.2.2 PMAC内部变量说明 |
| 4.3 伺服系统连接 |
| 4.3.1 伺服电机与驱动器的选择 |
| 4.3.2 伺服系统控制方式的确定 |
| 4.3.3 PMAC与松下伺服系统的连接 |
| 4.3.4 数字逻辑控制模块 |
| 4.4 系统的PID参数调整 |
| 4.4.1 PMAC运动控制器中的PID整定 |
| 4.4.2 利用阶跃响应整定PID参数 |
| 4.4.3 利用抛物线响应整定系统动态特性 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 水切割机器人控制系统软件开发 |
| 5.1 水切割机器人控制系统软件平台总体设计 |
| 5.2 软件平台开发环境 |
| 5.3 上下位机的通讯 |
| 5.4 系统管理软件 |
| 5.4.1 人机交互界面 |
| 5.4.2 系统状态显示模块 |
| 5.4.3 系统参数设置模块 |
| 5.4.4 加工参数设置模块 |
| 5.5 实时控制软件 |
| 5.5.1 伺服控制模块 |
| 5.5.2 插补计算模块 |
| 5.5.3 程序译码模块 |
| 5.5.4 PMAC运动程序模块 |
| 5.5.5 PLC控制模块 |
| 5.6 总结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表论文及科研成果 |
| 致谢 |
（4）基于虚拟运动控制器的工业机器人通用软件平台开发（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 运动控制器 |
| 1.2.1 运动控制器的发展 |
| 1.2.2 开放式控制器 |
| 1.3 课题研究内容 |
| 1.4 论文结构安排 |
| 第2章 工业机器人通用软件平台整体规划和设计 |
| 2.1 软件平台的硬件基础和软件技术 |
| 2.1.1 硬件基础 |
| 2.1.2 软件基础 |
| 2.2 工业机器人通用软件平台需求与设计目标 |
| 2.2.1 软件平台需求分析 |
| 2.2.2 软件平台设计目标 |
| 2.3 工业机器人通用软件平台整体规划 |
| 2.3.1 软件平台分层架构 |
| 2.3.2 软件平台硬件结构 |
| 2.3.3 软件平台模块设计 |
| 2.3.4 软件平台工作流程 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 机器人重构和虚拟运动控制器的开发 |
| 3.1 XML解析器的开发 |
| 3.1.1 XML规范 |
| 3.1.2 XML解析器实现 |
| 3.2 多线程的应用 |
| 3.2.1 多线程技术 |
| 3.2.2 单线程拆分多线程 |
| 3.3 虚拟运动控制器 |
| 3.3.1 虚拟运动控制器通用硬件接口 |
| 3.3.2 虚拟运动控制器实现基础 |
| 3.3.3 虚拟运动控制器通用软件接口 |
| 3.3.4 虚拟运动控制器工作流程 |
| 3.4 机器人重构 |
| 3.4.1 机械手连杆定义 |
| 3.4.2 从关节变换阵到雅克比矩阵 |
| 3.4.3 重构机器人模型的保存 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 机器人软件平台实验结果 |
| 4.1 实验硬件基础 |
| 4.1.1 机器人简介 |
| 4.1.2 运动控制卡简介 |
| 4.2 软件平台通用化实验 |
| 4.2.1 新松机器人控制系统 |
| 4.2.2 PMAC和新松6轴机器人 |
| 4.2.3 研华PCI-1265和新松6轴机器人 |
| 4.2.4 PMAC运动控制卡和定制3轴机器人 |
| 4.2.5 实验结果分析 |
| 4.3 作业执行实验 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 课题工作总结 |
| 5.2 研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
| 附表1 虚拟运动控制器通用伺服定义 |
| 附表2 虚拟运动控制器通用软件接口 |
（5）模块化六自由度轻载搬运机器人控制系统设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 本文课题背景来源 |
| 1.3 工业机器人发展现状及趋势 |
| 1.3.1 国外工业机器人发展现状及趋势 |
| 1.3.2 国内工业机器人的发展现状及趋势 |
| 1.4 机器人控制系统发展现状 |
| 1.5 本文研究目的和内容 |
| 1.5.1 本文的研究意义及目的 |
| 1.5.2 本文的主要研究内容 |
| 第二章 六自由度轻载搬运机器人运动学分析 |
| 2.1 六自由度机器人机械结构总体分析 |
| 2.2 机器人运动学描述 |
| 2.3 六自由度机器人正运动学分析 |
| 2.3.1 机器人运动学变换矩阵 |
| 2.3.2 六自由度机器人正运动学分析及求解 |
| 2.4 工作空间的定义 |
| 2.5 六自由度轻载搬运机器人工作空间仿真 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 六自由度轻载搬运机器人控制系统硬件设计 |
| 3.1 控制系统总体方案 |
| 3.1.1 开放式控制系统 |
| 3.1.2 六自由度轻载搬运机器人控制系统总体方案设计 |
| 3.2 电气控制系统构成 |
| 3.2.1 上位机选型 |
| 3.2.2 运动控制卡选型 |
| 3.2.3 DTC附件板及I/O接口板 |
| 3.2.4 伺服电机选型 |
| 3.3 六自由度轻载搬运机器人电气系统设计 |
| 3.3.1 伺服系统抗干扰设计 |
| 3.3.2 光电零位传感器的检测设计 |
| 3.3.3 机器人手爪控制电路设计 |
| 3.3.4 机器人电机抱闸电路设计 |
| 3.3.5 六自由度轻载搬运机器人关节伺服控制主电路设计 |
| 3.3.6 六自由度轻载搬运机器人电气系统搭建 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 六自由度轻载搬运机器人控制系统软件设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 六自由度轻载搬运机器人控制系统软件总体方案设计 |
| 4.3 六自由度轻载搬运机器人控制软件各模块功能实现 |
| 4.3.1 软件初始化功能模块设计 |
| 4.3.2 模块组合功能实现 |
| 4.3.3 手动操作功能实现 |
| 4.3.4 状态检测功能模块设计 |
| 4.3.5 机器人运动学模块设计 |
| 4.3.6 机器人示教再现模块设计 |
| 4.3.7 机器人回零复位模块设计 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 六自由度轻载搬运机器人轨迹规划研究及PID整定 |
| 5.1 机器人的控制方式简介 |
| 5.2 机器人轨迹规划研究 |
| 5.2.1 轨迹规划过程 |
| 5.2.2 关节空间轨迹规划研究 |
| 5.2.3 笛卡尔空间轨迹规划算法研究 |
| 5.2.4 六自由度轻载搬运机器人PMAC插补运动程序 |
| 5.2.5 六自由度机器人轨迹仿真实验 |
| 5.3 六自由度轻载搬运机器人PID参数整定 |
| 5.3.1 PID控制简介 |
| 5.3.2 基于PMAC运动控制卡的PID参数整定 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 机器人定位精度与性能测试实验 |
| 6.1 六自由度机器人误差模型 |
| 6.2 六自由度机器人误差补偿 |
| 6.2.1 激光跟踪仪测量误差简介 |
| 6.2.2 激光跟踪仪测量误差实验 |
| 6.2.3 误差模型准确性验证 |
| 6.2.4 机器人定位误差与二次定位误差标定 |
| 6.3 机器人间隙补偿实验 |
| 6.4 机器人负重实验 |
| 6.5 机器人示教实验 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 总结和展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 研究成果及发表的学术论文 |
| 作者简介 |
| 导师简介 |
（6）基于WinCE的弧焊机器人开放式操作系统（论文提纲范文）
| 0前言 |
| 1 控制系统硬件设计 |
| 1.1 控制系统总体结构规划 |
| 1.2 控制系统设计 |
| 2 控制系统软件结构 |
| 3 控制系统软件的开发 |
| 3.1 控制软件的程序设计 |
| 3.2 控制系统的通信功能实现 |
| 4 结论 |
（7）基于PMAC的工业机器人控制系统研究与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 工业机器人概述 |
| 1.2 工业机器人及其控制系统现状与发展趋势 |
| 1.2.1 工业机器人发展现状 |
| 1.2.2 工业机器人的控制系统现状和发展趋势 |
| 1.3 研究的目的和意义 |
| 1.4 本文主要内容 |
| 1.5 论文的整体组织结构 |
| 第2章 运动学建模 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 运动学建模 |
| 2.2.1 建立坐标系 |
| 2.2.2 运动学正解算法 |
| 2.2.3 运动学逆解算法 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 控制系统硬件设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 控制系统部分的总体方案 |
| 3.3 运动控制器的选择 |
| 3.3.1 PMAC 运动控制器简介 |
| 3.3.2 PMAC 控制器的选型 |
| 3.3.3 PMAC 与系统连接 |
| 3.4 工控机的选型 |
| 3.5 伺服系统的选择 |
| 3.5.1 伺服驱动器和伺服电机的选型 |
| 3.5.2 伺服系统连接 |
| 3.6 安全处理单元设计 |
| 3.7 示教盒硬件设计 |
| 3.8 本章小结 |
| 第4章 控制系统软件设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 上位机程序结构 |
| 4.3 示教盒程序设计 |
| 4.4 PMAC 程序设计 |
| 4.4.1 正、逆运动学求解程序 |
| 4.4.2 运动程序 |
| 4.4.3 PLC 程序 |
| 4.4.4 程序变量说明 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 控制系统 PID 参数优化 |
| 5.1 引言 |
| 5.1.1 圆弧运动控制实验 |
| 5.2 调整 PMAC 参数降低误差 |
| 5.2.1 调整 PMAC 参数实验 |
| 5.3 构造模糊控制器降低误差 |
| 5.3.1 定义语言变量和语言值隶属函数 |
| 5.3.2 定义规则库 |
| 5.3.3 求模糊关系 |
| 5.3.4 模糊控制实验 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（8）七自由度焊接机器人控制系统设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 概述 |
| 1.2 国内外焊接机器人发展概况 |
| 1.2.1 国外焊接机器人发展概况 |
| 1.2.2 国内焊接机器人发展概况 |
| 1.3 课题背景及研究意义 |
| 1.3.1 课题的研究背景 |
| 1.3.2 课题的研究意义 |
| 第二章 七自由度焊接机器人总体方案设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 七自由度焊接机器人的基本技术要求 |
| 2.3 七自由度焊接机器人建模 |
| 2.3.1 七自由度焊接机器人构型设计 |
| 2.3.2 七自由度焊接机器人减速器的选型 |
| 2.3.3 七自由度焊接机器人电机的选型 |
| 2.3.4 七自由度焊接机器人三维模型 |
| 2.4 七自由度焊接机器人控制方案及硬件选择 |
| 2.4.1 七自由度焊接机器人控制系统方案选择 |
| 2.4.2 控制硬件选择 |
| 2.4.3 控制系统硬件连接 |
| 2.5 控制系统软件开发基础 |
| 2.5.1 开发环境及操作系统选择 |
| 2.5.2 PMAC 运动控制器 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 七自由度焊接机器人运动学分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 机器人运动学基础 |
| 3.2.1 齐次坐标变换 |
| 3.2.2 机器人几何位置姿态描述 |
| 3.3 七自由度机器人正运动学 |
| 3.3.1 七自由度焊接机器人连杆参数和关节变量 |
| 3.3.2 七自由度焊接机器人连杆坐标系的建立 |
| 3.3.3 七自由度焊接机器人运动学方程求解 |
| 3.4 七自由度焊接机器人逆运动学 |
| 3.4.1 第一至第四关节变量的确定 |
| 3.4.2 第五至第七关节变量的确定 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 七自由度焊接机器人控制系统软件实现 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 控制软件功能划分 |
| 4.3 上下位机数据交互 |
| 4.3.1 运动指令定义 |
| 4.3.2 反馈信息解析 |
| 4.4 控制系统上位机软件实现 |
| 4.4.1 机器人关节模式操作 |
| 4.4.2 机器人直角模式操作 |
| 4.4.3 上位机软件运行界面 |
| 4.5 控制系统下位机程序实现 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 基于ADAMS 与MATLAB 的七自由度焊接机器人运动仿真 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 运动学仿真 |
| 5.2.1 机器人的仿真模型建立 |
| 5.2.2 仿真与对比分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 结论和展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 图表索引 |
| 在校发表论文 |
| 致谢 |
（9）基于Windows CE的弧焊机器人控制系统（论文提纲范文）
| 1 弧焊机器人系统硬件平台 |
| 2 弧焊机器人控制系统的操作系统 |
| 2.1 弧焊机器人控制系统特点 |
| 2.2 弧焊机器人操作系统选择 |
| 3 弧焊机器人控制系统软件平台 |
| 3.1 Windows CE 操作系统的定制 |
| 3.2 软件系统设计 |
（10）基于WinCE的弧焊机器人控制系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源及研究目的和意义 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 课题研究目的和意义 |
| 1.2 国内外工业机器人的研究现状 |
| 1.2.1 国外工业机器人的研究现状 |
| 1.2.2 国内工业机器人的研究现状 |
| 1.3 机器人控制系统的研究和应用 |
| 1.3.1 嵌入式操作系统在机器人领域的应用 |
| 1.3.2 机器人控制系统软件研究现状 |
| 1.4 课题的研究内容 |
| 第2章 弧焊机器人运动学和动力学分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 弧焊机器人运动学建模 |
| 2.2.1 弧焊机器人坐标系建立及几何参数 |
| 2.2.2 弧焊机器人运动学正问题 |
| 2.2.3 弧焊机器人运动学逆问题 |
| 2.3 弧焊机器人动力学建模 |
| 2.3.1 机器人动力学方程求解方法 |
| 2.3.2 弧焊机器人动力学方程建模 |
| 2.4 弧焊机器人的雅克比矩阵 |
| 2.5 弧焊机器人工作空间分析 |
| 2.6 弧焊机器人奇异性分析 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 弧焊机器人运动规划研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 弧焊机器人笛卡尔空间运动规划 |
| 3.2.1 弧焊机器人空间直线插补算法 |
| 3.2.2 弧焊机器人空间圆弧插补算法 |
| 3.3 弧焊机器人摆弧算法研究 |
| 3.3.1 弧焊机器人平面摆弧算法 |
| 3.3.2 弧焊机器人的空间摆弧算法 |
| 3.4 弧焊机器人摆弧运动仿真 |
| 3.5 三次样条曲线拟合 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 弧焊机器人控制系统平台设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 控制系统硬件设计 |
| 4.2.1 控制系统总体结构 |
| 4.2.2 控制系统的硬件设计 |
| 4.3 控制系统软件设计总体结构 |
| 4.4 软件系统运行平台WinCE 系统 |
| 4.4.1 WinCE 操作系统的体系架构 |
| 4.4.2 WinCE 操作系统开发环境与功能需求 |
| 4.4.3 WinCE 嵌入式系统定制 |
| 4.4.4 WinCE 操作系统主要功能的实现 |
| 4.5 弧焊机器人控制系统上位机软件设计 |
| 4.5.1 弧焊机器人上位机控制软件设计原则 |
| 4.5.2 弧焊机器人上位机控制软件功能模块设计 |
| 4.6 弧焊机器人控制系统通信功能实现 |
| 4.6.1 上位机与示教盒通信 |
| 4.6.2 上位机与PMAC 运动控制卡通信 |
| 4.6.3 上位机与电机驱动器通信 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 弧焊机器人重复定位精度测定及焊接实验 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 弧焊机器人系统实验平台 |
| 5.3 弧焊机器人重复定位精度测量实验 |
| 5.3.1 实验数据测量 |
| 5.3.2 实验结果分析和结论 |
| 5.4 弧焊机器人末端运动轨迹测定实验 |
| 5.5 弧焊机器人焊接实验 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 致谢 |
四、基于PMAC的开放式弧焊机器人控制系统（论文参考文献）
- [1]基于PMAC的工业机器人运动控制研究[D]. 张鄢雄. 成都理工大学, 2020(04)
- [2]基于机器视觉的馒头分拣机器人轨迹规划研究[D]. 蔡倩倩. 河南工业大学, 2019(02)
- [3]基于PMAC的水切割机器人控制系统研究[D]. 何宇. 西华大学, 2018(01)
- [4]基于虚拟运动控制器的工业机器人通用软件平台开发[D]. 彭佳栋. 浙江大学, 2016(07)
- [5]模块化六自由度轻载搬运机器人控制系统设计[D]. 嵇钟辉. 北京石油化工学院, 2015(01)
- [6]基于WinCE的弧焊机器人开放式操作系统[J]. 许光驰,杨海涛. 电焊机, 2014(08)
- [7]基于PMAC的工业机器人控制系统研究与实现[D]. 兰文宝. 哈尔滨工程大学, 2013(04)
- [8]七自由度焊接机器人控制系统设计[D]. 朱万辉. 安徽工业大学, 2012(02)
- [9]基于Windows CE的弧焊机器人控制系统[J]. 李瑞峰,陈健,葛连正. 华中科技大学学报(自然科学版), 2011(S2)
- [10]基于WinCE的弧焊机器人控制系统研究[D]. 杨海涛. 哈尔滨工业大学, 2011(08)