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兩自由度并聯(lián)機器人控制系統設計
DOI:
CSTR:
作者:
作者單位:

(武漢理工大學(xué) 自動(dòng)化學(xué)院,武漢 430070)

作者簡(jiǎn)介:

諶孫杰(1991-),男,貴州凱里人,碩士研究生,主要從事嵌入式方向的研究。 [FQ)]

通訊作者:

中圖分類(lèi)號:

基金項目:


Design of Control System for Parallel Robot with Two Degree of Freedom 
Author:
Affiliation:

(School of Automation,Wuhan University of Technology, Wuhan 430070,China)

Fund Project:

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    摘要:

    針對機電裝配、醫藥包裝等行業(yè)自動(dòng)化抓取和放置實(shí)際應用的需求,設計了一種采用直線(xiàn)伺服驅動(dòng)技術(shù)的兩自由度高速并聯(lián)機器人;首先進(jìn)行了機器人的機械結構設計,并且通過(guò)運動(dòng)學(xué)分析,結合運用蒙特卡洛法與幾何法求解出并聯(lián)機器人的工作空間;其次采用MCU+CPLD(STM32F103+MaxⅡ)的雙控制架構,根據工作空間結構在MCU中設計出高效的運動(dòng)軌跡生成算法,并在CPLD中運用DDS技術(shù)將伺服運動(dòng)參數轉換成脈沖經(jīng)一級差分后輸出到伺服驅動(dòng)器;在雙控制器的通信方面合理利用CPLD中的狀態(tài)機提出了雙級數據緩沖方式,使得MCU寫(xiě)與CPLD讀交錯進(jìn)行,可以實(shí)現數據的無(wú)縫刷新;最后進(jìn)行了并聯(lián)機器人系統樣機的制作與調試,分析結果表明所研制的機器人控制系統能夠使機器人快速抓放金屬小球,實(shí)現穩定可靠運行。

    Abstract:

    To fit the demand of automatic pick and place in the manufacture process of medicine packaging and electromechanical assembling,a high-speed 2-DOF parallel robot using linear servo technology is designed in this thesis. Firstly, the mechanical structure design of the robot is introduced, according to the results of kinematics analysis, the workspace of the 2-DOF parallel robot is obtained via Monte-Carlo method and geometrical method. Secondly, a control system consist of MCU and CPLD(STM32F103+MaxII)is adopted, an efficient approach to generating motion curve programs in MCU is proposed based on workspace. And we use DDS(Direct Digital Frequency Synthesizer) to generate square wave in accordance with motion parameters, then we transform square wave to differential signals which will be sent to servo driver. In the design of communication between the two controllers, a two stage data buffer is presented by rational use of state machine in CPLD, which can realize the interleave of MCU read and CPLD write to achieve seamless refresh of data. Finally we complete the manufacture and adjustment of the robot demo, the results shows that the performance of the 2-DOF parallel robot system is stable and reliable, at the same time the robot can pick and place the prill quickly.

    參考文獻
    相似文獻
    引證文獻
引用本文

諶孫杰,馬璐,吳秋平.兩自由度并聯(lián)機器人控制系統設計計算機測量與控制[J].,2016,24(6):110-112, 127.

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歷史
  • 收稿日期:2015-12-08
  • 最后修改日期:2016-01-07
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  • 在線(xiàn)發(fā)布日期: 2016-07-27
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