四轴台式工业机器人运动控制系统的研究与设计

作     者：周泽湘 

作者单位：湖南科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：丁跃浇

授予年度：2013年

学科分类：08[工学] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

主      题：运动控制系统 IRL语言指令集 指令解释系统 台式工业机器人 

摘      要：工业机器人技术的发展和广泛运用，强有力地推进了工业技术的进步。同时现代化的大生产对台式工业机器人的实时性、精确性和可操作性都提出了更高的要求。运动控制系统作为台式工业机器人核心组成部分，在很大程度上决定了机器人性能。针对目前台式工业机器人控制系统的实时性差、可拓展性低、编译效率不高等问题，本文在对不同运动控制方案进行对比的基础上，构建了一套基于专用运动控制芯片的四轴台式工业机器人运动控制系统。 本文以台式工业机器人运动控制系统的实现为目标，对台式工业机器人运动控制系统进行了以下研究：第一部分是构建以专业运动控制芯片为核心的硬件系统，采用PCL6143运动控制芯片来完成对四个运动轴的实时精确控制，运用Motionnet高速串行通讯总线实现控制系统和上位机的通讯连接。第二部分结合台式工业机器人控制场合特点，参考已有编程语言的结构设计了完备正交、简洁高效的工业机器人编程语言即IRL语言(Industrial Robot language)。第三部分是IRL语言解释系统的设计和实现，采用上位机编译、下位机解释方式，借助Lex和Yacc两个分析工具完成词法和语法分析，IRL语言最终被解释成目标函数。最后编写解释系统集成开发环境，结合4个YAMAHA单轴工业机器人搭建成一个台式四轴工业机器人，完成了运动控制系统的软硬件的联合调试;试验结果证明设计的工业机器人运动控制系统的正确性和高效性。