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1、基于PLC的工業(yè)機(jī)器人控制研究——畢業(yè)設(shè)計(jì)中期答辯姓名：毛隆雨學(xué)號(hào)：20115230班級(jí)：電氣1103指導(dǎo)教師：白克強(qiáng)42351課題的背景及意義課題主要研究?jī)?nèi)容本階段工作目標(biāo)已完成任務(wù)工作計(jì)劃目錄?課題的背景及意義:1、工業(yè)機(jī)器人在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，自動(dòng)控制的三大支柱產(chǎn)業(yè)是可編程控制器（PLC）、機(jī)器人和CAD/CAM，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著巨大的作用。工業(yè)機(jī)器人在許多生產(chǎn)領(lǐng)域的使用實(shí)踐證明，它在提高生產(chǎn)自動(dòng)化水平，產(chǎn)品質(zhì)量和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率以及經(jīng)濟(jì)效益，改善工人勞動(dòng)條件等方面，有著令世人矚目的作用。目前工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用狀況，是一個(gè)國(guó)家工業(yè)自動(dòng)化水平的重要標(biāo)志。工業(yè)機(jī)
2、器人是現(xiàn)代制造業(yè)重要的自動(dòng)化裝備，它集機(jī)械、電子、控制、計(jì)算機(jī)、傳感器、人工智能等多學(xué)科先進(jìn)技術(shù)于一體，通過(guò)重復(fù)編程和自動(dòng)控制，完成制作工程中的操作任務(wù)的機(jī)電一體化的機(jī)械設(shè)備和系統(tǒng)。1962年美國(guó)Unimation公司的第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人“UNIMATE”在美國(guó)通用汽車公司(GM)投入使用，這標(biāo)志著第一代機(jī)器人的誕生，從此，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)日趨成熟，已經(jīng)成為一種標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備被工業(yè)界廣泛應(yīng)用。?課題的背景及意義:2、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀進(jìn)入20世紀(jì)80年代，工業(yè)機(jī)器人的制造形成產(chǎn)業(yè)，并被廣泛用于制造行業(yè)：如美國(guó)的PUMA機(jī)器人、意大利的SMART機(jī)器人、日本的MOTOMAN機(jī)器人
3、、德國(guó)的KUKA機(jī)器人、ABB公司的IRB機(jī)器人等。工業(yè)機(jī)器人在許多生產(chǎn)領(lǐng)域的使用實(shí)踐證明，工業(yè)機(jī)器人的普及是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，提高社會(huì)生產(chǎn)效率，推動(dòng)企業(yè)和社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展的有效手段。近幾年世界機(jī)器人推出的產(chǎn)品來(lái)看，工業(yè)機(jī)器人技術(shù)正在向智能化、模塊化和系統(tǒng)化的方向發(fā)展，其發(fā)展趨勢(shì)主要為：結(jié)構(gòu)的模塊化和可重構(gòu)化；控制技術(shù)的開(kāi)放化、PC化和網(wǎng)絡(luò)化；伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)的數(shù)字化和分散化；多傳感器融合技術(shù)的實(shí)用化；工作環(huán)境設(shè)計(jì)的優(yōu)化和作業(yè)的柔性化以及系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化和智能化等方面。我國(guó)工業(yè)機(jī)器人起步于70年代初期，經(jīng)過(guò)20多年的發(fā)展，大致經(jīng)歷了三個(gè)階段：70年代的萌芽期，80年代的開(kāi)發(fā)期
4、和90年代的實(shí)用化期。初期，通過(guò)“七五”、“八五”、“九五”的科技攻關(guān)，已經(jīng)基本掌握了工業(yè)機(jī)器人的設(shè)計(jì)制造技術(shù)控制，系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)技術(shù)和機(jī)器人軟件和編程等關(guān)鍵技術(shù)。形成了一批具有較強(qiáng)機(jī)器人科研實(shí)力的公司和院校!如中科院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所，沈陽(yáng)新松機(jī)器人自動(dòng)化有限公司，清華大學(xué)，哈爾濱工業(yè)大學(xué)，北航等"。近十年以來(lái)，在“十五”、“十一五”攻關(guān)計(jì)劃和863計(jì)劃等科技計(jì)劃的支持下，我國(guó)有組織、有計(jì)劃地發(fā)展工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)，通過(guò)研制、生產(chǎn)、應(yīng)用等多個(gè)層面的不斷探索，在技術(shù)攻關(guān)和設(shè)計(jì)水平上有了長(zhǎng)足的進(jìn)步。3、可編程控制器（PLC）工業(yè)機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)也已經(jīng)由早年的直流伺服
5、驅(qū)動(dòng)全面轉(zhuǎn)向數(shù)字式伺服驅(qū)動(dòng)。在機(jī)器人控制中，普遍采用基于微機(jī)的控制器或基于DSP的控制器作為工業(yè)機(jī)器人的控制系統(tǒng)硬件。控制器多采用分層式結(jié)構(gòu)，以便每一關(guān)節(jié)有一個(gè)反饋控制系統(tǒng)，監(jiān)督控制協(xié)調(diào)關(guān)節(jié)的驅(qū)動(dòng)裝置和按照工業(yè)機(jī)器人作業(yè)程序順序運(yùn)動(dòng)的組合。隨著PLC技術(shù)的發(fā)展，特別是在運(yùn)動(dòng)控制和網(wǎng)絡(luò)功能的加強(qiáng)，PLC已完全實(shí)現(xiàn)對(duì)伺服系統(tǒng)的控制，并且隨著軟件優(yōu)勢(shì)，PLC在運(yùn)動(dòng)控制方面的功能不斷加強(qiáng)，可實(shí)現(xiàn)多軸運(yùn)動(dòng)的協(xié)調(diào)控制，PLC對(duì)機(jī)器人的控制已完全可以現(xiàn)實(shí)。因此本課題工業(yè)機(jī)器人采用PLC控制?？删幊炭刂破?PLC)是以微處理器為核心的工業(yè)控制裝置。是在順序控制器和微機(jī)控制的基礎(chǔ)上
6、發(fā)展起來(lái)的新型控制器，是一種以微處理器為核心用作數(shù)字控制的專用計(jì)算機(jī)。在現(xiàn)代化工業(yè)自動(dòng)控制中是最值得重視的先進(jìn)控制技術(shù)。隨著科學(xué)技術(shù)和微處理技術(shù)的迅猛發(fā)展，PLC技術(shù)和產(chǎn)品日趨完善，廣泛應(yīng)用于各種場(chǎng)合，它不僅以其良好的性能滿足了各種控制的廣泛需求，而且將通信技術(shù)和信息處理技術(shù)事融為一體，使其功能更加完備。?主要研究?jī)?nèi)容:1、工業(yè)機(jī)器人的基本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2、控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)（1）PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)（2）驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)：驅(qū)動(dòng)方式和伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器選擇及驅(qū)動(dòng)器接口模塊的選擇（3）伺服系統(tǒng)的設(shè)計(jì)：伺服電機(jī)和控制方式的選擇3、4、工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制分析與實(shí)現(xiàn)：自由度，PTP或
7、CP控制及軌跡精度的分析一、主要研究?jī)?nèi)容3、PLC控制模型的建立：編寫(xiě)PLC程序，通過(guò)PCAccess連Wincc組態(tài)，控制伺服電機(jī)的啟停，正反轉(zhuǎn)，加減速，調(diào)速。?本階段任務(wù)和要求:1、完善工業(yè)機(jī)器人整體結(jié)構(gòu)的分析設(shè)計(jì)3、PLC模型的建立：完善PLC程序，減小伺服電機(jī)誤差4、完成運(yùn)動(dòng)控制的分析與實(shí)現(xiàn)2、完成工業(yè)機(jī)器人驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)?已完成的:工業(yè)機(jī)器人基本結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀構(gòu)設(shè)計(jì)PLC控制模型的建立、課題背景與意義?工業(yè)機(jī)器人的基本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1、工業(yè)機(jī)器人基本結(jié)構(gòu)工業(yè)機(jī)器人一般由執(zhí)行系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、感知系統(tǒng)、決策系統(tǒng)及軟件系統(tǒng)組成。執(zhí)
8、行系統(tǒng)是工
