本書系統(tǒng)地介紹了機器人先進控制器的設計和分析方法,是作者多年從事機器人控制系統(tǒng)教學和科研工作的結晶,同時融入了國內(nèi)外同行近年來的先進成果。本書內(nèi)容包含多軸運動控制系統(tǒng)實訓平臺認知、伺服系統(tǒng)基礎運動控制設計、伺服系統(tǒng)同步運動(電子齒輪)設計、伺服系統(tǒng)協(xié)同運動(電子凸輪)設計、伺服系統(tǒng)平面插補運動設計、伺服系統(tǒng)空間插補運動設計、工業(yè)機器人結構和運動控制、典型六軸工業(yè)機器人設計和附錄。本書各部分內(nèi)容既相互聯(lián)系又相互獨立,可根據(jù)自己需要選擇學習。本書可作為高等院校工業(yè)自動化、自動控制、機械電子、自動化儀表、計算機應用等專業(yè)的教學用書,也可供從事生產(chǎn)過程自動化、計算機應用、機械電子和電氣自動化領域工作的工程技術人員參考。
工業(yè)機器人是廣泛應用于工業(yè)領域的多關節(jié)機械手或多自由度的機器裝置,是一種可以將人類從繁重、危險或單調(diào)的勞動解放出來,代替人類在惡劣環(huán)境下工作的自動機械。工業(yè)機器人可依靠動力能源系統(tǒng)和運動控制系統(tǒng)實現(xiàn)各種工業(yè)加工制造功能。工業(yè)機器人對國民經(jīng)濟和國家安全具有重要的戰(zhàn)略意義,具有廣闊的應用前景和市場,在電子、物流、化工、自動化等工業(yè)領域已得到廣泛的應用。伺服電動機作為工業(yè)機器人的核心部件,在工業(yè)機器人運動控制中起著重要的作用,機器人的驅動與伺服系統(tǒng)密不可分。
本書以驅動機器人運動的伺服控制系統(tǒng)研究為基礎,選取國內(nèi)先進的品牌機器人控制器,設計開發(fā)機器人運動控制系統(tǒng)開發(fā)平臺。基于此開發(fā)平臺,可以完成伺服控制系統(tǒng)的多種運動控制設計和工業(yè)機器人的運動控制設計,并在此基礎上練習典型工業(yè)機器人控制系統(tǒng)的設計開發(fā)。根據(jù)相關知識結構和理論體系,全書分為8章。第1章介紹多軸運動控制系統(tǒng)實訓平臺的組成和系統(tǒng)認知,并介紹工業(yè)機器人的相關知識;第2章介紹伺服系統(tǒng)基礎運動控制設計;第3章介紹伺服系統(tǒng)同步運動設計,即電子齒輪控制系統(tǒng)設計;第4章介紹伺服系統(tǒng)協(xié)同運動設計,即電子凸輪控制系統(tǒng)設計;第5章介紹伺服系統(tǒng)平面插補運動設計;第6章介紹伺服系統(tǒng)空間插補運動設計;第7章介紹工業(yè)機器人結構和運動控制;第8章介紹典型六軸工業(yè)機器人設計。
本書嚴格遵循行業(yè)標準與職業(yè)規(guī)范,按照技術技能人才培養(yǎng)的規(guī)律,通過做學結合,由淺入深地引導學生完成實訓任務。通過講解伺服系統(tǒng)在工業(yè)機器人控制領域的設計和使用方法,培養(yǎng)“強基礎、善應用、勇創(chuàng)新”的高素質技術人才。
本書由教學經(jīng)驗豐富的一線高校教師和企業(yè)專家共同策劃編寫,兼顧日常教學與技術培訓,力求使本書內(nèi)容貼近工業(yè)實際,提高學習者的實踐技術應用能力,豐富學習者的實踐知識,拓寬工程實踐視野。
本書由天津中德應用技術大學孫鵬、遨博方源(北京)科技有限公司總工程師唐冬冬擔任主編,參加編寫的人員還有高蘆寶、李玉川、張宇、韓思奇、王青云。編寫人員具體負責的章節(jié)如下:孫鵬、唐冬冬編寫第1章、第2章,高蘆寶編寫第3章、第4章,韓思奇、高蘆寶編寫第5章、第6章,張宇、韓思奇編寫第7章、第8章,李玉川、王青云編寫附錄。
編寫過程中,編者參考了同類專業(yè)書籍和文獻資料,并且獲得了遨博方源(北京)科技有限公司的大力支持,在此表示真誠的感謝!
由于編者水平有限,書中難免有疏漏之處,請讀者朋友批評指正,如有問題請發(fā)送郵件至sunpeng_1231@163.com。
編者
前言
第1章多軸運動控制系統(tǒng)實訓平臺
認知1
11開發(fā)平臺硬件組成1
12實訓平臺控制器認知2
13實訓平臺伺服系統(tǒng)認知3
14實訓平臺輔助系統(tǒng)認知6
15實訓平臺軟件認知19
16多軸運動控制系統(tǒng)應用——工業(yè)
機器人21
思考與練習題28
第2章伺服系統(tǒng)基礎運動控制設計29
21伺服驅動控制原理29
22伺服運動控制分類及應用34
23實訓平臺開發(fā)軟件使用37
24單伺服運動控制指令介紹41
25單伺服運動程序設計及仿真48
思考與練習題51
第3章伺服系統(tǒng)同步運動(電子齒輪)
設計53
31多伺服同步運動控制原理及應用53
32多伺服同步運動控制指令介紹55
33多伺服同步運動程序仿真測試62
思考與練習題64
第4章伺服系統(tǒng)協(xié)同運動(電子凸輪)
設計65
41多伺服協(xié)同運動控制原理及應用65
42多伺服協(xié)同運動控制指令介紹69
43多伺服協(xié)同運動程序仿真測試78
思考與練習題81
第5章伺服系統(tǒng)平面插補運動設計83
51多伺服平面插補運動控制原理及
應用83
52多伺服平面插補運動控制指令介紹87
53多伺服平面插補運動程序仿真測試95
思考與練習題97
第6章伺服系統(tǒng)空間插補運動設計98
61多伺服空間插補運動控制原理及
應用98
62多伺服空間插補運動控制指令介紹99
63多伺服空間插補運動程序仿真測試107
思考與練習題109
第7章工業(yè)機器人結構和運動
控制111
71工業(yè)機器人系統(tǒng)硬件組成111
72工業(yè)機器人控制系統(tǒng)116
73工業(yè)機器人技術指標117
74工業(yè)機器人的運動控制119
思考與練習題125
第8章典型六軸工業(yè)機器人設計126
81六軸工業(yè)機器人程序設計及仿真126
82六軸工業(yè)機器人示教器設計136
83基于PC的工業(yè)機器人在線控制
設計143
思考與練習題146
附錄147
附錄A控制器串口連接設置147
附錄B總線初始化148
附錄C虛擬按鍵定義149
附錄D追剪同步指令運動程序150
附錄E伺服軸狀態(tài)值158
參考文獻159