移动焊接机器人控制系统硬件设计

发布时间：2017-08-09 02:08

  本文关键词：移动焊接机器人控制系统硬件设计

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【摘要】：焊接是现代制造业的重要技术之一,焊接自动化对于推进我国工业现代化具有重要的意义。自动化焊接相对于传统手工焊接有明显优势:改善工人工作环境、提高和稳定焊接质量、提升工厂的生产效率等。焊接自动化有很大的应用市场,焊接机器人发展迅速蓬勃,然而当前焊接机器人的集成化、小型化等方面仍有很大的改善空间。本文主要是移动焊接机器人控制系统硬件的设计,该控制系统是基于PC104总线的嵌入式系统可以达到尺寸小、功耗小,连接可靠、智能化目的。本文主要研究内容如下:介绍移动焊接机器人系统的总体组成,详细阐述了控制系统硬件的方案设计,控制系统硬件包括五大模块:电源模块、主机模块、采集模块、驱动模块、总控模块。详述各个模块的设计。设计旋转电弧调速子系统的硬件和软件。实现旋转电弧电机转速的恒定与档位的调节。焊接电流采集频率是和旋转电弧的扫描频率有关的,旋转电弧调速系统对于焊缝跟踪有重要影响。焊接机器人有必要设计一个有线控制器。通过控制器能够手动控制机器人本体移动和焊炬水平、垂直方向运动,焊接参数的设置与焊接过程的控制,实现焊接机器人的人机交互。搭建移动焊接机器人实验平台。调试机器人控制系统各模块的功能,使其性能达到设计要求。对各种形状的焊缝进行焊接实验,验证机器人控制系统的功能。
【关键词】：焊接机器人 控制系统 旋转电弧调速 有线控制器 焊接实验
【学位授予单位】：南昌大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG409;TP242
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第一章 绪论7-14
• 1.1 选题依据与意义7-8
• 1.2 国内外焊接机器人研究现状8-10
• 1.3 机器人控制系统概述10-11
• 1.4 论文研究内容和方案11-12
• 1.4.1 论文研究内容11-12
• 1.4.2 论文实施方案12
• 1.5 本章小结12-14
• 第二章 机器人控制系统设计14-32
• 2.1 机器人系统14-16
• 2.1.1 焊接机器人系统概述14
• 2.1.2 机器人机械结构14-16
• 2.2 控制系统硬件设计方案16-17
• 2.3 控制系统硬件设计17-29
• 2.3.1 嵌入式主机模块17-18
• 2.3.2 驱动模块18-21
• 2.3.3 采集模块21-22
• 2.3.4 电源模块22-23
• 2.3.5 总控模块23-29
• 2.4 控制系统软件设计29-31
• 2.5 本章小结31-32
• 第三章 旋转电弧调速子系统设计32-51
• 3.1 调速系统概述32
• 3.2 调速系统硬件设计32-42
• 3.2.1 调速系统方案32
• 3.2.2 光耦电路32-37
• 3.2.3 脉冲整形电路37-38
• 3.2.4 单片机电路38-39
• 3.2.5 电机驱动电路39-42
• 3.3 调速系统软件设计42-50
• 3.3.1 PWM信号的生成42-43
• 3.3.2 转速的测量43-47
• 3.3.3 调速方案设计47-49
• 3.3.4 调速系统软件流程图49-50
• 3.4 本章小结50-51
• 第四章 机器人有线控制器设计51-57
• 4.1 有线控制器功能要求51-52
• 4.2 控制器通讯线缆设计52-53
• 4.3 有线控制器设计53-56
• 4.3.1 控制机器设计方案53-54
• 4.3.2 按键与鼠标54-55
• 4.3.3 芯片简介55
• 4.3.4 遥控器实物55-56
• 4.4 本章小结56-57
• 第五章 焊接机器人实验57-62
• 5.1 焊接机器人系统平台搭建及调试57-59
• 5.1.1 机器人系统搭建57-58
• 5.1.2 机器人功能调试58-59
• 5.2 机器人焊接实验59-61
• 5.3 本章小结61-62
• 第六章 总结62-63
• 致谢63-64
• 参考文献64-66
• 攻读学位期间的研究成果66

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前8条

1 吴林;张广军;高洪明;;焊接机器人技术[J];中国表面工程;2006年S1期

2 宋金虎;;我国焊接机器人的应用与研究现状[J];电焊机;2009年04期

3 陈华斌;黄红雨;林涛;张华军;陈善本;;机器人焊接智能化技术与研究现状[J];电焊机;2013年04期

4 郭世祥;;船舶管系焊接机器人应用[J];广东造船;2014年05期

5 贾剑平;徐坤刚;李志刚;徐鹏飞;;电弧传感器技术在焊缝跟踪中的应用[J];机电技术;2008年01期

6 王欣;;关于工业机器人焊接机器人的发展[J];科技风;2014年24期

7 李清伟;;基于无线智能示教和视觉跟踪技术的工程机械焊接机器人控制系统设计[J];热加工工艺;2014年19期

8 王恩浩;;焊接机器人技术现状与发展趋势[J];中国高新技术企业;2014年17期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 赵国栋;电动车用他励直流电机控制器的优化设计[D];山东大学;2014年

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本文编号：643026