本書系統(tǒng)地介紹了機(jī)器人先進(jìn)控制器的設(shè)計和分析方法,是作者多年從事機(jī)器人控制系統(tǒng)教學(xué)和科研工作的結(jié)晶,同時融入了國內(nèi)外同行近年來的先進(jìn)成果。本書內(nèi)容包含多軸運動控制系統(tǒng)實訓(xùn)平臺認(rèn)知、伺服系統(tǒng)基礎(chǔ)運動控制設(shè)計、伺服系統(tǒng)同步運動(電子齒輪)設(shè)計、伺服系統(tǒng)協(xié)同運動(電子凸輪)設(shè)計、伺服系統(tǒng)平面插補(bǔ)運動設(shè)計、伺服系統(tǒng)空間插補(bǔ)運動設(shè)計、工業(yè)機(jī)器人結(jié)構(gòu)和運動控制、典型六軸工業(yè)機(jī)器人設(shè)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(xué)習(xí)。本書可作為高等院校工業(yè)自動化、自動控制、機(jī)械電子、自動化儀表、計算機(jī)應(yīng)用等專業(yè)的教學(xué)用書,也可供從事生產(chǎn)過程自動化、計算機(jī)應(yīng)用、機(jī)械電子和電氣自動化領(lǐng)域工作的工程技術(shù)人員參考。
工業(yè)機(jī)器人是廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機(jī)械手或多自由度的機(jī)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(jī)械。工業(yè)機(jī)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(jī)器人對國民經(jīng)濟(jì)和國家安全具有重要的戰(zhàn)略意義,具有廣闊的應(yīng)用前景和市場,在電子、物流、化工、自動化等工業(yè)領(lǐng)域已得到廣泛的應(yīng)用。伺服電動機(jī)作為工業(yè)機(jī)器人的核心部件,在工業(yè)機(jī)器人運動控制中起著重要的作用,機(jī)器人的驅(qū)動與伺服系統(tǒng)密不可分。
本書以驅(qū)動機(jī)器人運動的伺服控制系統(tǒng)研究為基礎(chǔ),選取國內(nèi)先進(jìn)的品牌機(jī)器人控制器,設(shè)計開發(fā)機(jī)器人運動控制系統(tǒng)開發(fā)平臺;诖碎_發(fā)平臺,可以完成伺服控制系統(tǒng)的多種運動控制設(shè)計和工業(yè)機(jī)器人的運動控制設(shè)計,并在此基礎(chǔ)上練習(xí)典型工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)的設(shè)計開發(fā)。根據(jù)相關(guān)知識結(jié)構(gòu)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(xùn)平臺的組成和系統(tǒng)認(rèn)知,并介紹工業(yè)機(jī)器人的相關(guān)知識;第2章介紹伺服系統(tǒng)基礎(chǔ)運動控制設(shè)計;第3章介紹伺服系統(tǒng)同步運動設(shè)計,即電子齒輪控制系統(tǒng)設(shè)計;第4章介紹伺服系統(tǒng)協(xié)同運動設(shè)計,即電子凸輪控制系統(tǒng)設(shè)計;第5章介紹伺服系統(tǒng)平面插補(bǔ)運動設(shè)計;第6章介紹伺服系統(tǒng)空間插補(bǔ)運動設(shè)計;第7章介紹工業(yè)機(jī)器人結(jié)構(gòu)和運動控制;第8章介紹典型六軸工業(yè)機(jī)器人設(shè)計。
本書嚴(yán)格遵循行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與職業(yè)規(guī)范,按照技術(shù)技能人才培養(yǎng)的規(guī)律,通過做學(xué)結(jié)合,由淺入深地引導(dǎo)學(xué)生完成實訓(xùn)任務(wù)。通過講解伺服系統(tǒng)在工業(yè)機(jī)器人控制領(lǐng)域的設(shè)計和使用方法,培養(yǎng)“強(qiáng)基礎(chǔ)、善應(yīng)用、勇創(chuàng)新”的高素質(zhì)技術(shù)人才。
本書由教學(xué)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(xué)與技術(shù)培訓(xùn),力求使本書內(nèi)容貼近工業(yè)實際,提高學(xué)習(xí)者的實踐技術(shù)應(yīng)用能力,豐富學(xué)習(xí)者的實踐知識,拓寬工程實踐視野。
本書由天津中德應(yīng)用技術(shù)大學(xué)孫鵬、遨博方源(北京)科技有限公司總工程師唐冬冬擔(dān)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(fù)責(zé)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(xiàn)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(xùn)平臺
認(rèn)知1
11開發(fā)平臺硬件組成1
12實訓(xùn)平臺控制器認(rèn)知2
13實訓(xùn)平臺伺服系統(tǒng)認(rèn)知3
14實訓(xùn)平臺輔助系統(tǒng)認(rèn)知6
15實訓(xùn)平臺軟件認(rèn)知19
16多軸運動控制系統(tǒng)應(yīng)用——工業(yè)
機(jī)器人21
思考與練習(xí)題28
第2章伺服系統(tǒng)基礎(chǔ)運動控制設(shè)計29
21伺服驅(qū)動控制原理29
22伺服運動控制分類及應(yīng)用34
23實訓(xùn)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(shè)計及仿真48
思考與練習(xí)題51
第3章伺服系統(tǒng)同步運動(電子齒輪)
設(shè)計53
31多伺服同步運動控制原理及應(yīng)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(xí)題64
第4章伺服系統(tǒng)協(xié)同運動(電子凸輪)
設(shè)計65
41多伺服協(xié)同運動控制原理及應(yīng)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(xí)題81
第5章伺服系統(tǒng)平面插補(bǔ)運動設(shè)計83
51多伺服平面插補(bǔ)運動控制原理及
應(yīng)用83
52多伺服平面插補(bǔ)運動控制指令介紹87
53多伺服平面插補(bǔ)運動程序仿真測試95
思考與練習(xí)題97
第6章伺服系統(tǒng)空間插補(bǔ)運動設(shè)計98
61多伺服空間插補(bǔ)運動控制原理及
應(yīng)用98
62多伺服空間插補(bǔ)運動控制指令介紹99
63多伺服空間插補(bǔ)運動程序仿真測試107
思考與練習(xí)題109
第7章工業(yè)機(jī)器人結(jié)構(gòu)和運動
控制111
71工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)硬件組成111
72工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)116
73工業(yè)機(jī)器人技術(shù)指標(biāo)117
74工業(yè)機(jī)器人的運動控制119
思考與練習(xí)題125
第8章典型六軸工業(yè)機(jī)器人設(shè)計126
81六軸工業(yè)機(jī)器人程序設(shè)計及仿真126
82六軸工業(yè)機(jī)器人示教器設(shè)計136
83基于PC的工業(yè)機(jī)器人在線控制
設(shè)計143
思考與練習(xí)題146
附錄147
附錄A控制器串口連接設(shè)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(xiàn)159