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                  機(jī)器人工程

?主要介紹

    機(jī)器人工程領(lǐng)域主要為基于Matlab/Simulink的開(kāi)源機(jī)器人科研教學(xué)平臺(tái)、機(jī)器人控制硬件在環(huán)測(cè)試系統(tǒng)平臺(tái)、開(kāi)源五軸數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)平臺(tái)、智能運(yùn)動(dòng)與機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室科研平臺(tái)建設(shè)方案、單軸伺服模組運(yùn)動(dòng)控制科研教學(xué)平臺(tái)、開(kāi)放式Stewart機(jī)器人平臺(tái)方案。

    基于Matlab/Simulink的開(kāi)源機(jī)器人科研教學(xué)平臺(tái)包含XY教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、六軸工業(yè)機(jī)器人科教實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、工業(yè)機(jī)器人雙臂打磨實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、協(xié)作機(jī)器人實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、雙臂協(xié)作機(jī)器人實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、移動(dòng)操作機(jī)器人實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。

    機(jī)器人控制硬件在環(huán)測(cè)試系統(tǒng)平臺(tái)介紹

    開(kāi)源五軸數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)平臺(tái)系統(tǒng)組成：

     智能運(yùn)動(dòng)與機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室科研平臺(tái)建設(shè)方案針對(duì)多電機(jī)控制平臺(tái)、串聯(lián)協(xié)作機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制、機(jī)器人二維/三維視覺(jué)、機(jī)器人六維力控制、移動(dòng)操作機(jī)器人的控制、機(jī)器人云平臺(tái)、機(jī)器人在線故障診斷等研究方向設(shè)計(jì)。

     多電機(jī)控制平臺(tái)工業(yè)應(yīng)用中，往往會(huì)出現(xiàn)多電機(jī)協(xié)同運(yùn)動(dòng)的場(chǎng)景，比如六軸串聯(lián)機(jī)器人需要6個(gè)伺服電機(jī)同時(shí)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)需要和外部其他軸配合時(shí)，一個(gè)機(jī)電系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)軸數(shù)可能超過(guò)10個(gè)。本實(shí)驗(yàn)平臺(tái)針對(duì)多電機(jī)運(yùn)動(dòng)的需求，通過(guò)Speedgoat控制器作為Ethercat主站，選配匯川、固高等多家品牌的伺服系統(tǒng)作為Ethercat從站，可以同時(shí)控制多各軸（理論上可以控制65535個(gè)軸，此方案暫定10軸）。10個(gè)伺服系統(tǒng)的控制模式可在位置、速度和力矩三種模式下隨意切換，可讀出電機(jī)控制的所有數(shù)據(jù)，如電機(jī)位置、電流、轉(zhuǎn)速等。

     移動(dòng)操作機(jī)器人的控制該平臺(tái)在移動(dòng)AGV的上面搭載了基于Speedgoat控制器的開(kāi)源機(jī)器人平臺(tái)，移動(dòng)AGV可選搭載了激光雷達(dá)、IMU、差分GPS等傳感器，進(jìn)行自主導(dǎo)航。機(jī)器人末端安裝2D工業(yè)相機(jī)，該平臺(tái)可完成不同工作站之間物料的釋放，將以上平臺(tái)進(jìn)行組合，搭建一個(gè)智能作業(yè)示范車間。

機(jī)器人云平臺(tái)基于邊緣采集、工業(yè)網(wǎng)管等硬件，與機(jī)器人科研平臺(tái)中的機(jī)器人控制器進(jìn)行通訊，實(shí)時(shí)的采集各機(jī)器人平臺(tái)的數(shù)據(jù)，并通過(guò)數(shù)字孿生技術(shù)進(jìn)行機(jī)器人云平臺(tái)的建設(shè)。在此平臺(tái)上，可進(jìn)行機(jī)器人狀態(tài)的監(jiān)控與查詢，機(jī)器人工作站的模擬生產(chǎn)，機(jī)器人工作站的遠(yuǎn)程控制等功能。

 單軸伺服模組運(yùn)動(dòng)控制科研教學(xué)平臺(tái)由上位機(jī)、實(shí)時(shí)仿真控制器、Ethercat總線型伺服驅(qū)動(dòng)器、單軸滾珠絲桿模組和模組負(fù)載配重塊組成。其中實(shí)時(shí)仿真控制器是本平臺(tái)核心，該控制器采用Matlab軟件編程，能夠?qū)崿F(xiàn)基于模型的自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，系統(tǒng)采用總線型伺服驅(qū)動(dòng)器，可以大大簡(jiǎn)化系統(tǒng)的接線，提高平臺(tái)可靠性。為了完成系統(tǒng)辨識(shí)、控制器設(shè)計(jì)和參數(shù)調(diào)試等功能，同時(shí)為了區(qū)別不同組別實(shí)驗(yàn)，絲桿平臺(tái)設(shè)計(jì)了可拆裝配重塊，用于調(diào)整系統(tǒng)被控對(duì)象的慣量參數(shù)。

      開(kāi)放式Stewart機(jī)器人平臺(tái)方案由上位機(jī)、speedgoat實(shí)時(shí)仿真器、伺服驅(qū)動(dòng)器和機(jī)器人本體平臺(tái)組成。其中Speedgoat實(shí)時(shí)仿真器是本平臺(tái)核心，能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)器人各關(guān)節(jié)電機(jī)的位置直接控制和編碼器反饋，該控制器采用Matlab/Simulink軟件編程，通過(guò)Ethernet接口和上位機(jī)電腦通訊，實(shí)現(xiàn)軟件的編程和調(diào)試。