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運(yùn)動控制范文第1篇

    關(guān)鍵詞:伺服驅(qū)動技術(shù),直線電機(jī),可編程計算機(jī)控制器,運(yùn)動控制

    1 引言

    信息時代的高新技術(shù)流向傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),引起后者的深刻變革。作為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)之一的機(jī)械工業(yè),在這場新技術(shù)革命沖擊下,產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)都發(fā)生了質(zhì)的躍變,微電子技術(shù)、微計算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展使信息、智能與機(jī)械裝置和動力設(shè)備相結(jié)合,促使機(jī)械工業(yè)開始了一場大規(guī)模的機(jī)電一體化技術(shù)革命。

    隨著計算機(jī)技術(shù)、電子電力技術(shù)和傳感器技術(shù)的發(fā)展,各先進(jìn)國家的機(jī)電一體化產(chǎn)品層出不窮。機(jī)床、汽車、儀表、家用電器、輕工機(jī)械、紡織機(jī)械、包裝機(jī)械、印刷機(jī)械、冶金機(jī)械、化工機(jī)械以及工業(yè)機(jī)器人、智能機(jī)器人等許多門類產(chǎn)品每年都有新的進(jìn)展。機(jī)電一體化技術(shù)已越來越受到各方面的關(guān)注,它在改善人民生活、提高工作效率、節(jié)約能源、降低材料消耗、增強(qiáng)企業(yè)競爭力等方面起著極大的作用。

    在機(jī)電一體化技術(shù)迅速發(fā)展的同時,運(yùn)動控制技術(shù)作為其關(guān)鍵組成部分,也得到前所未有的大發(fā)展,國內(nèi)外各個廠家相繼推出運(yùn)動控制的新技術(shù)、新產(chǎn)品。本文主要介紹了全閉環(huán)交流伺服驅(qū)動技術(shù)(Full Closed AC Servo)、直線電機(jī)驅(qū)動技術(shù)(Linear Motor Driving)、可編程序計算機(jī)控制器(Programmable Computer Controller,PCC)和運(yùn)動控制卡(Motion Controlling Board)等幾項具有代表性的新技術(shù)。

    2 全閉環(huán)交流伺服驅(qū)動技術(shù)

    在一些定位精度或動態(tài)響應(yīng)要求比較高的機(jī)電一體化產(chǎn)品中,交流伺服系統(tǒng)的應(yīng)用越來越廣泛,其中數(shù)字式交流伺服系統(tǒng)更符合數(shù)字化控制模式的潮流,而且調(diào)試、使用十分簡單,因而被受青睞。這種伺服系統(tǒng)的驅(qū)動器采用了先進(jìn)的數(shù)字信號處理器(Digital Signal Processor, DSP),可以對電機(jī)軸后端部的光電編碼器進(jìn)行位置采樣,在驅(qū)動器和電機(jī)之間構(gòu)成位置和速度的閉環(huán)控制系統(tǒng),并充分發(fā)揮DSP的高速運(yùn)算能力,自動完成整個伺服系統(tǒng)的增益調(diào)節(jié),甚至可以跟蹤負(fù)載變化,實(shí)時調(diào)節(jié)系統(tǒng)增益;有的驅(qū)動器還具有快速傅立葉變換(FFT)的功能,測算出設(shè)備的機(jī)械共振點(diǎn),并通過陷波濾波方式消除機(jī)械共振。

    一般情況下,這種數(shù)字式交流伺服系統(tǒng)大多工作在半閉環(huán)的控制方式,即伺服電機(jī)上的編碼器反饋既作速度環(huán),也作位置環(huán)。這種控制方式對于傳動鏈上的間隙及誤差不能克服或補(bǔ)償。為了獲得更高的控制精度,應(yīng)在最終的運(yùn)動部分安裝高精度的檢測元件(如:光柵尺、光電編碼器等),即實(shí)現(xiàn)全閉環(huán)控制。比較傳統(tǒng)的全閉環(huán)控制方法是:伺服系統(tǒng)只接受速度指令,完成速度環(huán)的控制,位置環(huán)的控制由上位控制器來完成(大多數(shù)全閉環(huán)的機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)就是這樣)。這樣大大增加了上位控制器的難度,也限制了伺服系統(tǒng)的推廣。目前,國外已出現(xiàn)了一種更完善、可以實(shí)現(xiàn)更高精度的全閉環(huán)數(shù)字式伺服系統(tǒng) , 使得高精度自動化設(shè)備的實(shí)現(xiàn)更為容易。其控制原理如圖1所示。

    該系統(tǒng)克服了上述半閉環(huán)控制系統(tǒng)的缺陷,伺服驅(qū)動器可以直接采樣裝在最后一級機(jī)械運(yùn)動部件上的位置反饋元件(如光柵尺、磁柵尺、旋轉(zhuǎn)編碼器等),作為位置環(huán),而電機(jī)上的編碼器反饋此時僅作為速度環(huán)。這樣伺服系統(tǒng)就可以消除機(jī)械傳動上存在的間隙(如齒輪間隙、絲杠間隙等),補(bǔ)償機(jī)械傳動件的制造誤差(如絲杠螺距誤差等),實(shí)現(xiàn)真正的全閉環(huán)位置控制功能,獲得較高的定位精度。而且這種全閉環(huán)控制均由伺服驅(qū)動器來完成,無需增加上位控制器的負(fù)擔(dān),因而越來越多的行業(yè)在其自動化設(shè)備的改造和研制中,開始采用這種伺服系統(tǒng)。

    3 直線電機(jī)驅(qū)動技術(shù)

    直線電機(jī)在機(jī)床進(jìn)給伺服系統(tǒng)中的應(yīng)用,近幾年來已在世界機(jī)床行業(yè)得到重視,并在西歐工業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)掀起"直線電機(jī)熱"。

    在機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)中,采用直線電動機(jī)直接驅(qū)動與原旋轉(zhuǎn)電機(jī)傳動的最大區(qū)別是取消了從電機(jī)到工作臺(拖板)之間的機(jī)械傳動環(huán)節(jié),把機(jī)床進(jìn)給傳動鏈的長度縮短為零,因而這種傳動方式又被稱為"零傳動"。正是由于這種"零傳動"方式,帶來了原旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動方式無法達(dá)到的性能指標(biāo)和優(yōu)點(diǎn)。

    1. 高速響應(yīng) 由于系統(tǒng)中直接取消了一些響應(yīng)時間常數(shù)較大的機(jī)械傳動件(如絲杠等),使整個閉環(huán)控制系統(tǒng)動態(tài)響應(yīng)性能大大提高,反應(yīng)異常靈敏快捷。

    2. 精度 直線驅(qū)動系統(tǒng)取消了由于絲杠等機(jī)械機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的傳動間隙和誤差,減少了插補(bǔ)運(yùn)動時因傳動系統(tǒng)滯后帶來的跟蹤誤差。通過直線位置檢測反饋控制,即可大大提高機(jī)床的定位精度。

    3. 動剛度高 由于"直接驅(qū)動",避免了啟動、變速和換向時因中間傳動環(huán)節(jié)的彈性變形、摩擦磨損和反向間隙造成的運(yùn)動滯后現(xiàn)象,同時也提高了其傳動剛度。

    4. 速度快、加減速過程短 由于直線電動機(jī)最早主要用于磁懸浮列車(時速可達(dá)500Km/h),所以用在機(jī)床進(jìn)給驅(qū)動中,要滿足其超高速切削的最大進(jìn)個速度(要求達(dá)60~100M/min或更高)當(dāng)然是沒有問題的。也由于上述"零傳動"的高速響應(yīng)性,使其加減速過程大大縮短。以實(shí)現(xiàn)起動時瞬間達(dá)到高速,高速運(yùn)行時又能瞬間準(zhǔn)停。可獲得較高的加速度,一般可達(dá)2~10g(g=9.8m/s2),而滾珠絲杠傳動的最大加速度一般只有0.1~0.5g。5. 行程長度不受限制 在導(dǎo)軌上通過串聯(lián)直線電機(jī),就可以無限延長其行程長度。

    6. 運(yùn)動動安靜、噪音低 由于取消了傳動絲杠等部件的機(jī)械摩擦,且導(dǎo)軌又可采用滾動導(dǎo)軌或磁墊懸浮導(dǎo)軌(無機(jī)械接觸),其運(yùn)動時噪音將大大降低。

    7. 效率高 由于無中間傳動環(huán)節(jié),消除了機(jī)械摩擦?xí)r的能量損耗,傳動效率大大提高。

    直線傳動電機(jī)的發(fā)展也越來越快,在運(yùn)動控制行業(yè)中倍受重視。在國外工業(yè)運(yùn)動控制相對發(fā)達(dá)的國家已開始推廣使用相應(yīng)的產(chǎn)品,其中美國科爾摩根公司(Kollmorgen)的 PLATINNM DDL系列直線電機(jī)和SERVOSTAR CD系列數(shù)字伺服放大器構(gòu)成一種典型的直線永磁伺服系統(tǒng),它能提供很高的動態(tài)響應(yīng)速度和加速度、極高的剛度、較高的定位精度和平滑的無差運(yùn)動;德國西門子公司、日本三井精機(jī)公司、臺灣上銀科技公司等也開始在其產(chǎn)品中應(yīng)用直線電機(jī)。

    4 可編程計算機(jī)控制器技術(shù)

    自20世紀(jì)60年代末美國第一臺可編程序控制器(Programming Logical Controller,PLC)問世以來,PLC控制技術(shù)已走過了30年的發(fā)展歷程,尤其是隨著近代計算機(jī)技術(shù)和微電子技術(shù)的發(fā)展,它已在軟硬件技術(shù)方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)走出了當(dāng)初的"順序控制"的雛形階段。可編程計算機(jī)控制器(PCC)就是代表這一發(fā)展趨勢的新一代可編程控制器。

    與傳統(tǒng)的PLC相比較,PCC最大的特點(diǎn)在于它類似于大型計算機(jī)的分時多任務(wù)操作系統(tǒng)和多樣化的應(yīng)用軟件的設(shè)計。傳統(tǒng)的PLC大多采用單任務(wù)的時鐘掃描或監(jiān)控程序來處理程序本身的邏輯運(yùn)算指令和外部的I/O通道的狀態(tài)采集與刷新。這樣處理方式直接導(dǎo)致了PLC的"控制速度"依賴于應(yīng)用程序的大小,這一結(jié)果無疑是同I/O通道中高實(shí)時性的控制要求相違背的。PCC的系統(tǒng)軟件完美地解決了這一問題,它采用分時多任務(wù)機(jī)制構(gòu)筑其應(yīng)用軟件的運(yùn)行平臺,這樣應(yīng)用程序的運(yùn)行周期則與程序長短無關(guān),而是由操作系統(tǒng)的循環(huán)周期決定。由此,它將應(yīng)用程序的掃描周期同外部的控制周期區(qū)別開來,滿足了實(shí)時控制的要求。當(dāng)然,這種控制周期可以在CPU運(yùn)算能力允許的前提下,按照用戶的實(shí)際要求,任意修改。

    基于這樣的操作系統(tǒng),PCC的應(yīng)用程序由多任務(wù)模塊構(gòu)成,給工程項目應(yīng)用軟件的開發(fā)帶來很大的便利。因為這樣可以方便地按照控制項目中各部分不同的功能要求,如運(yùn)動控制、數(shù)據(jù)采集、報警、PID調(diào)節(jié)運(yùn)算、通信控制等,分別編制出控制程序模塊(任務(wù)),這些模塊既獨(dú)立運(yùn)行,數(shù)據(jù)間又保持一定的相互關(guān)聯(lián),這些模塊經(jīng)過分步驟的獨(dú)立編制和調(diào)試之后,可一同下載至PCC的CPU中,在多任務(wù)操作系統(tǒng)的調(diào)度管理下并行運(yùn)行,共同實(shí)現(xiàn)項目的控制要求。

    PCC在工業(yè)控制中強(qiáng)大的功能優(yōu)勢,體現(xiàn)了可編程控制器與工業(yè)控制計算機(jī)及DCS(分布式工業(yè)控制系統(tǒng))技術(shù)互相融合的發(fā)展潮流,雖然這還是一項較為年輕的技術(shù),但在其越來越多的應(yīng)用領(lǐng)域中,它正日益顯示出不可低估的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

    5 運(yùn)動控制卡

    運(yùn)動控制卡是一種基于工業(yè)PC機(jī) 、 用于各種運(yùn)動控制場合(包括位移、速度、加速度等)的上位控制單元。它的出現(xiàn)主要是因為:(1)為了滿足新型數(shù)控系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化、柔性、開放性等要求;(2)在各種工業(yè)設(shè)備(如包裝機(jī)械、印刷機(jī)械等)、國防裝備(如跟蹤定位系統(tǒng)等)、智能醫(yī)療裝置等設(shè)備的自動化控制系統(tǒng)研制和改造中,急需一個運(yùn)動控制模塊的硬件平臺;(3)PC機(jī)在各種工業(yè)現(xiàn)場的廣泛應(yīng)用,也促使配備相應(yīng)的控制卡以充分發(fā)揮PC機(jī)的強(qiáng)大功能。

    運(yùn)動控制卡通常采用專業(yè)運(yùn)動控制芯片或高速DSP作為運(yùn)動控制核心,大多用于控制步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)。一般地 , 運(yùn)動控制卡與PC機(jī)構(gòu)成主從式控制結(jié)構(gòu):PC機(jī)負(fù)責(zé)人機(jī)交互界面的管理和控制系統(tǒng)的實(shí)時監(jiān)控等方面的工作 ( 例如鍵盤和鼠標(biāo)的管理、系統(tǒng)狀態(tài)的顯示、運(yùn)動軌跡規(guī)劃、控制指令的發(fā)送、外部信號的監(jiān)控等等);控制卡完成運(yùn)動控制的所有細(xì)節(jié)(包括脈沖和方向信號的輸出、自動升降速的處理、原點(diǎn)和限位等信號的檢測等等)。運(yùn)動控制卡都配有開放的函數(shù)庫供用戶在DOS或Windows系統(tǒng)平臺下自行開發(fā)、構(gòu)造所需的控制系統(tǒng)。因而這種結(jié)構(gòu)開放的運(yùn)動控制卡能夠廣泛地應(yīng)用于制造業(yè)中設(shè)備自動化的各個領(lǐng)域。

    這種運(yùn)動控制模式在國外自動化設(shè)備的控制系統(tǒng)中比較流行,運(yùn)動控制卡也形成了一個獨(dú)立的專門行業(yè),具有代表性的產(chǎn)品有美國的PMAC、PARKER等運(yùn)動控制卡。在國內(nèi)相應(yīng)的產(chǎn)品也已出現(xiàn),如成都步進(jìn)機(jī)電有限公司的DMC300系列卡已成功地應(yīng)用于數(shù)控打孔機(jī)、汽車部件性能試驗臺等多種自動化設(shè)備上。

運(yùn)動控制范文第2篇

【關(guān)鍵詞】模糊控制；運(yùn)動控制；避障傳感器

0 引言

模糊邏輯控制（Fuzzy Logic Control）簡稱模糊控制（Fuzzy Control），是以模糊集合論、模糊語言變量和模糊邏輯推理為基礎(chǔ)的一種計算機(jī)數(shù)字控制技術(shù)。模糊控制實(shí)質(zhì)上是一種非線性控制，從屬于智能控制的范疇。近20多年來，模糊控制不論從理論上還是技術(shù)上都有了進(jìn)步，成為自動控制領(lǐng)域中一個非常活躍而又碩果累累的分支。根據(jù)模糊控制原理，設(shè)計模糊控制器以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人在溫室中的運(yùn)動控制[1]。模糊控制器主要有模糊化、知識庫、模糊推理和去模糊化四部分[2]組成。

1 溫室機(jī)器人運(yùn)動控制研究

對溫室機(jī)器人來說，農(nóng)作物植株是機(jī)器人行走的障礙物，所以機(jī)器人在大棚農(nóng)田的運(yùn)動過程就是控制機(jī)器人避開農(nóng)作物植株的過程。溫室機(jī)器人行進(jìn)中的控制技術(shù)直接影響了溫室機(jī)器人的作業(yè)效果，也是開發(fā)實(shí)用設(shè)備的關(guān)鍵[3]。

1.1 用模糊控制來實(shí)現(xiàn)溫室機(jī)器人的運(yùn)動控制

建立適合溫室機(jī)器人運(yùn)動的模糊邏輯控制規(guī)則，根據(jù)這些規(guī)則設(shè)計模糊控制器[4]。模糊控制器以紅外傳感器收集到的信息為依據(jù)，把最終目標(biāo)點(diǎn)分解成一個個的當(dāng)前目標(biāo)點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)溫室機(jī)器人在未知環(huán)境下的運(yùn)動控制，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行運(yùn)動控制的計算機(jī)仿真。

1.2 溫室機(jī)器人模糊控制器設(shè)計

1.2.1 模糊化

模糊化就是將被控對象的相關(guān)數(shù)據(jù)的精確值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，即把其變化范圍映射到相應(yīng)得內(nèi)部論域中，然后將輸入數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模糊語言變量的概念，構(gòu)成模糊集合，這樣就將輸入的精確量轉(zhuǎn)換為用模糊集合表示的某一模糊變量的值[5]。

1.2.2 知識庫

知識庫包括數(shù)據(jù)庫和規(guī)則庫兩部分[6]。

（1）數(shù)據(jù)庫

定義模糊輸入變量dl和dr的模糊語言分為{S，M，B }={“小”，“中”，“大”}；

模糊輸入變量sα的模糊語言分為{LB，LS，Z，RS，RB}={“左大”， “左小”， “零”， “右小”， “右大”}；

模糊輸出變量的模糊語言分為{TLB，TLS，TZ， TRS，TRB}={“左大”， “左中”， “左小”， “零”， “右小”， “右中”， “右大”}。

（2）規(guī)則庫

模糊控制規(guī)則是模糊控制器的核心，是將操作者的操作經(jīng)驗和專家知識進(jìn)行總結(jié)而得來的。模糊控制規(guī)則可用多條模糊條件語句來表示。最常用的關(guān)聯(lián)詞有if-then、or、and等。如ri：（i=1，2，3，…）表示第i條控制規(guī)則。

它是模糊控制器的核心，是專家的知識或現(xiàn)場操作人員的經(jīng)驗的一種體現(xiàn)，即控制中所需要的策略。控制規(guī)則的條數(shù)可能有很多條，那么需要求出總的控制規(guī)則R，作為模糊推理的依據(jù)。

2 溫室機(jī)器人實(shí)驗仿真

用MATLAB仿真，其仿真結(jié)果中的障礙物代表農(nóng)作物植株，小黑圈代表機(jī)器人的位置。機(jī)器人由“起點(diǎn)”出發(fā)，穿過兩行農(nóng)作物，到達(dá)終點(diǎn)。MATLAB仿真實(shí)驗表明，該控制器能有效控制機(jī)器人在避開農(nóng)作物植株。

2.1 溫室機(jī)器人避障行為的設(shè)計

溫室機(jī)器人躲避障礙行為的功能是根據(jù)它當(dāng)前探測到目前的環(huán)境信息，才決定機(jī)器人如何運(yùn)動、能避開環(huán)境中的障礙物。當(dāng)該行為與奔向目標(biāo)行為相結(jié)合時，能使機(jī)器人繞開環(huán)境中的障礙到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)。如前所述，溫室機(jī)器人的傳感器是一個組合，該組合由3個傳感器組成。

2.2 溫室機(jī)器人循跡

這里的循跡是指樣車在溫室大棚循白線行走，通常采取的方法是紅外探測法。紅外探測法，即利用紅外線在不同顏色的物體表面具有不同的反射性質(zhì)的特點(diǎn)，在樣車行駛過程中不斷地向地面發(fā)射紅外光，當(dāng)紅外光遇到地面時發(fā)生漫反射，反射光被裝在小車上的接收管接收；如果遇到黑線則紅外光被吸收，樣車上的接收管接收不到紅外光。單片機(jī)就是否收到反射回來的紅外光為依據(jù)來確定白線的位置和樣車的行走路線。紅外探測器探測距離有限，一般最大不應(yīng)超過3cm。

用一個字節(jié)來代表車底的6個光電傳感器。用每一個位來代表當(dāng)前傳感器的檢測狀態(tài)。

把樣車直線行進(jìn)時分成三種狀態(tài)，當(dāng)中間四個傳感器都檢測到白線時，樣車在跑道的正上方，這時控制兩電機(jī)同速度全速運(yùn)行。當(dāng)檢測到有一個傳感器或者同側(cè)的兩個傳感器偏出白線時，樣車處于微偏狀態(tài)，這時將一個電機(jī)速度調(diào)慢，另一電機(jī)速度調(diào)快，完成調(diào)整。當(dāng)檢測到有三個傳感器偏出時，樣車處于較大的偏離狀態(tài)，這時把一個電機(jī)的速度調(diào)至極低，另一電機(jī)全速運(yùn)行，從而在較短時間內(nèi)完成路線的調(diào)整。

用這種三級調(diào)速的循跡算法同單純的判斷檢測到對管的位置并作出判斷的方法相比，程序思路清晰，程序執(zhí)行結(jié)果較好。

3 結(jié)論

在實(shí)際的測試過程中， 該機(jī)器人能夠快速準(zhǔn)確地按照預(yù)定路線到達(dá)指定位置完成規(guī)定動作， 并能很好地實(shí)現(xiàn)“自動避障”這一特殊功能，具有更高的適應(yīng)性及靈活性， 具有系統(tǒng)模型簡單、實(shí)現(xiàn)方法容易的特點(diǎn)， 使得這種控制方法能夠方便地推廣、應(yīng)用。

【參考文獻(xiàn)】

[1]方華，劉旭，黃玲，胡波.農(nóng)業(yè)機(jī)器人行進(jìn)中控制技術(shù)的研究進(jìn)展[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008，36（32）：14348-14349.

[2]韓峻峰，李玉惠.模糊控制技術(shù)[M].重慶：重慶大學(xué)出版社，2003，5：49-65.

運(yùn)動控制范文第3篇

【關(guān)鍵詞】PLC 真空聯(lián)鎖保護(hù) 運(yùn)動控制

光束線站一旦發(fā)生真空事故，就會導(dǎo)致束流丟失和儀器損壞。完成可靠的真空聯(lián)鎖保護(hù)與運(yùn)動控制系統(tǒng)的設(shè)計，則可以確保光束線站的正常運(yùn)行。而PLC具有較強(qiáng)的抗干擾能力，可以在真空聯(lián)鎖保護(hù)與運(yùn)動控制系統(tǒng)的設(shè)計中應(yīng)用。因此，有必要對基于PLC的真空聯(lián)鎖保護(hù)與運(yùn)動控制系統(tǒng)展開研究，繼而為線站實(shí)驗的安全進(jìn)行提供保障。

一、基于PLC的真空聯(lián)鎖保護(hù)與運(yùn)動控制系統(tǒng)

就目前來看，PLC已經(jīng)成為了應(yīng)用最廣泛的可編程控制器件。利用PLC，可通過編程完成對硬件功能的修改，繼而使電子系統(tǒng)設(shè)計的靈活性得到提高。而真空聯(lián)鎖保護(hù)與運(yùn)動控制系統(tǒng)不僅需要為儲存環(huán)的正常運(yùn)行提供保證，還要通過控制電機(jī)運(yùn)動來實(shí)現(xiàn)對光柵位置的調(diào)整。所以，需要應(yīng)用PLC技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)控制的實(shí)現(xiàn)，以便滿足實(shí)驗室對光束線站的控制要求。通過考慮線站的可靠性、靈活性和抗干擾能力要求，可以使用S7-300PLC這種可編程控制器進(jìn)行真空連鎖保護(hù)控制系統(tǒng)的設(shè)計。從系統(tǒng)的硬件組態(tài)結(jié)構(gòu)角度來看，該類型PLC系統(tǒng)可以滿足中等控制系統(tǒng)的控制需求，系統(tǒng)各模塊可以組合構(gòu)成不同的系統(tǒng)。在S7-300操作系統(tǒng)內(nèi)，人機(jī)界面服務(wù)得到了集成，可以實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大的通信功能。通過使用用戶界面的通信組態(tài)功能，就可以完成硬件組態(tài)。此外，該系統(tǒng)中有多種通信接口，可以用來連接總線接口。

二、系統(tǒng)控制的實(shí)現(xiàn)

（一）系統(tǒng)真空聯(lián)鎖保護(hù)控制的實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)真空聯(lián)鎖保護(hù)控制的實(shí)現(xiàn)主要通過兩個環(huán)節(jié)，即真快保護(hù)控制邏輯設(shè)計和軟件編程。在邏輯設(shè)計方面，系統(tǒng)由兩級構(gòu)成。首先，系統(tǒng)的快速真空保護(hù)控制需要由真空傳感器控制。在真空傳感器探測到的真空度與設(shè)定的閾值不同時，系統(tǒng)會自動關(guān)閉快閥，并且對沖向儲存環(huán)的大氣沖擊波進(jìn)行攔截。而由于系統(tǒng)破膜的的壓力波傳播速率和光束線長均可獲知，所以可以完成對壓力波傳播時間的計算。其次，系統(tǒng)的慢速真空保護(hù)控制需要由另一個真空傳感器控制。在傳感器探測到慢漏氣引發(fā)的真空事故時，系統(tǒng)將關(guān)閉前端氣動門閥和水冷光屏。通過讀取線站快閥的位置信號，系統(tǒng)則可以實(shí)現(xiàn)對存儲環(huán)的慢控保護(hù)。從控制要點(diǎn)上來看，真空聯(lián)鎖保護(hù)與運(yùn)動控制系統(tǒng)主要需要完成對氣動門閥和水冷光屏的控制。在真空度較低的情況下，系統(tǒng)要使門閥自動關(guān)閉，并且完成對水冷光屏的聯(lián)鎖關(guān)閉。而快閥因真空事故遭到關(guān)閉時，將會使啟動門閥和水冷光屏聯(lián)鎖關(guān)閉。在真空度符合要求時，系統(tǒng)將自動開啟啟動門閥，并順次完成光閘和水冷光屏的開啟。此外，在進(jìn)行真空聯(lián)鎖保護(hù)控制的軟件編程時，可以采用STEP7 V5.4軟件平臺。該平臺不僅可以為系統(tǒng)編程提供梯形圖、語句表和功能塊圖這三種編程語言，并且還包含豐富的指令。在編程的過程中，可以采用文本編程方式，以便使系統(tǒng)的編程量得到簡化。同時，采用這種編程方式還可以完成對錯誤的及時修改，繼而可以滿足高級編程語言的使用需求。

（二）系統(tǒng)運(yùn)動控制的實(shí)現(xiàn)

想要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的運(yùn)動控制，就需要先完成系統(tǒng)的運(yùn)動控制模塊的設(shè)計。考慮到線站電機(jī)的運(yùn)動控制問題，可以選用定位模塊FM353完成模塊的設(shè)計。從原理上來看，通過將脈沖信號和方向信號發(fā)送至步進(jìn)電機(jī)控制器，F(xiàn)M353就能完成對步進(jìn)電機(jī)的控制。而用戶在進(jìn)行系統(tǒng)的運(yùn)動控制時，則需要將電機(jī)速度、操作模式等控制數(shù)據(jù)傳送至用戶數(shù)據(jù)塊DB中，并從中讀取反饋數(shù)據(jù)。具體來講，就是系統(tǒng)CPU則可以完成功能函數(shù)的調(diào)用，并實(shí)現(xiàn)用戶數(shù)據(jù)塊與FM353模塊的數(shù)據(jù)交換。所以，F(xiàn)M353的編程實(shí)際就是對交換數(shù)據(jù)的程序進(jìn)行編寫，以便通過DB完成對FM模塊的控制。從用戶角度來看，則只需要完成操作模式的選擇就可以進(jìn)行系統(tǒng)的控制。在模式上，運(yùn)動控制模塊可以利用增量模式完成對系統(tǒng)增量的控制，并利用電動模式完成對定位軸方向和速度的檢測。

（三）人機(jī)交互的實(shí)現(xiàn)

為了實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)操作人員與設(shè)備之間的雙向溝通，還需要設(shè)計和實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的人機(jī)交互界面。就目前來看，很多設(shè)備的現(xiàn)場操作都是利用人際界面，可以幫助操作人員快速的掌握設(shè)備的使用方法。考慮到安全性、性價比和可靠性等問題，真空聯(lián)鎖保護(hù)與運(yùn)動系統(tǒng)需要使用專門面向PLC應(yīng)用的觸摸屏。通過與系統(tǒng)的MPI接口直接連接，觸摸屏上將直接顯示出控制閥門的操作和位置。同時，人機(jī)交互界面還將顯示系統(tǒng)外接傳感器的狀態(tài)，以便完成對水壓、氣壓和溫度等內(nèi)容的監(jiān)控。此外，通過設(shè)置用戶權(quán)限，還可以實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)閥門的保護(hù)，繼而避免人員的錯誤操作。

三、結(jié)論

總而言之，基于PLC的真空聯(lián)鎖保護(hù)與運(yùn)動系統(tǒng)具有較強(qiáng)的抗干擾能力，并且系統(tǒng)的運(yùn)行也較為穩(wěn)定和可靠，可以實(shí)現(xiàn)對光束線站的聯(lián)鎖保護(hù)與運(yùn)動控制的一體化。同時，由于PLC具有模塊化的特點(diǎn)，所以可以為系統(tǒng)的擴(kuò)展提供便利。而通過改變軟件編程就可以實(shí)現(xiàn)更多的系統(tǒng)功能，則使系統(tǒng)的改進(jìn)更加容易。因此，隨著PLC技術(shù)的不斷發(fā)展，基于PLC的真空聯(lián)鎖保護(hù)與運(yùn)動系統(tǒng)必將獲得更好的發(fā)展前景。

參考文獻(xiàn)：

[1]胡嘯，熊永前，李冬等.基于PLC的緊湊型回旋加速器聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)[J].電氣傳動，2010.

運(yùn)動控制范文第4篇

【關(guān)鍵詞】運(yùn)動控制系統(tǒng)；步進(jìn)電機(jī)；PLC 能實(shí)現(xiàn)對機(jī)械運(yùn)動部件的位置、速度等進(jìn)行實(shí)時的控制管理，使其按照預(yù)期的軌跡進(jìn)行運(yùn)動的系統(tǒng)稱為運(yùn)動控制系統(tǒng)。

1.運(yùn)動控制系統(tǒng)設(shè)計

運(yùn)動控制系統(tǒng)設(shè)計中最重要的兩個參數(shù)為位置和速度，步進(jìn)電機(jī)由于控制精度高，可直接用數(shù)字信號控制，無累積定位誤差而被廣泛用于運(yùn)動控制系統(tǒng)中，步進(jìn)電機(jī)最重要的三個參數(shù)為脈沖個數(shù)、脈沖頻率和脈沖方向，其中脈沖個數(shù)、脈沖方向?qū)?yīng)與運(yùn)動控制系統(tǒng)中的參數(shù)―位置，而脈沖頻率對應(yīng)與運(yùn)動控制系統(tǒng)中的參數(shù)―速度。通過脈沖個數(shù)和脈沖方向控制步進(jìn)電機(jī)的角位移或線位移從而達(dá)到運(yùn)動控制系統(tǒng)準(zhǔn)確定位目的，通過脈沖頻率控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動速度從而達(dá)到運(yùn)動控制系統(tǒng)時間準(zhǔn)確目的；因此運(yùn)動控制系統(tǒng)設(shè)計問題轉(zhuǎn)化成步進(jìn)電機(jī)脈沖個數(shù)、脈沖頻率和脈沖方向設(shè)置問題。

2.應(yīng)用案例

目前運(yùn)動控制系統(tǒng)設(shè)計中步進(jìn)電機(jī)控制一般采用PLC直接控制或1PG模塊直接控制，例如在工作臺移動裝置如圖1，按下啟動按鈕，工作臺先執(zhí)行回原點(diǎn)操作，接著右移50mm處停止，接著返回原點(diǎn)停止。對于上述設(shè)計可采用兩種方案設(shè)計。方案1―直接用PLC控制步進(jìn)電機(jī)，方案2―采用1PG模塊控制步進(jìn)電機(jī)。本文重點(diǎn)講述方案1。

分析：定位距離為50mm，轉(zhuǎn)化成相應(yīng)步進(jìn)電機(jī)脈沖數(shù)為10000個，脈沖方向為正，脈沖頻率由于沒有時間設(shè)置可隨機(jī)設(shè)置如6000。脈沖數(shù)計算依據(jù)如下絲桿螺距為10mm，即步機(jī)電機(jī)旋轉(zhuǎn)一周，工作臺移動10mm。假設(shè)：將步進(jìn)驅(qū)動器設(shè)置為10細(xì)分，步距角為0.18°：

電機(jī)轉(zhuǎn)一周所需脈沖數(shù)=360°/0.18°=2000個

每個脈沖行走的距離=10mm/2000=0.005mm

工作臺行走50mm所需脈沖數(shù)=50mm/0.005mm=10000個

（1）根據(jù)題目要求畫出I/O對照表。

（2）畫出系統(tǒng)連接圖。

工作臺移動裝置系統(tǒng)連接如下圖2所示。

（3）PLC控制程序。

3.結(jié)束語

經(jīng)過試驗證明，利用PLC控制步進(jìn)電機(jī)實(shí)現(xiàn)對運(yùn)動系統(tǒng)的準(zhǔn)確定位操作簡單，可靠性高

【參考文獻(xiàn)】

運(yùn)動控制范文第5篇

關(guān)鍵詞：工業(yè)機(jī)器人；運(yùn)動控制系統(tǒng)；NURBS插補(bǔ)算法；實(shí)現(xiàn)路徑

隨著信息科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人在控制質(zhì)量、工作效率、成本等方面表現(xiàn)出了較大的優(yōu)勢，運(yùn)動穩(wěn)定、速度可調(diào)節(jié)、抗疲 勞的工業(yè)機(jī)器人能夠替代人工完成相應(yīng)的操作（包括完成一些具備高危險系數(shù)的工作），將機(jī)器人應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中能夠在使生產(chǎn)效率、 產(chǎn)品質(zhì)量得以有效提高的同時顯著降低人工工作量及生產(chǎn)成本，工業(yè)機(jī)器人已經(jīng)成為工業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的重要支撐工具，在各行業(yè)中得以廣 泛使用，作為一項重要的機(jī)電一體化技術(shù)機(jī)器人運(yùn)動控制已成為工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的重點(diǎn)研究方向。運(yùn)動控制是實(shí)現(xiàn)機(jī)器人功能的基礎(chǔ)和重點(diǎn) ，對機(jī)器人的性能起到直接決定作用，工業(yè)機(jī)器人在實(shí)際生產(chǎn)使用過程中易被多種因素干擾（如電、磁等），對工業(yè)機(jī)器人的設(shè)計方案尤 其是各項產(chǎn)品參數(shù)提出了更高的要求，需確保運(yùn)動控制系統(tǒng)具備高效運(yùn)動控制功能及穩(wěn)定的性能，因此本研究主要對機(jī)器人運(yùn)動控制系統(tǒng) 進(jìn)行了設(shè)計。

1 需求分析

隨著工業(yè)機(jī)器人在工業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，對機(jī)器人的控制及操作要求不斷提升，工業(yè)機(jī)器人主要由本體、驅(qū)動裝置及控制系統(tǒng)構(gòu)成， 在軌跡空間中工業(yè)機(jī)器人需完成除基本運(yùn)動（包括直線、圓弧等）外較為復(fù)雜的運(yùn)動，具備擬人功能的運(yùn)動控制系統(tǒng)（一種機(jī)械電子裝置 ）作為工業(yè)機(jī)器人的核心構(gòu)成部分集合了多種現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)（包括網(wǎng)絡(luò)計算機(jī)、人工智能、電子機(jī)械、傳感器等），通過運(yùn)動控制系統(tǒng)實(shí) 現(xiàn)機(jī)器人復(fù)雜的軌跡運(yùn)動，在實(shí)現(xiàn)復(fù)雜幾何造型上NURBS方法因具備較大的優(yōu)勢而得以在CAD中廣泛應(yīng)用，因此充分運(yùn)用NURB S插補(bǔ)算法實(shí)時可靠的優(yōu)勢，在研究了NURBS軌跡規(guī)劃的基礎(chǔ)上對機(jī)器人運(yùn)動控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計具有較高的實(shí)際應(yīng)用價值。目前國內(nèi) 已有工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動控制系統(tǒng)大多存在擴(kuò)展性和通用性方面的不足，導(dǎo)致使用方面的局限性，大多只適用于特定的機(jī)器人［1］。本研究 針對UPR100本體工業(yè)機(jī)器人（6自由度）在現(xiàn)有研究的基礎(chǔ)上完成了運(yùn)動控制系統(tǒng)的設(shè)計和實(shí)現(xiàn)過程，采用模塊化的設(shè)計原則，通 過使用DMC運(yùn)動控制卡實(shí)現(xiàn)主要控制功能，結(jié)合運(yùn)用了抗干擾能力強(qiáng)（防潮、防塵、防振）、穩(wěn)定可擴(kuò)展的工控機(jī)，實(shí)現(xiàn)對機(jī)器人運(yùn)動 過程的精準(zhǔn)控制。

2 工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動控制系統(tǒng)設(shè)計

作為一項較為復(fù)雜的系統(tǒng)工程，基于人工智能裝置的完整機(jī)器人主要由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動裝置（由驅(qū)動器、減速器、檢測元件構(gòu)成）、 控制系統(tǒng)（主要由傳感器和電子計算機(jī)構(gòu)成，）等構(gòu)成，模仿人類手臂動作的操作機(jī)主要負(fù)責(zé)完成各類實(shí)操作業(yè)（主要由機(jī)座、末端執(zhí)行 器、機(jī)械臂構(gòu)成），驅(qū)動裝置負(fù)責(zé)完成電能到機(jī)械能的轉(zhuǎn)換從而將動力提供給操作機(jī)（可采取電力、液壓、氣壓幾種驅(qū)動方式）；控制系 統(tǒng)負(fù)責(zé)完成對機(jī)器人的檢測和操作控制過程以完成規(guī)定的動作，包括對機(jī)器人運(yùn)動參數(shù)的檢測控制及反饋控制；人工智能系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)完 成邏輯判斷、模式識別及操作等功能（主要由實(shí)現(xiàn)感知功能的傳感系統(tǒng)以及決策、規(guī)劃、專家系統(tǒng)構(gòu)成）。本研究構(gòu)建的移動控制系統(tǒng)基 于現(xiàn)有6自由度工業(yè)機(jī)器人完成，硬件部分負(fù)責(zé)執(zhí)行軟件部分規(guī)劃的操作，軟件部分主要功能在于完成機(jī)器人程序的解譯、插補(bǔ)運(yùn)算、軌 跡規(guī)劃（包括運(yùn)動學(xué)正逆解），驅(qū)動機(jī)器人不同關(guān)節(jié)及末端裝置的運(yùn)動。2．1設(shè)計思路機(jī)器人操作的順利完成離不開運(yùn)動控制系統(tǒng)，運(yùn) 動控制系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷主要包括集中控制（所有控制功能均通過一個CPU實(shí)現(xiàn)）、主從控制（由主、從CPU構(gòu)成，分別負(fù)責(zé)變換坐標(biāo) 并生成軌跡、控制機(jī)械手動作）、分級控制（由上級主控計算機(jī)和下級多個微處理器構(gòu)成，分別負(fù)責(zé)完成包括坐標(biāo)變換、生成軌跡在內(nèi)的 系統(tǒng)管理以及對機(jī)械手關(guān)節(jié)坐標(biāo)及伺服控制的分管與處理）。應(yīng)用廣泛的機(jī)器人對運(yùn)動控制系統(tǒng)的研究和設(shè)計過程提出更高的要求，為適 用不同種類機(jī)器人需采用開放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，同時采用模塊化設(shè)計方式（即將系統(tǒng)劃分成實(shí)現(xiàn)不同子任務(wù)的多個功能模塊）提高系統(tǒng)的實(shí)用 性和可靠性，多個機(jī)器人的協(xié)同控制需通過具備網(wǎng)絡(luò)通訊功能的運(yùn)動控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)（包括資源共享）；通過直觀形象的人機(jī)接口及操作界 面提升系統(tǒng)的人機(jī)交互性［2］。工業(yè)機(jī)器人運(yùn)動控制系統(tǒng)主要由上位機(jī)、驅(qū)動裝置、執(zhí)行控制器構(gòu)成，由上位機(jī)負(fù)責(zé)機(jī)器人管理和實(shí)時 監(jiān)控，將位姿指令傳遞至區(qū)域控制器進(jìn)行運(yùn)動協(xié)調(diào)計算，由區(qū)域控制器實(shí)現(xiàn)對機(jī)器人各關(guān)節(jié)坐標(biāo)及軌跡的變換和生成，再由執(zhí)行控制器在 完成機(jī)器人位姿及工作狀態(tài)的檢測和實(shí)時采集的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對各關(guān)節(jié)伺服運(yùn)動的有效控制過程。2．2控制系統(tǒng)硬件設(shè)計本研究所設(shè)計的 運(yùn)動控制方案分別采用嵌入式ARM工控機(jī)（FreescaleIMX6）和DMC控制卡（Galil公司）作為系統(tǒng)的上位機(jī)和下 位機(jī)，控制系統(tǒng)硬件架構(gòu)，如圖1所示。圖1系統(tǒng)硬件架構(gòu)示意圖針對6自由度工業(yè)機(jī)器人通過由DMC運(yùn)動控制器提供的API實(shí)現(xiàn)了 在工控機(jī)上根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行二次開發(fā)的功能。ARM工控機(jī)以Cortex核心處理器作為CPU，具備豐富的硬件資源，有效的滿足 了控制系統(tǒng)的需求，工控機(jī)同DMC間采用以太網(wǎng)完成控制命令的接收與發(fā)送，DMC接收到程序命令后會據(jù)此發(fā)出相應(yīng)的電機(jī)控制指令 信號，在經(jīng)伺服放大器放大后完成對機(jī)器人各電機(jī)轉(zhuǎn)動過程的驅(qū)動進(jìn)而實(shí)現(xiàn)各關(guān)節(jié)的按要求運(yùn)動；工控機(jī)同樣通過以太網(wǎng)收到各關(guān)節(jié)經(jīng)D MC反饋的位置信號（通過相應(yīng)的電機(jī)編碼器），從而實(shí)現(xiàn)機(jī)器人狀態(tài)的實(shí)時顯示與監(jiān)控管理，并且使數(shù)控設(shè)備有效滿足精度與性能的要 求［3］。

3 控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

3．1 NURBS插補(bǔ)功能的實(shí)現(xiàn)

針對NURBS曲線軌跡，假設(shè)，控制頂點(diǎn)由Pi表示其中i∈［0，n］，同控制頂點(diǎn)對應(yīng)的權(quán)因子由wi表示，t表示參數(shù)，k 次B樣條基函數(shù)由Bi，k（t）表示，取n＋k＋1個節(jié)點(diǎn)值（分別由u0，u1，…，un＋k表示）組成節(jié)點(diǎn)向量通常u0、u1 ，…，uk的取值為0，un、un＋1，…，un＋k的取值為1，定義其在空間中的有理分式如式（1）［3］。（1）NURBS 插補(bǔ)算法通過插補(bǔ)前的預(yù)處理操作（即確定NURBS的軌跡表達(dá)式）可使插補(bǔ)計算量顯著降低，進(jìn)而確保了曲線的插補(bǔ)速度及實(shí)時性， 以給定的Pi、wi及節(jié)點(diǎn)矢量為依據(jù)即可實(shí)現(xiàn)NURBS曲線的唯一確定，NURBS曲線插補(bǔ)的實(shí)質(zhì)為將到NURBS曲線本身的近 似逼近過程通過步長折線段（屬于一個插補(bǔ)周期內(nèi)）的使用完成，實(shí)現(xiàn)NURBS插補(bǔ)功能需要重點(diǎn)解決的問題為：密化參數(shù)，ΔL和Δ u分別表示進(jìn)給步長和相應(yīng)的參數(shù)增量，即在完成ΔL由軌跡空間到參數(shù)空間映射的基礎(chǔ)上，完成Δu及新點(diǎn)的參數(shù)坐標(biāo)（表示為ui＋ 1＝ui＋Δu）的求解［4］。計算軌跡，完成計算所獲取的坐標(biāo)值到軌跡空間的反向映射及插補(bǔ)軌跡的新坐標(biāo)點(diǎn)（表示為pi＋1＝ p（ui＋1））的獲取。在實(shí)際應(yīng)用中通常采用3次由分段參數(shù)構(gòu)成的NURBS曲線，各段曲線的分子／母的系數(shù)會參數(shù)u的變化而 改變，對應(yīng)各段如式（3）［5］。使用Matlab平臺對本研究設(shè)計的插補(bǔ)算法進(jìn)行仿真，控制節(jié)點(diǎn)在（0，1）間，控制頂點(diǎn)共有 50個，權(quán)值取1，據(jù)此完成3階NURBS曲線的確定，插補(bǔ)參數(shù)設(shè)置為：插補(bǔ)周期為1ms，最大進(jìn)給速度及初始進(jìn)給速度（由fm ax、fs表示）分別為18mm／min和0，加速度上限為2500mm／s2，弓高誤差上限及步長誤差上限分別為1μm和0． 001，最大法向進(jìn)給加速度及最大加速度分別為0．8g和50000mm／s3，仿真實(shí)驗結(jié)果如圖2、圖3所示，生成的插補(bǔ)點(diǎn)同 規(guī)劃軌跡相吻合［6］。

3．2 軟件設(shè)計與實(shí)現(xiàn)

在ARM工控機(jī)上實(shí)現(xiàn)軟件部分，控制軟件系統(tǒng)功能設(shè)計，如圖4所示。將Linux系統(tǒng)安裝于FreescaleIMX6上（ 版本為ubun－tu）后完成嵌入式Qt的移植，并在ubuntu中移植DMC控制卡的對應(yīng)庫，軟件圖形用戶界面的主框架通過Q MainWin－dow類的使用完成構(gòu)建，各模塊功能則通過QWidget／Dialog類的使用實(shí)現(xiàn)，通過Qt實(shí)現(xiàn)各模塊間的 信交流。將各編碼器的值通過ComandOM（）函數(shù)進(jìn)行讀取后實(shí)現(xiàn)機(jī)器人各關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角的獲取，以供運(yùn)動學(xué)計算和軌跡規(guī)劃；運(yùn)動控 制指令通過DownloadFile（）函數(shù)完成到DMC的下載。文檔中的二字符指令集用于代碼級別的測試與簡單控制。運(yùn)動學(xué)分 析模塊通過運(yùn)動學(xué)正解和運(yùn)動學(xué)逆解實(shí)現(xiàn)機(jī)器人各關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動的角度同空間中位置和姿態(tài)的相互對應(yīng)，據(jù)此實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的正確運(yùn)行及其目標(biāo) 點(diǎn)情況的檢測［7］。機(jī)器人的作業(yè)任務(wù)通過軌跡規(guī)劃模塊確定所需使用的基本運(yùn)動形式（包括直線、圓弧運(yùn)動插補(bǔ)及NURBS軌跡插 補(bǔ)），進(jìn)而實(shí)現(xiàn)自由曲線運(yùn)動過程。（1）機(jī)器人參數(shù)設(shè)置，據(jù)此完成對決定工業(yè)機(jī)器人本體結(jié)構(gòu)的運(yùn)動學(xué)D－H參數(shù)、伺服驅(qū)動相關(guān)的 決定對應(yīng)機(jī)器人關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動角度的分頻比／倍頻比的設(shè)置。（2）機(jī)器人軌跡規(guī)劃，DMC運(yùn)動控制器可有效解決復(fù)雜的運(yùn)動問題，其所包 含的輪廓模式提供位置－時間曲線（在1～6軸內(nèi)）的自定義功能，據(jù)此可實(shí)現(xiàn)對通過計算機(jī)產(chǎn)生軌跡的有效追蹤。在控制系統(tǒng)中，通過 工控機(jī)提供的算法實(shí)現(xiàn)運(yùn)動學(xué)正逆解和空間運(yùn)動軌跡的規(guī)劃，并通過DMC協(xié)調(diào)控制各關(guān)節(jié)的運(yùn)動情況，具體流程為：先建立空間軌跡參 數(shù)方程，運(yùn)動軌跡空間坐標(biāo)向量（x，y，z）每32ms（運(yùn)動軌跡的插補(bǔ)周期）計算獲取，通過運(yùn)動學(xué)反解末端空間坐標(biāo)即可獲取對 應(yīng)關(guān)節(jié)變量，據(jù)此計算得到電機(jī)軸的脈沖量（即各軸的脈沖增量），并記錄到相應(yīng)的軌跡規(guī)劃文本中，軌跡規(guī)劃流程，如圖5所示。接下 來通過DMC中的DownloadFile（）函數(shù)的調(diào)用完成軌跡規(guī)劃文本到DMC的下載，在此基礎(chǔ)上調(diào)用Command（）執(zhí) 行命令完成自定義軌跡動作。（3）機(jī)器人示教作業(yè)，實(shí)現(xiàn)了包括MOVJ、NURBS、延時、數(shù)字運(yùn)算等在內(nèi)的運(yùn)動指令集，將機(jī)器 人末端通過軸控制按鈕根據(jù)所選擇的合適坐標(biāo)系（以運(yùn)動指令及指令參數(shù)為依據(jù)）完成到目標(biāo)位置點(diǎn)運(yùn)動的控制［8］。