文档介绍：Nanjing University ofAeronautics and Astronautics The Graduate School College of Mechanical and Electrical Engineering DEVELOPMENT ON OPEN ARCHITETURE CONTROL SYSTEM OF BENDING ROBOT Mechanical and Electronic Engineering by Yufei Jin Advised by Prof. Peihuang Lou Submitted in Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree of Master of Engineering March, 2014 万方数据承诺书本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师指导下,独立进行研究工作所取得的成果。尽我所知,除文中已经注明引用的内容外,本学位论文的研究成果不包含任何他人享有著作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人授权南京航空航天大学可以有权保留送交论文的复印件,允许论文被查阅和借阅,可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。(保密的学位论文在解密后适用本承诺书) 作者签名: 日期: 万方数据万方数据南京航空航天大学硕士学位论文 I 摘要随着机器人技术的不断成熟,工作环境恶劣、劳动强度大的钣金折弯行业成为机器人应用的一个新领域。为了实现钣金工件的自动化折弯,本文根据钣金折弯的工艺需求,开发了基于“PC+DSP”结构的开放式折弯机器人控制系统,并针对其关键技术进行了研究。本文首先分析了折弯机器人的基本机构,并采用D-H方法建立折弯机器人的运动学模型。在此基础上,深入分析了折弯机器人的折弯跟随技术,并提出基于几何模型的折弯跟随路径规划方法。本文从控制系统的开放性、实时性要求出发,完成了折弯机器人控制系统的硬件平台设计。平台以基于“PC+DSP”模式的开放式控制器为核心,充分利用运行于PC 机上的丰富软件资源和强实时内核GRT,并由DSP完成机器人的底层伺服控制,从而满足机器人控制的实时性要求。本文从折弯机器人的功能需求出发,建立了多任务与多线程的软件运行机制,为二次开发提供了良好的平台。本文采用了模块化的设计思想,建立运动规划模块、状态监测模块、参数管理模块、文件管理模块等,并详细分析了各个模块的具体实现过程。为了提高板材折弯的整体效率和自动化水平,本文提出了基于视觉的板材定位方案,探讨了获取边缘特征信息的图像处理过程,为更好的提升折弯自动化水平奠定了技术基础。最后在自主开发的自动化折弯单元进行了实验研究,通过设计应用验证实验,实验结果表明本文开发的开放式折弯机器人控制系统功能完善、运行有效,并经演示验证表明具有很好的实用性。关键词:折弯机器人,开放式控制器,运动控制,图像处理万方数据开放式折弯机器人控制系统的开发 II Abstract With the development of robot technology, a new kind of robot will appear in the area of sheet metal bending, which has poor working condition and intensive labor. In order to achievethe targetof automated bending, this thesis analysed the functional requirements of sheet metal bending and designed the bending robot control system based on the “PC+DSP” open structure. Besides, key technologiesof bending robot arediscussed in this thesis. Firstly, the basicstructure of bending robot is introducedin the the mathematical model and the space motion coordinate frames of the robot with D-H methodare established. On the basis of it, the method mand