工业机械臂是近代自动控制领域中出现的一项新技术,作为多学科融合的边沿学科,它是当今高技术发展最快的领域之一,并已成为现代机械制造生产系统中的一个重要组成部分。所谓工业机械臂是一种能按给定的程序或要求自动完成物件(如材料、工件、零件或工具等)传送或操作作业的机械装置,它能部分地代替人的手工劳动。较高级型式的机械臂,还能模拟人的手臂动作,完成较复杂的作业。本课题所研究的机械臂是用于在工业生产上钻孔的机械设备。它可根据预先给定的任务,用编程的方式规定好机械臂要行进的路线,自动完成其行为控制,完成整个生产过程中的钻孔工作。本论文中的主要工作涉及以下方面:(1)以钻孔机械臂为研究对象,进行了以LPC2138为主控制器的嵌入式系统硬件平台设计,以及LPC2138与伺服驱动电路、液晶显示电路、键盘扫描电路等的接口设计,且着重对机械臂执行机构交流伺服电机的驱动进行了设计研究;(2)针对μC/OS-II操作系统精小、稳定、可靠、易移植等特点,对μC/OS- II操作系统进行修改,并移植到主控制系统的处理器中。在操作系统之上,将机械臂的任务模块划分为:主程序模块、键盘扫描和液晶显示任务模块、传感器采集和控制信号发送任务模块、脉冲指令与方向信号发送任务模块,并设计出应用程序,将各部分整合到一起完成机械臂定位和钻孔工作。(3)论文中应用模糊控制算法,用于控制和调节机械臂的钻孔工作。且对常规PID控制与模糊控制进行了仿真对比,选择了最优控制方案,使系统提升钻孔定位的响应时间,快速到达钻孔的目标,同时移动速度快且不超调。在论文的最后,给予了简要的总结和展望。