【摘 要】
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随着工业机器人技术的快速发展和广泛应用,机器人控制系统的性能要求也越来越高。针对通用开放式的运动控制器的二次开发难度大,针对性不强等问题,本文基于“桶装水搬运机器人的控制系统开发”项目,阐述了课题的研究背景和意义,分析了国内外搬运机器人的发展现状,分析了国内外学者对于控制系统的研究,设计了一个基于STM32F4系列单片机,基于CANopen（Controller Area Network open
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随着工业机器人技术的快速发展和广泛应用,机器人控制系统的性能要求也越来越高。针对通用开放式的运动控制器的二次开发难度大,针对性不强等问题,本文基于“桶装水搬运机器人的控制系统开发”项目,阐述了课题的研究背景和意义,分析了国内外搬运机器人的发展现状,分析了国内外学者对于控制系统的研究,设计了一个基于STM32F4系列单片机,基于CANopen（Controller Area Network open）协议的桶装水搬运机器人的控制系统。首先,围绕着伺服控制方式、核心芯片选型、实时操作系统选择、现场总线选择等要点,设计了系统的总体硬件方案和软件方案。其次,通过分析搬运机器人的结构,设计了搬运、码垛路径;通过分析比较常用的轨迹规划算法,优化了5次多项式轨迹规划,并在matlab上进行仿真,保证轨迹规划算法的准确性。再次,采用模块化的思想,设计了电源模块、核心系统模块、通信模块、通用IO模块、存储模块等,完成控制器的硬件设计。然后,采用模块化设计思路,在Free RTOS（Free Real Time Operating System）上完成各模块的程序设计;在CANopen协议的基础上,设计了伺服电机控制程序;在威纶通触摸屏上,设计了友好型人机交互界面。最后,搭建硬件测试平台,对控制系统的各功能模块进行测试,试验结果表明系统运行稳定,符合预期。文中提出了一种基于CANopen协议的三轴伺服插补控制方案,对于一些低成本的伺服控制方案具有一定的参考意义。
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