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工业机器人具有的灵活、柔性生产的特点,并且随着经济的不断发展和人力成本增加、安全保护要求提高,工业自动化程度会得到提高,因此工业机器人会获得更广泛的应用前景。示教系统是工业机器人控制器的核心功能模块,也是研究机器人系统最困难、最关键的问题之一。本文基于当前市场需求和工业机器人发展趋势,以构建一个开放式嵌入式示教系统为目标,针对嵌入式操作系统的定制、嵌入式硬件、CPLD流驱动程序、示教软件等四个模块进行了研究开发。
本文首先介绍了工业机器人发展概况和示教系统发展概况。通过分析国内外的机器人示教系统发展趋向,结合当前嵌入式系统的技术和机器人示教需求分析,提出设计嵌入式系统的示教系统的可行性;
在此基础上,围绕示教系统的需要分析,分析嵌入式系统的硬件平台种类,构造最优的示教平台;并结合示教系统的特殊性,应用CPLD的灵活性实现对IO口扩展,构建具有扩展性能的硬件平台;驱动程序开发应用Platform Builder开发,实现了CPLD驱动函数,完成了软件和CPLD寄存器数据交换的功能。文中分析了WINCE.NET驱动程序特点、实时性能,然后结合CPLD硬件,设计出示教系统输入控制键盘驱动程序;
结合研制的机器人主控系统,分析了示教系统的功能,划分出相应的功能模块。分析机器人示教系统和主控系统通讯需求,开发出合理通信程序;并结合机器人示教需求,开发出图形化示教代码输入界面;
最后对整个系统联机调试。把示教系统和工业机器人控制系统联机调试,证明了基于WINCE的工业机器人示教系统的可行性和稳定性。
本论文是在国家863重点项目“机器人模块化功能部件及产业化”的资金资助下进行相关研究。