本文關(guān)鍵詞：超聲檢測機械手運動控制及仿真，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：自動化超聲無損檢測是超聲檢測的一個重要發(fā)展方向。目前，超聲無損檢測自動化的可檢測對象還較少，主要是一些平面工件、圓筒、簡單曲面等形狀簡單的工件，對具有復雜形狀、變厚度的曲面工件的研究較少，如銑刀、葉片等。將多軸機械手應用到無損檢測領(lǐng)域有望解決復雜曲面的有效檢測難題。 目前商業(yè)化的機械手控制系統(tǒng)開放性不高，不能滿足特殊應用，如結(jié)構(gòu)改造不被允許，與超聲檢測設備同步存在技術(shù)問題等弊端，因此，在本文中，基于MOTOMANMA1400六自由度機械手的硬件結(jié)構(gòu)，進行超聲檢測機械手運動控制部分的研制，以及建立起超聲檢測運動仿真系統(tǒng)。選擇“PC+運動控制卡”的控制方式，采用TurboPMAC2-Clipper運動控制卡作為機械手控制系統(tǒng)的核心部分，選用安川的SGM系列的驅(qū)動器和對應的伺服電機，構(gòu)建起超聲檢測機械手硬件系統(tǒng)。 在進行機械手運動控制時，運動學分析是其中關(guān)鍵的一步，針對MOTOMANMA1400機械手結(jié)構(gòu)特點，，根據(jù)Pieper準則，發(fā)現(xiàn)無解析解，采用一種幾何法和迭代法相結(jié)合的方法，求解出機械手運動學逆解。在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)機械手的運動控制，同時建立起超聲檢測機械手的控制軟件部分：（1）基于Open CASCADE構(gòu)建超聲檢測機械手運動仿真系統(tǒng)；（2）基于PCOMMSERVER動態(tài)庫構(gòu)建PMAC運動控制系統(tǒng)。前者實現(xiàn)正逆運動學計算和機械手運動仿真，后者實現(xiàn)機械手的運動控制，并通過實驗進行驗證。
【關(guān)鍵詞】：超聲檢測 機械手 運動學分析 PMAC運動控制卡 Open CASCADE
【學位授予單位】：北京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TP241;TH878.2
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 超聲檢測技術(shù)進展9-10
• 1.2 檢測機器人技術(shù)發(fā)展10-12
• 1.3 本課題研究意義12-13
• 1.4 論文研究內(nèi)容13-15
• 第二章 超聲檢測機械手運動學分析15-40
• 2.1 引言15
• 2.2 機器手位姿的描述及空間坐標變換15-20
• 2.2.1 位置描述15-16
• 2.2.2 姿態(tài)描述16
• 2.2.3 空間齊次坐標變換16-18
• 2.2.4 機械手坐標系的描述18-20
• 2.3 機械手正運動學20-26
• 2.3.1 D-H 坐標系的確立20-23
• 2.3.2 正運動學求解23-26
• 2.4 機械手逆運動學26-39
• 2.4.1 求取關(guān)鍵點 D 的位置28-35
• 2.4.2 求解各關(guān)節(jié)角度35-39
• 2.5 小結(jié)39-40
• 第三章 超聲檢測機械手控制系統(tǒng)設計40-56
• 3.1 引言40
• 3.2 控制系統(tǒng)硬件組成40-46
• 3.2.1 控制方案選擇40-43
• 3.2.2 工控機的選擇43
• 3.2.3 PMAC 運動控制卡43-45
• 3.2.4 驅(qū)動器及電機選擇45-46
• 3.3 硬件連接46-49
• 3.3.1 PMAC 卡與主機連接47
• 3.3.2 PMAC 卡與驅(qū)動器連接47-48
• 3.3.3 驅(qū)動器與機械手連接48-49
• 3.4 控制系統(tǒng)軟件平臺49-55
• 3.4.1 運動仿真系統(tǒng)51
• 3.4.2 PMAC 運動控制系統(tǒng)51-55
• 3.5 小結(jié)55-56
• 第四章 基于 Open CASCAD 的運動仿真系統(tǒng)56-69
• 4.1 引言56-57
• 4.2 Open CASCAD 幾何內(nèi)核57-61
• 4.2.1 Open CASCADE 簡介57-58
• 4.2.2 Open CASCADE 幾何建模內(nèi)核58-59
• 4.2.3 可視化技術(shù)59-60
• 4.2.4 數(shù)據(jù)交換60-61
• 4.3 機械手仿真軟件61-68
• 4.3.1 仿真環(huán)境建立61-62
• 4.3.2 機械手模型建立62-63
• 4.3.3 機械手模型導入63-65
• 4.3.4 機械手三維顯示65-66
• 4.3.5 機械手運動控制66-67
• 4.3.6 機械手仿真檢測67-68
• 4.4 小結(jié)68-69
• 第五章 實驗及調(diào)試69-78
• 5.1 引言69
• 5.2 硬件調(diào)試69-74
• 5.2.1 工控機與 PMAC 運動控制卡的通信實現(xiàn)69-70
• 5.2.2 調(diào)節(jié)電機 PID 參數(shù)70-74
• 5.3 檢測機械手運動控制實驗74-77
• 5.4 小結(jié)77-78
• 總結(jié)與展望78-79
• 參考文獻79-83
• 攻讀碩士學位期間研究成果83-84
• 致謝84

【參考文獻】

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  本文關(guān)鍵詞：超聲檢測機械手運動控制及仿真，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：271017