机电一体化项目设计

机电一体化项目设计SCARA机器人成员：刘士昌张堃赵洁王璇主要工作„机械系统„传感系统„控制系统„电气系统机械系统„SCARA(SelectivelyComplianceAssemblyRobotArm)机器人是一种平面关节型工业机器人，具有4个关节，3个旋转关节轴线相互平行，实现平面内定位和定向。1个移动关节，实现末端件升降运动。它结构简单、体积小、重量轻、安装方便、具有很好的通用性，而且动作迅速、定位精度高。机械系统„它是由机身、大臂、小臂、升降臂和机械手指组成机械系统„该SCARA机器人采用混合式步进电机驱动,速度要求不高,故减速比可在一定范围内调整,只要能满足转矩即可。为了保证整体精度,可根据空间结构要求,优先选用标准谐波减速器,及丝杆螺母副传动,整体结构简单,性能可靠。传感系统„本机器人的运动控制系统中采用光电编码器作为位置检测元件，光电编码器有增量式和绝对式两种，增量式具有结构简单，价格低，精度易于保证等优点，采用较多；绝对式的能直接给出对应于每个转角的数字信息，便于计算机处理，掉电数据不丢失，误差不积累，比较直观。由于增量式性价比较高且本系统对数据信息保留无特别要求，故采用增量式光电编码器。传感系统—增量式编码器传感系统—增量式编码器检测系统传感系统—传感器与其他系统连接简图控制系统„机器人控制技术对其性能的优良起着重大的作用。为提高稳,可靠性和工业现场的抗干扰性，采用“工业PC+DSP运动控制器”的结构来实现机器人控制：伺服系统中伺服级计算机采用以信号处理器(DSP)为核心的多轴运动控制器借助DSP高速信号处理能力与运算能力可同时控制多轴运动，实现复杂的控制算法并获得优良的伺服性能。控制系统—智能运动控制器„智能运动控制器包括主控制板、接口板以及控制软件等。具有开放式结构、高速、高精度、网际在线控制、多轴同步控制、可重构性、高集成度、高可靠性和安全性等特点，是新一代开放式结构高性能可编程运动控制器。控制系统—DSP多轴运动卡的硬件原理图图中增量编码器的A0(A0)、B0(B0)、C0(C0)信号作为位置反馈。运动控制卡通过4倍频、加减计数器得到实际的位置实际位置信息存在位置寄存器中，计算机可以通过控制寄存器进行读取。运动控制卡的目标位置，由计算机通过机器人运动轨迹规划求得。通过内部计算得到位置误差值，再经过加减速控制和数字滤波后，送到D／A转换(DAC)、运算放大器、脉宽调制器(PWM)、硬件处理电路，转化后输出伺服电动机的控制信号或PWM信号。各个关节可以完成独立伺服控制。控制系统SCARA型装配机器人伺服系统控制系统„伺服级计算机的主要功能是接受控制级发出的各种运动控制命令，根据位置给定信号及光电编码器的位置反馈信号，分时完成每个关节的误差计算、控制算法及D／A转换、将速度给定信号加至伺服组件的控制端子，完成对各关节的位置伺服控制。控制系统—流程图电气系统„电机„驱动电路„控制电路电气系统-电机选择„步进电机是一种将电脉冲信号变换成相应的角位移或直线位移的机电执行元件。„混合式步进电机是在永磁和变磁阻原理共同作用下运转的,故称为混合式或永磁感应子式步进电机。电气系统—驱动电路概述步进电机驱动器构成电气系统—电气设计电气系统—电气连接THEEND谢谢!