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六自由度模块化机器人控制系统设计王殿君;嵇钟辉;刘淑晶;相臣;彭文祥【摘要】针对开放式系统在控制机器人方面的特点，使用PMAC （Programmable multiple-axis controller）运动控制器，基于Visual C++6.0平台开发了一种六自由度模块化机器人控制系统。
采用PMAC运动控制器为下位机，完成了硬件系统的设计和搭建，在PC上位机上基于MFC设计了机器人控制软件，实现空间运动学计算、示教等功能。
机器人示教实验及定位实验表明，应用PC+PMAC的控制系统可以较好地实现机器人稳定工作，其最大定位误差为0.8392mm，定位精度比较高，这可以较好地满足机器人的工作要求。
【期刊名称】《制造业自动化》【年(卷),期】2015(000)012【总页数】4页(P107-109,113)【关键词】模块化;六自由度机器人;PMAC;控制系统【作者】王殿君;嵇钟辉;刘淑晶;相臣;彭文祥【作者单位】北京石油化工学院机械工程学院，北京 102617;北京石油化工学院机械工程学院，北京 102617;北京石油化工学院机械工程学院，北京 102617;北京石油化工学院机械工程学院，北京 102617;北京石油化工学院机械工程学院，北京 102617【正文语种】中文【中图分类】TP242.60 引言目前机器人常用的控制方式主要有主从式、分布式、集中式。
主从式控制方式是由一级计算机和二级计算机组合控制的，主要应用于机器人的远程控制。
分布式控制方式可以有效的提高控制器的工作速度和控制性能，但是这也给控制系统设计增大了难度。
而集中式的控制方式简单、灵活，可以实现任务的实时集中控制等特点，被广泛应用于机器人控制。
集中式控制方式目前主要有专用式控制方式、开放式控制方式。
专用式控制方式专用、集成度高，但不开放、功能可扩展性和可移植性不高，不利于二次开发。
开放式的控制方式以其具有很好的实时性、稳定性、可扩展性等优点成为当下机器人控制的常用方法。
首先，请确保运动控制卡已经插入到你的计算机插槽中，已安装好驱动程序，并用演示软件确认硬件系统工作正常。
安装好VB软件，但在开始编写运动控制软件前，需要做下面几项工作：1 ：建立自己的工作目录，如：d:\vbMotion（此目录名可以自己指定）。
2 ：将DMC5480.bas文件拷贝到该目录下（此文件在软件CD的module目录下可以找到）。
3 ：运行VB，并建立一个工程，然后保存此新建的工程在vbMotion目录中然后按下述步骤，将运动函数库链接到你的工程项目中：1：在VB编译器的“工程（P）”菜单中选择“添加模块”；2 选择“现存”；3 选择“DMC5480.bas”；4 选择“确定”。
5 当您将运动函数链接到你的工程项目中后，就可以象调用其它API函数一样直接调用运动函数，每个函数的具体功能，请参考软件手册中的“运动函数说明”，当然还可以打开模块文件DMC5480.bas了解每个函数的具体定义。
确保DMC5480运动控制卡已经插入到你的计算机插槽中，安装好驱动程序，演示软件和VC软件，在调用DMC5480运动函数之前，需要做下面几项工作：1. 启动演示软件，进行运动控制卡控制功能的简单测试，如：单轴定长运动等，以确定DMC5480运动控制卡软硬件安装正常。
2. 运行VC，并建立一工程，将工程命名为vcMotion(注：此工程名可以自己指定)；3. 将DMC5480.lib和DMC5480.h文件拷贝到该目录下（此文件在module目录下）；4. 将运动函数链接到你的工程项目中，将DMC5480.lib加入到工程中；5. 在调用运动函数的文件头部代码中加入#include “DMC5480.h”语句。
在编程过程中，可以参阅运动函数编程实例，可以通过网站下载，只要您将控制卡及其驱动软件安装好，即可直接运行这些源代码。
使用雷赛运动控制卡的设备控制系统结构如图3-1所示：图1 基于雷赛运动控制卡的设备控制系统结构从上面的结构图可以看出，控制系统的工作原理可以简单描述为：1. 操作员的操作信息通过操作界面（包括显示屏和键盘）传递给系统控制软件；2. 系统控制软件将操作信息转化为运动参数并根据这些参数调用DLL库中运动函数；3. 运动函数调用雷赛运动控制卡驱动程序发出控制指令给控制卡；4. 雷赛运动控制卡再根据控制指令发出相应的驱动信号（如脉冲、方向信号）给驱动器及电机、读取编码器数据、读/写通用输入/输出口。
机电一体化实验报告一体化系统设计实验报告学院专业班级学号姓名指导教师XX 年1月12日实验一机电一体化系统的组成实验目的：以XY简易数控工作台为例，说明机电一体化系统的基本组成和各模块的特点。
实验设备：1台式PC机一台1标准XY工作台一套1运动控制卡一块1游标卡尺一把实验内容：XY简易数控工作台是一典型的机电一体化系统，是许多数控加工设备和电子加工设备的基本部件，XY数控工作台主要由运动控制卡、DC24V 开关电源、步进电机及其驱动器、XY向运动平台、光栅尺和霍尔限位开关组成，其之间的关系如图1、1所示。
工作原理大致为：运动控制卡接受PC机发出的位置和轨迹指令，进行规划处理（插补运算），转化成步进电机驱动器可以接受的指令格式（速度脉冲和方向信号）发给驱动器，由驱动器进行脉冲环行分配和功率放大从而驱动步进电机，步进电机经过联轴器、滚动丝杠推动工作台按指定的速度和位移运动。
实验步骤：（1）在XY数控工作台系统中分别找到上述各个模块，并指出各模块在机电一体化系统中实现哪一模块的功能。
①运动控制卡：运动控制卡是PCL、CPCL、PXL等总线形成的板卡，通俗地讲我们可以把它看成一个单片机，有自己的算法，可以通过VC、VB、labview. BCB等语言实现其功能，数控系统即通过运动控制卡来实现对机床运动轨迹的控制。
②DC24V开关电源：对供电要求质量比较高的控制设备提供纯净、稳定、没有杂波的直流电源。
③步进电机及其驱动器：步进电机用于驱动数控工作台的X、Y两个方向的移动；步进电机通过驱动器细分，可减小步距角，从而提髙步进电机的精确率，实现脉冲分配和功率驱动放大，此外还可以消除电机的低频振荡、提高电机的输出转矩。
④XY向运动平台：分别传输X、Y两个方向的运动。
⑤光栅尺：光栅尺是一种位移传感器，是利用光栅的光学原理工作的测量反馈装置。
经常应用于数控机床的闭环伺服系统中，可用作直线位移或者角位移的检测。
⑥霍尔限位开关：用于限制工作台的运动超出导轨的有效长度。
本科毕业论文文献综述毕业论文题目：激光喷丸系统运动控制软件编制及喷丸改性实验学生姓名：学号：系别：专业班级：机械设计制造及其自动化关于激光喷丸运动控制系统方面的专题综述报告机电一体化技术的发展状况是衡量一个国家机械工业发展水平的重要标志。
运动控制技术是机电一体化技术的核心部分。
因此，对运动控制技术作深入细致的研究，把握国内外运动控制技术的最新发展动态，开发运动控制类产品是摆在我们面前的一个重大课题。
在激光喷丸领域[1][2]，激光喷丸工艺是利用高能脉冲激光在零件表面产生冲击波，冲击波作用于金属表面产生的机械“冷作”作用使表面金属材料达到压缩和塑性变形的效果；表面金属材料塑性变形的结果是在零件表面造成残余压应力，而残余压应力增强了零件材料对表面相关破坏(如疲劳、腐蚀疲劳和应力腐蚀裂纹)的抵抗能力。
激光喷丸工艺的最大优越性在于激光喷丸工艺可使飞机和航空发动机零部件在同一零件上的不同区域达到各自不同的抗疲劳性能。
当零件上的不同区域要求不同的抗疲劳性能时，激光喷丸工艺可以发挥其“点冷作”的优越性，通过调整工艺参数使零件不同的区域达到不同的残余应力强度和深度，从而实现不同的抗疲劳性能。
这是以往常规喷丸工艺所难以实现的，这一优越性赋予了飞机和航空发动机设计师更宽广的零件设计空间。
进行激光喷丸首先要具备激光喷丸机，由于航空零部件的结构特点和激光喷丸工艺的“点”工作特性，要求激光喷丸机具有较高的自动化程度。
利用目前成熟的三轴、四轴或五轴数控加工中心的控制系统将不难实现上述激光喷丸工艺的要求。
美国的激光喷丸设备处于相对成熟和工业应用推广阶段，但主要的应用领域还局限于航空发动机零部件，而激光喷丸设备存在的效率低是其最大的不足之处。
对国内而言现有的激光喷丸设备仅限于试验阶段，激光器的控制不成熟，这限制了激光喷丸工艺的应用和快速发展[3]。
在自动控制领域，开放式控制系统具有软件和硬件开放性，它能使人们自由的选择控制装置、伺服放大器、执行单元等，模块化开放式运动控制系统是当今运动精致技术的发展方向。
PLCopen多轴圆弧运动控制功能块的实现罗亮;王瀚博;刘知贵;范玉德【摘要】针对目前市场上运动控制器编程语言不兼容、编程方法繁琐等问题,深入研究了基于PLCopen规范的功能块模型设计及圆弧插补算法的工作原理.首先,在试验室现有的"多轴运动控制器+μC/OS-Ⅲ"平台上,选用目前工控界广泛推广的德国3S公司的Codesys软件作为开发平台,以多轴圆弧运动控制功能块作为编程对象,采用结构化文本语言和顺序功能图,设计运动控制功能块.其次,通过在嵌入式系统中移植Codesys SP内核,使硬件平台成为符合IEC编程标准的可编程逻辑控制器,实现底层功能块的接口设计.最后,将设计好的功能块下载到控制器中,在Matlab中进行速度与位移曲线的仿真.仿真结果表明,功能块可达到设计要求,能够完成多轴运动,并可被移植到其他硬件平台上,具有很好的兼容性与复用性.%At present, the programming languages for commercial available motion controllers are not compatible and the programming methods are cumbersome;aiming at these problems, the model design of function module based on specification of PLCopen and the operational principle of arc interpolation algorithm are researched in-depth. Firstly, on the existing "multi-axis motion con troller+ μC/OS-Ⅲ" platform in the laboratory, selecting the Codesys software of German 3S Gmbh, that is widely promoted currently in industrial control industry as the development platform, with the multi -axis arc motion control function block as the programming object, using structured text language and sequence function diagram, the motion control function block is designed. Then through transplanting the Codesys SP kernel provided into the embedded system, this makes thehardware platform use as programmable logic controller conforming to IEC programming standards, thus the design of interface for bottom layer function block is realized. Finally, the function block designed is downloaded into controller;then the simulation of speed curve and displacement curve are conducted in Matlab. The simulation results indicate that the function block can meet the design requirements, can complete multi-axis motion, and can be transplanted to other hardware platforms;it has the very good compatibility and reusability.【期刊名称】《自动化仪表》【年(卷),期】2017(038)002【总页数】5页(P10-14)【关键词】IEC61131-3;PLCopen;运动控制;编程语言;连续功能图【作者】罗亮;王瀚博;刘知贵;范玉德【作者单位】中国工程物理研究院电子工程研究院,四川绵阳 621900;西南科技大学信息工程学院,四川绵阳 621010;西南科技大学信息工程学院,四川绵阳 621010;西南科技大学研究生院,四川绵阳 621010;中国工程物理研究院化工材料研究所,四川绵阳 621900【正文语种】中文【中图分类】TH-39;TP311近年来，随着PLC编程语言标准化程度的逐步提高，自动化产品的解决方案互补兼容，但运动控制产品的市场依旧各行其事，产品之间的编程语言存在差异，用户在使用不同产品时还需重新学习[1-2]。
