基于pci总线的焊接机器人多轴运动控制器设计.doc

基于PCI总线的焊接机器人多轴运动控制器设计 　焊接机器人是提高生产效率，改善焊接质量的重要工具。而多轴运动控制器是焊接机器人控制系统的核心，其性能直接影响焊接机器人的工作性能和焊接质量。针对目前市场上的控制器开放性差、扩展性差等缺点，结合焊接机器人工作性能的要求，本文设计了开放式的多轴运动控制器，可以实现机器人六关节的协调控制和精确的轨迹控制，并具有良好的实时控制性能，较高的运动控制精度，和良好的可升级性和可扩展性，因此在一定程度上提高了焊接机器人的性能。 　本文对运动控制技术中的插补算法和加减速控制进行了论述，对二维空间的直线插补和圆弧插补算法，UNRBS插补算法，直线加减速，指数加减速，S曲线加减速进行了理论研究;并结合本课题对交流伺服系统的控制方法加以研究，为多轴控制器的硬件和软件设计提供的理论指导。 　通过对多轴运动控制器常用的设计方案分析比较后，本文最终确定了多轴运动控制器的“DSP+CPLD+PCI”的硬件结构。PCI总线具有一系列优点，能满足运动控制器与PC机大量的数据交换要求;DSP作为多轴运动控制器的核心，在数据处理方面具有优越的性能，可以实现复杂的运动轨迹规划和先进的控制算法;由于硬件组成上使用了复杂可编程逻辑阵列(CPLD)，使该硬件系统集成度更高，可靠性更好，也便于多轴控制器的开发和扩展。 　在软件方面，对基于Windows 2000操作系统环境下WDM驱动程序的结构特点和运行机制进行了分析，运用DriverStudio驱动集成开发环境，编写了多轴运动控制器的驱动程序，对PCI驱动程序的开发方法和关键技术进行了论述，并给出驱动程序的调试方法和安装过程。