机器人工程

▶主要介绍

    机器人工程领域主要为基于Matlab/Simulink的开源机器人科研教学平台、机器人控制硬件在环测试系统平台、开源五轴数控机床系统平台、智能运动与机器人实验室科研平台建设方案、单轴伺服模组运动控制科研教学平台、开放式Stewart机器人平台方案。

    基于Matlab/Simulink的开源机器人科研教学平台包含XY教学实验平台、六轴工业机器人科教实验平台、工业机器人双臂打磨实验平台、协作机器人实验平台、双臂协作机器人实验平台、移动操作机器人实验平台。

    机器人控制硬件在环测试系统平台介绍

    开源五轴数控机床系统平台系统组成：

     智能运动与机器人实验室科研平台建设方案针对多电机控制平台、串联协作机器人运动控制、机器人二维/三维视觉、机器人六维力控制、移动操作机器人的控制、机器人云平台、机器人在线故障诊断等研究方向设计。

     多电机控制平台工业应用中，往往会出现多电机协同运动的场景，比如六轴串联机器人需要6个伺服电机同时运动，当需要和外部其他轴配合时，一个机电系统的运动轴数可能超过10个。本实验平台针对多电机运动的需求，通过Speedgoat控制器作为Ethercat主站，选配汇川、固高等多家品牌的伺服系统作为Ethercat从站，可以同时控制多各轴（理论上可以控制65535个轴，此方案暂定10轴）。10个伺服系统的控制模式可在位置、速度和力矩三种模式下随意切换，可读出电机控制的所有数据，如电机位置、电流、转速等。

     移动操作机器人的控制该平台在移动AGV的上面搭载了基于Speedgoat控制器的开源机器人平台，移动AGV可选搭载了激光雷达、IMU、差分GPS等传感器，进行自主导航。机器人末端安装2D工业相机，该平台可完成不同工作站之间物料的释放，将以上平台进行组合，搭建一个智能作业示范车间。

机器人云平台基于边缘采集、工业网管等硬件，与机器人科研平台中的机器人控制器进行通讯，实时的采集各机器人平台的数据，并通过数字孪生技术进行机器人云平台的建设。在此平台上，可进行机器人状态的监控与查询，机器人工作站的模拟生产，机器人工作站的远程控制等功能。

 单轴伺服模组运动控制科研教学平台由上位机、实时仿真控制器、Ethercat总线型伺服驱动器、单轴滚珠丝杆模组和模组负载配重块组成。其中实时仿真控制器是本平台核心，该控制器采用Matlab软件编程，能够实现基于模型的自动控制系统设计，系统采用总线型伺服驱动器，可以大大简化系统的接线，提高平台可靠性。为了完成系统辨识、控制器设计和参数调试等功能，同时为了区别不同组别实验，丝杆平台设计了可拆装配重块，用于调整系统被控对象的惯量参数。

      开放式Stewart机器人平台方案由上位机、speedgoat实时仿真器、伺服驱动器和机器人本体平台组成。其中Speedgoat实时仿真器是本平台核心，能够实现机器人各关节电机的位置直接控制和编码器反馈，该控制器采用Matlab/Simulink软件编程，通过Ethernet接口和上位机电脑通讯，实现软件的编程和调试。