随着工业4.0的提出,我国作为制造业大国,正在由“中国制造”逐步向“中国智造”转型,工业机器人在制造业创新驱动发展战略中扮演着不可或缺的角色。

本文的主要内容是以工业机器人ABB为平台,对其进行二次开发,集成了六维力传感器和体感传感器LeapMotion,并*终开发出了具有远程控制功能的网络集成控制系统。首先,讨论了力传感器的标定方法并得出了标定矩阵和误差矩阵,详细阐述了由标定矩阵到力和力矩的映射关系,得出了传感器的主要性能指标;分析了LeapMotion的工作原理和功能,然后对与之相关类的设计和应用程序的开发进行了研究。

详细分析了ABB IRB1410型机器人的软硬件构成。对RAPID程序的编程方式进行了分析,以及完成了客户端RAPID程序的编写。利用PC SDK对ABB进行了二次开发,实现了对ABB机器人的远程网络控制。分析了当前工业机器人作业系统的通信机制和工业以太网技术的特点。

此外计算了关于IRB1410型机器人各连杆坐标系之间的转换矩阵,得出了操作末端与基坐标系之间的关系。再次,在VS2010的开发环境下根据需求利用面向对象的方法分析并设计了集成控制系统软件。基于TCP/IP协议并采用C/S结构实现了机器人与PC之间的网络通讯,通过建立动态链接库的方式完成了C#与C++程序之间的对接,实现了传感器系统与ABB系统的集成。利用多线程技术解决了系统各个模块间信息交互的问题。*后,搭建了与集成控制系统相关的实验平台,对所开发的集成控制系统进行了实验验证。在实验过程中通过利用LeapMotion与六维力传感器的相互作用控制机器人进行轴孔装配作业,以此来验证该系统在数据采集、处理、逻辑算法以及网络通讯的可行性。

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