基于PC的工业机器人教学系统

摘要

目前，大多数工业机器人的控制器是封闭结构，应用受到了很多限制，无论是硬件还是软件，都难以扩充和更改。为更好地开展工业机器人控制的教学工作，有必要结合其他领域的成果，改进现有的控制器，使它具有一定的开放性。本研究在德国fischer公司生产的工业机器人创意组合模型(fischertechnik)的基础上，完成了基于PC的工业机器人教学系统的硬件电路设计和软件编程，实现了利用计算机、单片机对机器人的控制。本文在系统结构设计、技术方案选择、功能模块设定等各方面进行了详细的展开，并对相关领域的技术应用做了简要介绍。硬件电路以AT89S52单片机为核心，采用了模块化设计。主要包括：单片机模块、可编程逻辑器件模块、用于驱动电动机、电磁阀、灯等工业机器人执行器件的功率输出模块、驱动功率输出模块中继电器等的输出驱动模块、完成机器人模型光电量转接的光电输入模块、完成机器人模型各种开关量转接的开关量输入模块、实现机器人模型可变电阻输入转换成电压信号的可变电阻输入模块等。软件编程主要包括：机器人控制系统的用户界面；通过计算机串口实现计算机和下位单片机之间通信的软件；实现机器人示教再现功能的软件。基于PC的工业机器人控制系统给研究者、操作者提供了一个开放的、可扩展的平台，提高了系统的软、硬件扩展能力和计算能力。它是一个简便直观的操作平台，而且性能稳定，能够很好地应用于工业机器人控制等相关课程的教学和实验。关键词：机器人控制系统结构，示教编程，单片机，Visual Basic， C51语言

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声明

第1章绪论

1.1机器人研究现状

1.2研究背景和内容

1.3研究意义

第2章工业机器人教学系统的硬件设计

2.2工业机器人模型简介

2.3功率输出模块

2.4输出驱动模块

2.5单片机模块

2.5.1 AT89S52单片机简介

2.5.2单片机

2.5.3 A/D转换

2.5.4 D/A转换

2.5.5串行通信模块

2.6可编程逻辑器件(CPLD)模块

2.7光电输入模块

2.8开关量输入模块

2.9可变电阻输入模块

2.10小结

第3章工业机器人教学系统的软件设计

3.1概述

3.2开发平台和编程语言的选择

3.2.1开发平台的选择

3.2.2编程环境和语言的选择

3.3人机界面设计

3.4通信模块程序设计

3.4.1上位机通信程序设计

3.4.2下位机通信程序设计

3.5示教模块程序设计

3.6下载模块程序设计

3.7 小结

第4章 总结

4.1本文工作总结

4.2未来的研究工作

致谢

参考文献

附录

个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果