EtherCAT实时性对SCARA机器人轨迹精度的影响研究

摘要

以双相机引导机械手贴合系统为研究背景,研究了EtherCAT实时性对SCARA机器人运动轨迹精度的影响.对SCARA机器人的运动学进行建模,采用标准的D-H建模法,确定机器人的连杆参数,分析机器人的正运动学和逆运动学,并采用解析法求解运动学逆解.利用MATLAB中的机器人工具箱Robotics Toolbox,对机器人的运动学进行仿真分析,验证了运动学模型建立的正确性.分析了EtherCAT的实时性,通过EtherCAT的分布时钟同步机制,由抓包工具为以太网报文打上时间戳;采用wireshark抓包软件,分析数据传输过程中的抖动延时;采用示波器,测出同步误差,验证了EtherCAT的高同步性.采用七次多项式轨迹规划算法,在试验平台进行了轨迹精度的验证.验证结果表明:EtherCAT同步时,其速度给定与反馈的偏差小、波动小.EtherCAT实时性的研究为EtherCAT在机器人领域的应用提供了理论基础,为EtherCAT在数控加工领域的应用提供参考.