机械臂3.1实习目的1、熟悉系统基础硬件构成、了解各部件名称、功能、选型依据和使用方法、了解网络系统配置及操作特点。2、熟悉系统基础软件，了解控制软件平台、了解示教再现控制方式及其演示软件、学习对机器人控制中两种坐标空间运动模式的操作设计。3、通过机械臂的操作使用，了解部分控制器件的功能、使用方法和基本控制原理，了解机械臂素描绘图控制的图像处理技术。4、通过编程训练，学习工业机器人控制绘图语言的基本编程方法，了解机械臂绘图的基本算法。3.2实习任务及要求1、测定机械臂结构，描述机械传动部分的结构形式、运动模式及减速器的结构原理并绘出机构运动示意图。2、了解机械臂控制系统电器控制部分的主要器件，绘制控制系统框图。标注各部件的主要功能、型号及参数。3、学习使用鼠标、手写板和摄像头控制机械臂绘制图案文字和素描肖像。4、学习编写控制程序，设计绘图程序，控制机械臂绘出实际图形。3.3实习内容在这个阶段，我结合机电一体化知识了解了机械臂的工作原理，根据老师给的指导教程，学会了绘图程序的编制，通过看谐波齿轮的实物更加深了对于机电一体化知识的印象。1、机械臂设备的工作原理机械臂采用交流伺服电机作为驱动源，通过行星齿轮减速器直接驱动两个运动关节，与电机耦合的增量式光电编码器对机械臂的两个控制轴进行位置定位。该机械臂使用基于DSP的运动控制器作为底层实时控制设备，PC机作为上层的控制系统，始于原点的控制轴为关节1，与其相连接的为关节2。机械臂通过控制这2个关节的协调运动带动安装在关节2末端的绘笔完成绘图任务。机械臂接收到绘制曲线的指令后，以当前位置的直角坐标为绘图的起始点，根据所要绘制曲线的参数方程及绘制精度均匀取曲线上的H个点，获得完成绘图任务所需的H个目标位置，然后利用运动学反解公式，将这些目标点转化为2个关节相对应的关节坐标，再将关节坐标系下的目标位置、最大速度、加速度等参数转换成伺服驱动器能够识别的脉冲量，输入到运动控制器中驱动伺服电机运动。机械臂关节位置的反馈信息由增量式光电编码器获得，先将所得到的脉冲量转换为关节坐标值，再进行运动学正解，就可以得到当前机械臂绘笔位置的直角坐标。2、机械臂控制系统框图图3-1机械臂控制系统框图3、程序编写首先通过查阅相关资料，学会了使用ROBOTDRAW绘图机器人绘图语言，在学会程序的基本使用方法后，我设计了一个简单图形，利用以下代码最终绘制成功。图3-2绘制示意图VARfloati;floatr;floatx;floaty;floata,b;floatp;BEGINi=-30;p=3.1415926;r=100;x=150;y=100;while(i<=210){a=x+r*cos(i*p/180);b=y-r*sin(i*p/180);LineTo(a,b);i=i+1;}MoveTo(x-50,y);LineTo(x+50,y);MoveTo(x,y);LineTo(150,200);MoveTo(50,200);LineTo(250,200);END图3-3程序运行结果示意图