开放式SCARA型机器人控制器设计与研究

"这篇硕士学位论文主要探讨了开放式SCARA（Selective Compliance Assembly Robot Arm，选择性顺应装配机器人臂）型机器人的控制器设计，由天津大学的李建军撰写，专业为机械设计及理论，导师为郭玉申和王刚。论文发表于2004年1月1日。" 本文的核心内容围绕SCARA机器人的控制系统展开，旨在实现开放性和模块化的系统设计，以增强机器人的性能和便利性。SCARA机器人是一种广泛应用于精密装配和制造领域的四轴机器人，其机械系统设计独特，能提供在特定平面内的高精度运动。 论文首先深入分析了SCARA机器人的机械系统，详细阐述了控制系统的运动学建模方法和轨迹规划策略。运动学建模是理解机器人动态行为的基础，而有效的轨迹规划则确保了机器人能够按照预设路径准确、高效地移动。 接着，作者对DMC（Digital Motion Control，数字运动控制）运动控制卡进行了详尽分析，并设计了一种基于此控制卡和工业控制计算机的开放式硬件架构。这种架构考虑到了系统的可扩展性和维护性，同时结合面向对象的编程理念，使用C++语言，以模块化原则构建了基于Windows 2000操作系统的SCARA机器人软件系统。 论文还专门讨论了该系统设计中的关键点，包括多线程技术和离线编程系统，这些都是确保机器人高效运行和灵活编程的关键。此外，作者提出了利用神经网络理论进行动力学补偿的研究，这是一种无需建立详细模型就能优化机器人动态性能的探索性方法，实验结果显示这种方法取得了显著的效果。 通过这一控制系统的设计和实验验证，论文表明开放性和模块化设计不仅能扩展SCARA机器人的功能，还能提升其性能。关键词涵盖了SCARA机器人、开放式系统、模块化设计、多线程、DMC控制、面向对象编程以及神经网络，这些都反映了研究的焦点和技术应用。 这篇论文对于理解SCARA机器人的控制机制，以及如何通过开放和模块化设计提升其性能具有重要的参考价值，同时展示了神经网络技术在机器人控制中的潜在应用。