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开源高精度工匠机器人系统

开源高精度工匠机器人系统-电子游戏登录

文字: 手机页面二维码 2020/3/30     浏览次数:    

产品概述

开源高精度工匠机器人系统(型号:lcr)是由四轴机械臂本体、伺服驱动器、控制系统、上位机和稳压电源组成。该产品是目前市场上唯一提供机器人运动控制、交流伺服驱动器都开源的教学、科研产品。机器人控制系统采用国际上先进的基于模型设计(mbdmodel-based design)的设计方法,软硬件基于matlab/simulink ti tms320f28335 dsp 芯片架构进行开发。伺服驱动器同样采用基于模型设计的设计方法进行开发,在matlab/simulink中实现交流伺服电机的电流(foc磁场定向控制)、速度、位置三闭环(pid)的驱动控制算法。该产品运动控制及伺服驱动代码全开源,让高校老师和学生能够验证scara机器人多自由度运动控制算法、轨迹规划算法等,并能开发高级的动力学算法,还可以在该产品上开发各种机器人场景应用。

该产品提供丰富的运动学和动力学实验案例,如正逆运动学分析实验、正逆解控制实验、轨迹规划实验、单关节pid实验、单关节pid摩擦力补偿实验、双关节pid实验、双关节pid摩擦力补偿实验、零力拖动等。该系统既可以作为电气自动化专业、机器人工程专业、机械自动化专业、智能制造专业、自动控制专业中相关如《机器人学导论》、《机器人控制技术》、《机械设计基础》、《嵌入式控制系统及应用》、《电机与伺服控制》、《机器人机电一体化技术》、《机器人操作系统》 等课程的配套实验实践平台,也同时支撑相关专业和课程的运动学、动力学及伺服驱动算法的科研平台。


 


产品特点

1.开源成熟工业机械臂产品为实验载体,支撑机器人建模仿真、机器人学、机器人控制、机器人动力学等教学实验,以及科研领域的算法验证实验和振动分析的控制实验等。

2.重复定位精度30μm,伺服误差±1脉冲;

3.控制系统采用matlab/simulink软件进行编程,用户可以更好更便捷地研究控制算法,并可支撑更高级的控制算法验证。

4.控制系统采用双can总线通讯,控制周期可以短到1ms

5.提供交流伺服驱动器的电流、速度、位置三闭环的伺服控制方法、以及梯形加减速、can总线通讯等运动控制算法。

6.支撑零力拖动等高级动力学算法和机器人关键技术开发。


开发概图

 

 

 

开发流程


 

simulink模型图


适配教材

《运动控制》

《机器人学导论》

《现代控制理论》

《机器人控制技术》

《计算机控制技术》

《电机与伺服控制》

《机器人操作系统》

《机器人技术基础》

《matlab建模与仿真》


《机器人伺服驱动技术》

《机器人机电一体化技术》


实验内容

机械臂运动学控制实验

1.机器人控制系统认识实验

2.机器人坐标系建立

3.dh参数设定

4.scara正运动学分析实验

5.scara逆运动学分析实验

6.scara正逆解控制实验

7.关节空间轨迹规划控制实验

8.笛卡尔空间轨迹规划控制实验

机械臂动力学控制实验

1.单关节pid算法正弦曲线跟踪实验

2.单关节pid摩擦力补偿算法正弦跟踪实验

3.双关节pid算法正弦曲线跟踪实验

4.双关节pid摩擦力补偿算法正弦跟踪实验

5.零力拖动实验


性能指标

设备名称

主要技术参考指标

z轴和大小臂电机

输出功率

400w

极对数

4

额定电压

48v

额定转速

3000rpm

最高转速

5000rpm

额定转矩

1.2nm

瞬时最大转矩

4.4nm

额定电流

10a

瞬时最大电流

30a

线反电势系数

 

力矩系数

0.14nm/a

转子转动惯量

1.6kgm2∙10-4

线电阻

0.25ω

线电感

0.550mh

重量

1.5kg

反馈元件

多摩川17位绝对值编码器

末端电机

输出功率

250w

极对数

4

额定电压

48v

额定转速

1500rpm

最高转速

3000rpm

额定转矩

1.59nm

瞬时最大转矩

4.4nm

额定电流

5a

瞬时最大电流

15a

线反电势系数

 

力矩系数

0.29nm/a

转子转动惯量

1.6kgm2∙10-4

线电阻

线电感

2.2mh

重量

1.5kg

反馈元件

多摩川17位绝对值编码器

伺服驱动器

供电电压

dc20v-56v

输出电流

rjs14:持续4a,峰值6a

rjs20:持续10a,峰值14a

控制方式

串口、can总线

异常保护

欠压、过压、过载、过流、堵转、编码器异常

编码器

增量式光电编码器、霍尔、biss绝对式

电磁抱闸电压

dc48v

制动电阻

需在电源处外接

冷却方式

自然冷却或外加散热器

防护等级

ip54(驱动板带外壳、散热板)

位置精度

±2p(空载)、±15p(带负载)

速度精度

±5rpm@1000rpm

使用场合

无粉尘、油雾及腐蚀性气体

工作温度

-10~50

保存温度

-20~80

工作湿度

40%~90%rh

振动

最大5.9m/s2

重量

0.1kg

控制系统

处理器

tms320f28335

处理器主频

150mhz

io输入输出

3通道

ad输入(定制)

16通道,0~3v,12位,转换时间250ns

6通道,-10v~10v,16位,转换时间3.1us

da输出(定制)

4通道,-10v~10v,16位,建立时间10us

视觉接口

支持rs232或rs485接口

编码器(定制)

支持2通道的数字增量式、32位计数、最大输入频率20mhz

通讯接口

scirs485can2.0a

稳压电源

型号

kg-6010

输入电压

ac220v±10% 50hz

工作温度

-10~40℃ 相对湿度<80%

存储温度

-10~40℃ 相对湿度<90%

输出电压

0-60v

输出电流

0-10a

稳压状态

电压稳定度≦0.5% 负载稳定度≦0.5%

稳流状态

电压稳定度≦0.5% 负载稳定度≦0.5%

保护方式

限流保护、过温保护

显示精度

电压/电流 3led ±1%  ±字

显示分辨率

电压0.1v 电流0.1a

保险丝

7a

外形尺寸

357() x 198() x 110()

上位机

数据采集

可指定采集的数据;每关节3路共12路数据

控制

控制机械臂的关节角度、末端坐标

显示

显示机械臂的关节角度、末端坐标及数据波形

示教

可以设定10个点,然后重复这些运动

86-0551-65887808
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