四自由度SCARA机器人控制系统研究

杨　帆, 张　铮，夏　添

(湖北工业大学机械工程学院， 湖北 武汉 430068)



四自由度SCARA机器人控制系统研究

杨帆, 张铮，夏添

(湖北工业大学机械工程学院， 湖北 武汉 430068)

[摘要]传统的机器人大多采用封闭的体系结构，其缺点是不能适应不同的应用场合，不便于不同软硬件平台移植。基于此，提出一种以Otostudio软件和计算机可编程自动化控制器(CPAC)作为软硬件研究平台的方案，并在该平台上开发SCARA机器人的控制系统，设计开发了一款具有良好开放性、移植性和拓展性的机器人控制系统。本系统利用Otostudio软件编写SCARA控制系统界面及底层运动模块，实现机器人的示教-再现控制，同时使用MATLAB对SCARA机器人的轨迹规划进行了仿真，验证参数设计的合理性。通过示教再现测试，其误差较小，满足控制要求。

[关键词]Otostudio； CPAC控制器； SCARA机器人； 示教-再现

传统的机器人结构都设计成封闭式的，其开发需要采用专业的计算机、专用的机器人语言、专用的处理器，软件独立性差，硬件的依赖性强，不便于不同软硬件平台之间进行移植[1-2]。笔者选择开放式硬件平台，以SCARA机器人为研究对象，采用模块化设计方法[3]，设计开发了一款具有良好开放性、移植性和拓展性的控制系统。

1硬件平台的搭建

1.1SCARA机器人的本体结构

SCARA(Selective Compliance Assembly Robot Arm)机器人的机械本体是由基座、3个旋转关节和1个移动关节组成，其中第一、二、四轴为旋转关节，第三关节为移动关节，由此实现对SCARA机器人手部位置和姿态的控制(图1)[4]。

第一关节(大臂)是由安装在基座上的交流伺服电机，通过谐波减速器减速后绕基轴做旋转运动，关节变量为θ1；……