Robot drive and control and application examples

The robot drive device is a mechanism that drives the actuator to move. According to the command signal issued by the control system, the robot moves with the help of power elements. This book combines a large number of engineering application examples to systematically introduce the drive and control technology based on stepper motors, DC servo motors, AC servo motors, hydraulics, pneumatics and other devices and their latest application results. This book is novel in its material, covering a wide range of application fields of robots, various types of robots and many aspects of professional technology. The narrative is mainly based on application examples, which is well-organized, easy to understand and easy to read. This book is mainly for learning and reference by professionals in electromechanical control, robot research and development and application, and can also be used as a teaching reference book for teachers and students of related majors in colleges and universities. Chapter 1 Overview of Robots and Drive and Control / 001 1.1 Concept of Robot / 001 1.2 Composition of Robot / 001 1.2.1 Basic Composition of Robot / 001 1.2.2 Actuator of Robot / 002 1.2.3 Sensor of Robot / 004 1.2.4 Driver of Robot / 006 1.2.5 Control System of Robot / 008 1.3 Technical Parameters of Robot / 011 1.3.1 Degrees of Freedom and Maneuverability of Robot / 011 1.3.2 Rated Speed ​​and Rated Load of Robot / 012 1.3.3 Workspace of Robot / 012 1.3.4 Resolution, Position Accuracy and Position Repeatability of Robot / 013 1.3.5 Operation Precision and Dynamic Measurement / 014 1.4 Classification of Robots / 014 1.4.1 Classification by Robot Geometric Structure / 014 1.4.2 Classification by robot control method / 015 1.4.3 Classification by robot intelligence / 016 1.4.4 Classification by robot movement method / 016 1.4.5 Classification by application environment / 017 1.5 Major progress in robot technology and applications / 017 1.5.1 Industrial robots / 017 1.5.2 Mobile robots / 018 1.5.3 Medical and rehabilitation robots / 021 1.5.4 Bio-inspired robot system - bionic robot / 022 1.6 Development trend of robot technology / 023 Chapter 2 Robot stepper motor drive and control technology and application / 025 2.1 Stepper motor and its application in robots / 025 2.1.1 Working principle of stepper motor / 025 2.1.2 Classification and model naming of stepper motor / 027 2.1.3 Operation characteristics of stepper motor / 028 2.1.4 Stepper motor drive technology / 029 2.1.5 Stepper motor control technology / 031 2.1.6 Overview of stepper motor applications in robot drive and control / 032 2.2 Robot stepper motor drive and control examples / 033 2.2.1 Stepper motor controller and its application in robot multi-degree-of-freedom joints / 033 2.2.2 Intelligent warehouse management robot / 038 2.2.3 Substation inspection robot pan-tilt control system / 040 2.2.4 Oil tank cleaning robot omnidirectional movement mechanism / 043 2.2.5 6-DOF cutting robot control system based on motion control card / 045 2.2.6 Solar automatic grain drying robot / 047 2.2.7 Sorting and handling robot / 051 2.2.8 Structural bionic crab robot based on gear transmission / 055 2.2.9 Tracked robot control system / 058 2.2.10 PLC-based KTV self-service robot control system / 065 Chapter 3 Robot DC servo motor drive and control technology and application / 069 3.1 DC servo motor and its application in robot / 069 3.1.1 Characteristics of DC servo motor / 069 3.1.2 Working principle of DC servo motor / 069 3.1.3 Overview of DC servo motor drive / 072 3.1.4 Overview of DC servo motor control / 073 3.1.5 Brushless DC motor / 076 3.1.6 Brushless DC motor drive and control / 080 3.1.7 Overview of DC servo motor application in robot drive and control / 083 3.2 Application examples of robot DC servo motor drive and control / 084 3.2.1 Application of IR2110 in robot drive system / 084 3.2.2 Motor servo control system based on ARM9 and LM629 / 087 3.2.3 Multi-DC motor control system based on C8051F340 / 090 3.2.4 Maze robot based on MC9S12DG128 microcontroller / 093 3.2.5 Simple tangerine picking robot based on ATmega128 / 097 3.2.6 Intelligent drilling robot for fish pond ice / 102 3.2.7 Vacuum cleaning robot control system / 104 3.2.8 Explosion-proof robot arm control system / 109 3.2.9 Multi-function nursing robot control system / 114 3.2.10 Brushless DC motor servo system for inspection robot / 117 3.2.11 Brushless DC motor control system for wheeled robot / 120 3.2.12 Biped robot motion control system based on DSP / 126 Chapter 4 Driving and control technology and application of robot AC servo motor / 130 4.1 AC servo motor and its application in robot / 130 4.1.1 Development of AC servo motors/130 4.1.2 Synchronous motors and asynchronous motors/131 4.1.3 Analog AC servo systems and digital AC servo systems/132 4.1.4 Overview of AC servo motors in robot drive and control applications/134 4.2 Examples of AC servo motor drive and control applications in robots/136 4.2.1 Industrial robot AC servo drive system/136 4.2.2 Application of PLC in industrial robots/142 4.2.3 Small load serial joint vertical six-axis robot/144 4.2.4 Application of open structure AC synchronous servo system in robots/146 4.2.5 Welding robot control system/150 4.2.6 Application of AC variable frequency control system in gluing robot/153 4.2.7 Improvement of unpacking robot unpacking process/158 4.2.8 Industrial palletizing robot control system/159 4.2.9 Fruit picking robot/164 Chapter 5 Pneumatic drive and control technology and applications of robots / 169 5.1 Pneumatic system and its application in robots / 169 5.1.1 Basic structure of pneumatic control system / 169 5.1.2 Selection of proportional/servo control valves / 170 5.1.3 Control theory / 170 5.1.4 Typical applications / 171 5.1.5 Overview of pneumatic system in robot drive and control applications / 173 5.2 Application examples of pneumatic drive and control of robots / 175 5.2.1 Pneumatic manipulator based on PLC and touch screen / 175 5.2.2 Pneumatic glue spraying robot / 178 5.2.3 Continuous travel pneumatic cable maintenance robot / 182 5.2.4 Pneumatic crawling robot / 186 5.2.5 High-precision pneumatic manipulator / 190 5.2.6 CNC pneumatic ladder climbing robot / 192 5.2.7 Pneumatic system of six-degree-of-freedom puncture positioning robot/195 5.2.8 PLC-based pneumatic opening manipulator for ampoule bottles/198 5.2.10 Pneumatic robot joint position servo system/204 Chapter 6 Robot hydraulic drive and control technology and application/207 6.1 Hydraulic system and its application in robot drive and control/207 6.1.1 Working principle of hydraulic control system/207 6.1.2 Composition of hydraulic control system/208 6.1.3 Classification of hydraulic control system/209 6.1.4 Overview of hydraulic system application in robot drive and control/211 6.2 Application examples of robot hydraulic drive and control/214 6.2.1 Hydraulic drive manipulator rib cold bending machine/214 6.2.2 Industrial manipulator based on PLC/217 6.2.3 Press loading and unloading manipulator/221 6.2.4 Hydraulic system of oil tank cleaning robot based on PLC / 224 6.2.5 Hydraulic system of water cleaning robot based on single chip microcomputer control / 226 6.2.6 Wireless remote control hydraulic crawling robot / 229 6.2.7 Hydraulic drive rehabilitation robot for lower limbs / 233 6.2.8 High performance hydraulic drive quadruped robot SCalf / 238 6.2.9BigDog quadruped robot/243 References/262