一、选题简介、意义
随着工业 4.0 的提出，我国作为制造业大国，正在由“中国制造”
逐步向“中国智造”转型，工业机器人在制造业创新驱动发展战略中扮演
着不可或缺的角色。本文研究的主要内容是以工业机器人 ABB 为平台，
对其进行二次开发，集成了六维力传感器和体感传感器 Leap Motion，并
最终开发出了具有远程控制功能的网络集成控制系统。
文中的工业机器人编程控制系统结构设计为建立在商业通用控制平台上的
中层控制系统与建立在中层控制系统上的用户编程系统两个层次。中层控制系统
作为工业机器人编程控制系统的核心，主要进行用户程序的解释执行和运动过程
的轨迹规划，其中，轨迹规划部分是应用工业机器人相关理论和核心技术的关键
部分。而用户编程系统作为工业机器人编程控制系统的交互接口，主要进行用户
文件的操作、作业程序的编写以及运行状态的监控。
详细分析了 ABB IRB1410 型机器人的软硬件构成。对 RAPID 程序的编程
方式进行了分析，以及完成了客户端 RAPID 程序的编写。利用 PC SDK 对
ABB 进行了二次开发，实现了对 ABB 机器人的远程网络控制。
1
二、课题综述（课题研究，主要研究的内容，要解决的问题，预期目标，研究 步骤、方法及措施等） 1. 课题研究：
目前，机器人已被广泛地应用于工业、军事、家政等各个领域。其中，作为
现代社会物质生产基础的工业领域对机器人的需求尤为突出，这种需求不仅体现
在工业机器人本体构型上，更体现在工业机器人自动化控制系统中。工业机器人
自动化控制系统的核心是其编程控制系统，针对工业机器人编程控制系统具有的
完全自主开发周期过长、通过商业系统二次开发无法掌握核心技术等问题。
基于 ABB 工业机器人与周边设备交互的信号与接线，并完成机器人现场操作与示教 程序的编写。 2. 主要研究的内容：
采用 ABB IRB1410 型机器人作为集成控制系统的开发平台。IRB1410 型机器人系统主要由 Flex Pendent 手持示教器、一个六自由度机械臂、IRC5 控制器三部分组成，用户编程系统核心的用户编程语言和编程语言解释器或编译 器可以根据需要来进行自主设计和开发。而在主开发用户编程语言集合的过程 中，开发人员则可以根据自身特点、实际需要以及用户要求，在实现最基本的工 业机器人用户编程指令，例如，运动控制指令和 IO 控制指令的同时，增加相应 功能的用户编程指令来实现个性化定制的用户编程语言，以便用户编程系统实现 多样化，从而提高用户编程系统的灵活性，使其能够适应复杂多变的市场需求。 以 ABB 为基础，以运动控制为核心设计开发工业机器人编程控制系统，通过采 用系统化思维、模块化设计以及先进的计算机技术和编程理念，探索实现高效合 理的控制系统体系结构和简明易用的用户编程系统。 3. 要解决的问题： 1) 掌握传感器系统开发 2) ABB 工业机器人控制系统构成以及开发； 3) 制定合适用户的编程指令 4) 如何把 ABB 和机器人结合在一起 4. 预期目标： 1) 完成 SMTP 模块采集数据和 cc1101 模块编程； 2) 研究出适合 ABB 的工业机器人 5. 研究步骤、方法及措施： 1) 了解的研究背景和研究现状； 2) 了解 ABB 工业机器人的构造、特性与应用； 3) 通过具体原件确定合理的系统设计方案与实现原理； 4) 对 ABB 机器人各部分的硬件系统和软件系统做好充足的了解； 5) 对整个系统进行测试； 6) 遇到难以解决的问题，及时请教老师和同学，一起研究解决。
2
设计（设计）体系、结构（大纲） 一、 绪论 二、 基于 ABB 工业机器人的介绍 三、 传感器系统开发 1. 引言 2. 力觉传感系统开发 3. 六维力传感器结构特点 4. 传感器标定算法研究 5. 六维力传感器静态性能指标以及测力机理 6. 体感传感系统开发 7. 体感设备 Leap Motion 简介 8. 体感设备 Leap Motion 工作原理以及功能 9. 体感设备 Leap Motion 应用程序的开发 四、 编程控制系统整体设计 1. 引言 2. 需求分析 3. 用户编程系统需求分析 4. 中层控制系统需求分析 5. 结构设计 6. 逻辑结构 7. 物理结构 8. 状态转换 9. 精度分析 10. 数学逻辑分析 11. 物理延迟分析 12. 环境干扰分析 13. 本章小结 五、 用户编程系统结构及其实现 1. 引言 2. 用户编程指令集合 1) 位姿定义指令 2) 运动指令 3) 输入输出指令 4) 流程控制指令 5) 其他指令 3. 用户编程系统结构 1) 详细设计 2) 开发平台 3) 主界面 4) 编辑模块 4. 用户程序文件类 1) 用户程序文件操作 2) 编译模块 3) 用户编程指令类
毕业设计（论文）开题报告
学生姓名
指导教师 1
指导教师 2 毕业设计 （设计）题
目 题目类型
所属
陈文涛 学号
04
班级
工业自动 化 21632
院系 专业
控制技术学院 工业自动化张爱红职称 Nhomakorabea教授
所在 部门
控制技术学院
职称
所在 部门
基于 ABB 工业机器人的现场应用编程
工程设计（项目） 设计类□ 作品设计类□ 其他□
3
5. 程序文件编译流程 1) 下载模块 2) 指令传输格式 3) 文件下载流程 4) 监控模块 5) 状态显示部分 6) 状态控制部分 7) 打包发布 6. 本章小结 六、 ABB 工业机器人控制系统构成以及开发 1. 引言 2. ABB 机器人系统解析 3. ABB 机器人系统软硬件构成 4. ABB 机器人编程语言解析 5. 工业机器人的通信机制 6. ABB 机器人的二次开发 七、 ABB 机器人系统现场试验 总结 谢词 参考文献
指导教师意见：
分院审批意见：
签字： 年月日
签章： 年月日
4