智能工业机器人实训系统软件设计开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

目的及意义：

机器人这一概念早在3000多年前就已经在人类的想象中存在了，而“机器人”作为术语被加以引用却是直到40多年前才开始的。由于工业的不断发展，机器人大多数被应用于传统工业上，且其发展迅猛。

根据技术界对工业机器人的定义，“工业机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的现代制造业重要的自动化装备。”而现如今，工业机器人在工业上运行的90%以上都还不是智能化的，随着计算机技术及人工智能的发展，为满足越来越多工业生产发展提出的更高的要求，智能工业机器人也开始发展起来。

2. 研究的基本内容与方案

基本内容：通过收集并理解智能机器人的相关材料，以PLC作为核心控制系统，完成对系统总结构的设计；将整个系统按功能分为5大模块进行编程，主要分为：PLC软件系统设计模块、机器人示教模块、定位模块、抓取模块、码垛模块等；最后合并各功能模块，同时完成调试并进行验证。

目标：完成整个系统的设计及编码，系统可进行机器人的示教、定位、抓取、码垛等训练。

技术方案及措施：

本次设计的智能工业机器人实训系统是基于PLC控制系统的，在整体系统中设计一个模块完成PLC控制系统。PLC控制系统是由PLC为核心组成的自动控制系统，为了实现最终控制系统的要求，在设计控制系统之前，通过查找相关资料，对控制对象的工作方式及物理结构进行详细的了解，并遵循相关设计原则设计PLC控制系统。通过比较PLC控制系统的几种设计方法，决定采用顺序功能图法完成本模块功。

根据本系统设计的目的，将整个功能系统分为四大模块。其中，示教模块，主要完成对机器人行动轨迹的记录，在PLC控制系统的发出命令时，完成相应的指定动作；定位模块，智能工业机器人采用摄像头观察周边环境，将采集到的图像与设定图像进行对比，采用坐标轴记录目标位置，此模程序完成对图像的采集、图像处理及坐标确定等任务；目标物的抓取，在这一模块中，除了确定目标的位置，还要获取目标的精确三维空间信息，通过数学方法推算出目标三维信息的相关数据；码垛模块，实现图像对边及空间计算，两者都符合时，将物品放置在指定位置，实现货物的堆叠。系统设计总体框图如图1所示。

图1 系统总框图

3. 研究计划与安排

1～３周，查阅相关文献资料，进行充分调研并对课题进行方案论证，完成开题报告

4～6周，完成与课题相关的英文文献的翻译工作，同时进行系统方案的修改与完善；

7～8周，完成系统的总结构设计，画出详细的流程图，同时完成plc软件系统的设计；

4. 参考文献（12篇以上）

[1]王鑫，韩宝玲，罗庆生，等.工业码垛机器人示教盒与plc通信技术研究[j].计算机测量与控制，

2012，（11）：1971-1973.

[2]肖南峰.智能机器人[m].广东：华南理工大学出版社，2008,1