基于6R喷涂机器人的多轴运动控制系统设计木

机械设计与制造

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文章编号：１００ｌ一３９９７（２０ｌＯ）０３－０１６４—０２

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Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ

第３期２０１０年３月

基于６Ｒ喷涂机器人的多轴运动控制系统设计木

周伟谢存禧

（华南理工大学机械工程学院，广州５１０６４０）

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【摘要】针对传统封闭式喷涂机器人控制系统的实时性差的缺点，提出了用ＩＰｃ＋ＤｓＰ运动控制器ｉ

ｉ的运动控制模式建立六自由度喷涂机器人开放式控制系统的结构设计方案，采用ＩＰＣ＋ＰＭＡｃ运动控制卡ｉｉ的结构来实现对喷涂机器人的控制，并设计了控制系统的硬件平台结构。通过层次化体系结构提高了多；ｉ轴控制系统的效率，模块化的软件设计更使系统具有很强的可移植性、扩展性和开放Ｊ｝生。ｉ

关键字：喷涂机器人；开放式；多轴运动控制

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中图分类号：ＴＨｌ２，ＴＨｌ３３．３文献标识码：Ａ

１弓ｆ言

在国外，喷涂机器人是一项较成熟的技术，大概已经有三十年的研究和发展历史了【ｌ】。在国内，喷涂机器人的研究始于上世纪八、九十年代。由于国内市场巨大，近年来汽车制造和大型的机械制造业在国内的发展和需求，国内的许多汽车厂家和制造公司也正在研究和开发适合自己的喷涂机器人并准备进行商业化生产％

六自由度喷涂机器人控制系统是一种典型的多轴实时运动控制系统。由于传统的机器人封闭式控制系统具有软件兼容性差、系统扩展性差、容错性差以及缺少网络功能等缺点，随着机器人智能控制体系的发展以及在工业上的广泛应用，传统的的机器人控制系统由于其本身的限制已不能满足现代工业和社会发展的要求，开放式控制系统应运而生，并很快成为了一种重要的工业标准圈。开放式结构的控制系统的发展趋势是以Ｐｃ为基础，采用面向对象的模块化的设计方法来构造系统。实验室与广州数控合作共同开发喷涂机器人，采用ＩＰＣ＋ＰＭＡＣ运动控制卡的开放式多轴运动控制模式，从而缩短了喷涂机器人的开发周期，降低了喷涂机器人的开发成本，为６自由度喷涂机器人的商业化生产做好了必要的技术支｛待。

在空间的位置，后３个关节决定其姿态。喷涂机器人的结构示意图，如图１所不。

图Ｉ喷涂机器人的结构示意图

３喷涂机器控制系统设计

３．１喷涂机器人开放式控制系统硬件结构设计

在机器人控制系统中，若只采用Ｐｃ机下的ｗｉｎｄｏ啪平台进行运动控制，就存在实时性差的缺点，很难保证计算周期在毫秒级的伺服控制周期之内问，为了解决这个问题，就需要使用运算速度快的ＤｓＰ运动控制卡，让ｗｉｎｄｏ髑运行相对慢一些的任务，而让运动控制卡处理速度很快的运动伺服控制，这就是ＩＰＣ＋ＤｓＰ的控制模式。实验室将采用Ｄｅｌ诅Ｔａｕ公司的ＰＭＡｃ可编程多轴运动控制器与ＩＰｃ工控机组成的双微机分级控制方式。上级ＩＰｃ

２喷涂机器人的机械主体结构

在喷涂过程中，由于被喷涂工件表面比较复杂，敌要求喷涂

机器人手腕很灵活，能够到达空间的任意位置和姿态。实验室所工控机负责机器人的系统管理和上层路径规划，包括各种文件数设计的喷涂机器人由腰部、大臂、小臂以及腕部四部分组成，具有六个自由度，即六个回转关节，前３个关节决定喷涂机器人喷枪

据管理、系统状态监测、故障处理、运动学正逆解、运动控制程序的生成、伺服参数调整等实时性要求不高的任务，并通过

★来稿日期：２００９—０５—２２★基金项目：广东省科技计划资助项目（２００７８０１０４０００４９）

万方数据　

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