直角坐标搬运机器人控制系统研究.pdf

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1、2016No．6重型机械·49·直角坐标搬运机器人控制系统研究金嘉琦，徐振伟，刘畅(沈阳工业大学机械工程学院，辽宁沈阳110870)摘要：对控制系统的一般组合形式进行概述，并根据直角坐标搬运机器人工作特点设计Pc+运动控制卡的控制方式。基于VB进行软件设计，以Pc机、运动控制卡、伺服驱动器、传感器等硬件部分形成机器人完整控制系统。既能精确的控制机器人工作又能实时的监控机器人的工作状态。为搬运机器人控制系统设计提供解决方案。关键词：直角坐标机器人；控制系统；运动控制卡；VB中图分类号：TP242．2文献标

2、识码：A文章编号：1001—196X(2016)06—0049—03Researchonthecontrolsystemofcartesian—coordinatescransportrobotJINJia—qi，XUZhen-wei，LIUChang(Schoolofmechanicalengineering，ShenyangUniversityofTechnology，Shenyang110807，China)Abstract：Basedonresearchofthecontrolsystemgen

3、eralcombination，thispaperdesignscontrolPCandmo-tioncontrolcardinaccordancewiththeworkfeaturesofcartesiancoordinatetransportrobot．SoftwaredesignbasedonVB，topartofthePC，motioncontrolcard，servodrive，sensorsformingacompleterobotcontrolsys—tem．Bothprecisecont

4、roloftherobotcanworkandworkingstatusreal-timemonitoringoftherobot．Thiscalprovidesolutionsforthetransportrobotcontrolsystem．Keywords：cartesiancoordinatesrobot；controlsystems；motioncontrolcard；VB以下几种形式⋯：U日lJ吾(1)单片机系统。单片机系统结构简单，体随着中国制造2025实施制造强国战略发展积小，成本较低；

5、但由于本身无自开发能力必须的大潮，机器人越来越多的应用到各个领域。直借助开发工具来开发应用软件，抗干扰能力差，角坐标机器人由于其结构紧凑、强度高、运动简处理任务单一。因此多用于消耗品上，一般不用单、工作范围广的特点，在工业生产中得到广泛于工业设备。运用。直角坐标机器人系统是由机器人本体、工(2)PLC控制系统。PLC的I／O驱动能力作装置、控制系统、驱动装置、人机界面、防护强，易于扩展，图形化开发界面，抗干扰能力装置等组成。而控制系统是机器人的大脑，控制强；但其体系结构封闭，各PLC产品互不兼容，着整个

6、机器人系统的运行方式，为灵活运行高效编程语言及指令也各异，学习过程较为复杂。工作提供保障。(3)专用运动控制器。专用运动控制器是针对设备特定的运动方式和运动特点专门开发的控1运动控制系统总体方案制器。其针对性强，控制功能良好，传输效率市场上常用的自动化设备运动控制系统包括高，抗干扰能力强。但开发成本高，柔性极差。收稿日期：2016—08一O1；修订日期：2016—09-03(4)PC+运动控制卡控制系统。运动控制卡作者简介：金嘉琦(1955一)，男，沈阳工业大学教授。采用高速DSP或专业运动控制芯片来满

7、足控制·50·重型机械2016NO．6需要，通过PCI与PC机相连，具有超强数据处U=e+KiZ)：e+(e—e+·)理能力，可以实时采集各种各样的数据信息对生(1)产设备进行控制。且能执行比较复杂的控制式中，为输出值；e为采样周期的输入与输算法。出的位置误差；为电机速度；为比例放大随着PC机的广泛使用，Pc+运动控制卡方系数；Ki为积分增益系数；Kd为微分增益系数；案的使用率越来越高，通常用于运动过程、机械为速度前馈系数。轨迹都比较复杂，而且柔性比较强的机器J。由于直角坐标机器人工作需要较高的柔性，所

8、以本文选择PC+运动控制卡组合控制系统。2控制系统硬件设计2．1控制系统结构与控制原理直角坐标搬运机器人控制系统硬件部分结构图2伺服控制系统原理Fig．2Principleofservocontrolsystem如图l所示。运动控制卡通过PCI连接PC机，组成上位机和下位机两部分。上位机在系统中为2．2运动控制卡结构与工作原理PC机，主要负责系统监控、人机界面的管理和DMC2410C．A是雷赛公司推出的PCI总线4指令控制，协调系统进行工作