基于贝加莱控制系统的工业机器人研发

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1、奇瑞汽车股份有限公司杨桥摘要：本文介绍了基于贝加莱控制系统的机器人的机械系统组成、控制系统的硬件结构和软件架构，重点论述了该款机器人由于采用贝加莱工控产品而体现出来的先进性。文章编号:130506基于贝加莱控制系统的工业机器人研发ResearchandDevelopmentoftheIndustrialRobotBasedonB&RControlSystem1前言机器人机械系统主要由机械本体和外围结构奇瑞汽车股份有限公司是中国最大的自主品组成，如图1所示。机械本体主要由底座部分、平牌汽车生产商之一。目前，奇瑞公司已具备年产衡缸部分、大臂、小臂部分和手腕部分组成。外整车90万

2、辆、发动机65万台和变速箱40万套的生围结构主要由管线包以及一些管卡组成。产能力。随着生产规模不断扩大，对自动化生产2.2机器人的性能参数线需求也越来越高，工业机器人的应用数量也越基于贝加莱系统的第三代机器人是奇瑞汽车来越多。为了降低生产成本，奇瑞汽车从2007年股份有限公司自主研发的大负载工业机器人，型开始自主研发工业机器人，目前已完成基于贝加号为QB-165，最大负载165公斤，有六个自由莱工业自动化系统的第三代机器人的研发。度。该机器人也是我国自主研发的最先进的大负工业机器人主要有机械系统、控制系统、系载工业机器人之一，各项性能参数达到国际先进统软件三部分组成。水平，

3、具体参数如表1所示。2机械系统3控制系统2.1机械系统的组成整体总体架构如图2所示。[相关链接]http://www.chuandong.com/tech/detail.aspx?id=25117图1机器人机械系统组成图2基于贝加莱系统的机器人系统架构工业机器人82图3机器人系统框架图图8可视化的I/O维护界面控制系统选择了贝加莱移动式面板作3.2.1突破传统设计理念为示教器，该系统还包括APC820工控机、传统的机器人均采用专用的控制系统硬件ACOPOSmulti伺服驱动器及电机，其系统主要部设计，然而传统的硬件系统具有开发周期长、系件和性能描述如图2所示。统扩展不易，并

4、且软件编程不方便，这与传统的3.1移动式面板PLC无法处理如此复杂的CNC和机器人齐次方程移动式面板是用于机器人人机交互操作，库的算法有关，并且，另一方面，基于Windows如点动机器人，示教再现，动态显示和参数调试架构的PC由于不具有实时性而无法处理实时任等，MobilePanel的特点在于对于现场使用的机务，然而，随着硬件技术的发展这些问题在今天器人而言，多个机器人可共享一个面板，这样可已经由通用的平台即可完成。以降低HMI的成本。3.2.2运动控制与机器人处理ÑHmsdkOW@16/ߞၸܭB&R的APC820是一个通用的PC硬件平Ñ145LACQ@L台，它可同时运行W

5、indowsXP或WindowsCEÑ017LAEk`rgEmbedded操作系统和AR(AutomationRuntime)ÑЬ߬Ꮒ஡实时操作系统，将复杂的图形画面任务由ÑTRA0-0஡Windows处理，而将路径规划、轴控制任务由AR除此之外，该面板还有31个系统按钮用于操来处理。作，包括急停、操纵杆、钥匙开关，非常适合于3.2.3高鲁棒性设计机器人系统的应用特点，并且，采用WindowsCE从硬件设计本身而言，APC820遵循严格工Embedded操作系统，具有较强的实时任务处理业标准而设计，无风扇和无旋转部件设计，并且能力。内部无电缆连接而全部采用接插件连接方式，

6、这3.2APC820工控机样可以保证机器具有高鲁棒性特点。图4机器人系统软件架构图图5主画面工业机器人83图6文件管理画面图7奇瑞机器人的Move画面3.2.4紧凑型设计0.1uS,抖动远小于1uS，通过直接交叉通信，可以同时，APC820是与ACOPOSmulti伺服驱动实现轴与轴之间的直接通信，从而提高系统的响器具有相同的安装尺寸和规格的，这使得它无需应能力。额外的安装机架，其尺寸设计与ACOPOSmulti3.5控制系统先进性的46mm宽度相同，直接安装在系统的最左侧，由于工控机APC820提供强大的运算与驱动系统融为一体，并通过高速实时以太网能力以及通过高速实时以太

7、网POWERLINKEthernetPOWERLINK来连接。（100Mbps）连接工控机与伺服驱动器，使得能3.3伺服驱动器与伺服电机够实现复杂的运动控制算法对伺服电机的集中式伺服驱动器采用的是贝加莱公司最新开发的控制，并且能够实现一台工控机对多台6轴机器人智能型ACOPOSMulti驱动器，具有尺寸紧凑，的控制。模块化结构，一个驱动器可以带两个伺服电机等贝加莱的软件开发平台AutomationStudio集特点；伺服电机选择的是贝加莱公司设计的高精成有标准的关节型机器人运动功能模块，使得用度，高动态响应，带有多