高频淬火机械手分布式控制系统研究与设计

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1、""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""文章编号：%""%$!!;*（!""*）";$""*&$"<高频淬火机械手分布式控制系统研究与设计!孙兵，邓海龙（南通纺织职业技术学院，江苏南通!!;""+）摘要：通过对四自由度气压式圆柱坐标型高频淬火机械手装置及其控制系统的研究，探讨了基于=>?总线的两级分布式机械手控制系统体系结构，阐述了控制系统的软、硬件结构组成，并对下位机=>?总线智能节点的硬件设计、=>?节点通信控制程序以及在@/49AB1平台上用C=DD;8"开发的机械手上位机监控软件进行了较

2、为详细的论述。该控制系统已成功应用于高频淬火机械手装置中，性能稳定、运行可靠。关键词：机械手；开放结构控制；=>?总线；C=DD;8"中图分类号：EF!+<文献标识码：>!"#$#%#&’("&)*+#%,-)&./01+,%1’,.01#*2/)1’/345%1#6/78,-"97’#:0#)(5;0#)(",)-<&),=03&1/’GH?I/4J，),?KL./M0A4J（?.45A4JE6N5/06CA7.5/A4.0E67O4A0AJP=A006J6，(/.4J1:?.45A4J!!;""+，=O/4.）>.%1’&(1：>77AQ9/4J5A15:9/615O6.5-A1R

3、O6Q/7RQ611:Q65PR6QA:497P0/49Q/7.07AAQ9/4.5615PR6O/JOMSQ6T:647PT:647O/4J-.4/R:0.5AQ96MU/76AS96JQ66ASSQ669A-SA:Q.497A45QA01P156-，5O6R.R6Q9/17:11615BAJQ.961AS9/15Q/2:569-.4/R:0.5AQ7A45QA01P156-15Q:75:Q6BO/7O2.169A4=>?2:1，6NR0./4695O615Q:75:Q6AS5O61AS5B.Q6.495O6O.Q9B.Q6AS7A45QA01P156-，5O6O.Q9B.Q6AS4

4、A9.0/45600/J6476.49=>?4A9.07A--:4/7.5/A47A45QA0RQA769:Q6.490A7.5/A4R0.467A45QA01AS5B.Q6O.49B/5OC=DD;8"A4@/49AB1R0.5SAQ-G5.56/1961/J4698EO/17A45QA01P156-O.1.0Q6.9P26641:7766969/4.RR0P/4J5A5O6-.4/R:0.5AQ96U/76ASO/JOMSQ6T:647PT:647O/4J，/5/1Q60/.206.4915.2/M0/V698?#5@/’*%：-.4/R:0.5AQ；AR64.Q7O/5675:Q

5、67A45QA0；=>?2:1；C=DD;8"料板一起由自动输送线运出。具体设计要求如下：A引言现代化工业生产和机器人研究对机器人控制器网络化、开放性和分布式体系的要求越来越迫切，即要求机器人控制器应具有可扩展性、互操作性、可移植性和可增减性［%］。然而，目前商品化的机器人控制系统大都采用封闭结构的专用控制器，难以扩充或修改。我们研制开发的用于热处理淬火加工的机械手，是一种按预先设定的程序进行工件分拣、搬运和淬火加工的自动化装置，可部分代替人工在高温和危险的作业区进行单调持久的作业，并可根据工件的变化以及淬火工艺的要求随时更改相关控制参数。这种机械手需要采用开放结构的控制系统，即：!使

6、用基于非专用计算机平台（如F=机）的开发系统；"使用标准的操作系统（如@/49AB1）和标准的控制语言（如C=）；#硬件基于标准总线结构，能够与各种外围设备和传感器进行接口等［!］。通过对现场总线技术和机器人控制技术的深入研究，图%高频淬火机械手装置结构示意图最终确定采用=>?总线作为高频淬火机械手的系统总线，对底（%）采用气压传动与控制技术实现对直径均为<<--，长度层设备和上位机进行连接，从而实现分布式控制的体系结构。分别为<"--和*"--的待加工工件的分拣，两种不同的工件经B高频淬火机械手设计要求分拣后送入各自的轨道。（!）机械手结构形式采用圆柱坐标型机械手，驱动方式为电高频淬

7、火机械手装置（图%）的主要设计目标是能在程序控—气混合驱动。在水平手臂伸出长度和机械手腰部回转角度这制下先完成对不同长度工件的分拣，然后分别由机械手夹持经两个方面要求具备伺服定位能力。水平手臂伸出采用气动伺服高频加热后放入各自的料位中进行冷却。冷却后的工件则与装定位技术，定位精度应达到"8!--。机械手腰部回转采用步进收稿日期：!""#$%"$%&!基金项目：江苏省高校自然科学研究指导性计划项目（"!’()*%""!"）作者简介：孙兵（%&+%